Órgãos dos sentidos

Na saída de um show, o ouvido zune e a voz dos amigos parece vir de longe; na manhã seguinte o zumbido passou, mas um punhado de células no fundo do ouvido não voltou. Numa maternidade, um aparelho encostado na orelha de um recém-nascido de dois dias emite um clique e escuta a resposta: é o teste da orelhinha, obrigatório no Brasil desde 2010, que descobre em minutos se a cóclea responde ao som. Na mesma cidade, à noite, uma jararaca cruza o terreno baldio e acha um camundongo que não enxerga, não ouve e não cheira: ela o sente como calor, por dois buracos entre o olho e a narina. Os três casos são o mesmo assunto. Perceber o mundo é sempre uma cadeia de três elos: uma célula que traduz um estímulo físico ou químico em sinal elétrico, um nervo que leva esse sinal e um centro nervoso que o transforma em sensação. Esta página é sobre o primeiro elo, o receptor, e sobre os órgãos que o abrigam: por que a cóclea não se conserta, por que a imagem do mundo cai de cabeça para baixo na retina e por que a jararaca “vê” calor enquanto nós só o sentimos na pele.

O caminho começa pelo que todo receptor faz (transdução, potencial receptor, limiar, adaptação) e pelas cinco famílias em que eles se dividem; passa pelos órgãos humanos um a um, olho, ouvido, labirinto do equilíbrio, nariz, língua, pele e os sensores dos músculos; organiza num quadro o que outros animais percebem e nós não (linha lateral, ampolas de Lorenzini, fosseta loreal, ecolocalização, ultravioleta, feromônios); termina nas aplicações (óculos, implante coclear, protetores auditivos, armadilhas de feromônio) e no modo como a banca pergunta. Os vizinhos ficam em páginas próprias: o neurônio, a sinapse, o encéfalo e as drogas estão em sistema nervoso, de onde esta página toma emprestado só o trajeto “receptor, nervo, córtex”; a pele como tecido, com suas camadas e glândulas, está em tecidos humanos; a óptica do olho, com raios, focos e dioptrias, e a correção dos defeitos de visão com lentes estão em lentes e visão; a física do som (frequência, intensidade, decibel) está em acústica e a da luz e das cores em ondas eletromagnéticas; os artrópodes como grupo estão em artrópodes, e daqui só interessam seus olhos, antenas e tímpanos.

Sentir é traduzir: o que todo receptor faz

Um receptor sensorial é uma célula, ou a ponta de um neurônio, que responde a uma forma de energia (pressão, calor, luz, uma molécula) mudando o potencial elétrico da própria membrana. Essa conversão chama-se transdução. O mecanismo íntimo varia, mas o desenho é sempre o mesmo: o estímulo abre ou fecha canais iônicos na membrana do receptor; íons entram ou saem; o potencial da membrana se desloca. Esse deslocamento é o potencial receptor (ou potencial gerador), e ele é graduado: quanto mais forte o estímulo, maior a variação. Se o potencial receptor atinge o limiar do neurônio sensitivo, nascem potenciais de ação, estes sim do tipo tudo ou nada, que viajam pelo axônio até a medula ou o encéfalo. A intensidade do estímulo não muda o tamanho do potencial de ação; muda a frequência com que eles disparam. Um toque leve produz alguns disparos por segundo; um aperto, dezenas.

Dois atributos acompanham todo receptor. O limiar é a menor intensidade que produz resposta, e ele não é fixo: o olho adaptado ao escuro responde a poucos fótons, e o olho na praia precisa de milhões; o nociceptor, que avisa de lesão, tem limiar propositalmente alto. A adaptação sensorial é a queda da resposta quando o estímulo se mantém constante. Receptores de adaptação rápida (chamados fásicos) disparam na mudança e silenciam: é por isso que você deixa de sentir a roupa segundos depois de vesti-la, que o cheiro da casa alheia some em minutos e que um corpúsculo de Pacini avisa que algo começou a vibrar, mas não quanto tempo durou. Receptores de adaptação lenta (tônicos) continuam disparando enquanto o estímulo existir: os sensores de dor, de posição das articulações e de estiramento muscular, cuja função é justamente não deixar o cérebro esquecer. A adaptação acontece no receptor (o olfato cansa na mucosa) e também em estágios centrais (o cérebro aprende a ignorar o tique-taque do relógio), e os dois mecanismos se somam.

Cinco famílias de receptores, e uma sexta que não temos

Classifica-se o receptor pelo estímulo que o ativa. É a tabela que resolve a maior parte dos itens de sentidos, porque a banca costuma montar uma frase anatomicamente correta e trocar só a coluna do meio.

A sexta linha é o aviso mais útil do quadro: um sentido pode existir sem que nós o tenhamos. Além da eletrorrecepção, há magnetorrecepção em aves migratórias, tartarugas e algumas bactérias (o mecanismo celular ainda está em investigação), e há a detecção de luz polarizada por abelhas e formigas, que a usam como bússola. Quando um item descreve um “sentido humano” para detectar campo elétrico ou magnético, está errado; quando descreve esse sentido em tubarões ou pombos, pode estar certo.

O olho: uma câmara escura com um filme vivo

O globo ocular humano tem cerca de 24 mm de diâmetro e três túnicas. Por fora, a esclera, branca e fibrosa, que na frente se torna transparente e mais curva, a córnea, responsável pela maior parte do desvio da luz. No meio, a coroide, escura e cheia de vasos, que nutre a retina e absorve a luz que sobrou, como a pintura preta do interior de uma câmera; na frente ela forma o corpo ciliar e a íris, o anel colorido cujo furo central é a pupila. Por dentro, a retina, a camada nervosa onde estão os fotorreceptores. A luz atravessa, nesta ordem, córnea, humor aquoso (líquido da câmara anterior), pupila, cristalino (a lente viva, presa ao corpo ciliar por ligamentos), humor vítreo (gel que preenche o globo) e, só então, a retina. A conjuntiva, membrana fina que cobre o branco do olho e o lado interno das pálpebras, não reveste o interior do globo: ela inflama na conjuntivite e não entra na formação da imagem.

Córnea e cristalino formam na retina uma imagem real, invertida e menor do mundo; o córtex a interpreta como direita. A córnea tem poder fixo; o cristalino muda de forma. Quando você olha para longe, o músculo ciliar está relaxado, os ligamentos puxam o cristalino e ele fica mais fino; quando olha para perto, o músculo ciliar se contrai, os ligamentos afrouxam e o cristalino, elástico, engorda e converge mais. Isso é a acomodação, e é ela que se perde com a idade, quando o cristalino endurece: a presbiopia, a vista cansada de quem afasta o jornal. A pupila é o diafragma: no escuro ela dilata (até cerca de 8 mm) para deixar entrar mais luz; na claridade contrai (até cerca de 2 mm) para proteger a retina e ganhar nitidez. O reflexo é comandado pelo sistema nervoso autônomo, o parassimpático contraindo e o simpático dilatando, o que explica a pupila aberta no susto e o exame de pupila no atendimento de emergência.

Cones e bastonetes: duas retinas num só olho

O fotorreceptor funciona ao contrário do que se espera: no escuro ele está despolarizado e liberando neurotransmissor; a luz o hiperpolariza e reduz a liberação. O que faz isso é um pigmento, uma opsina (proteína) ligada ao retinal, uma molécula derivada da vitamina A. O fóton muda a forma do retinal, a opsina ativa uma cascata de enzimas e canais de sódio se fecham. Depois, o pigmento precisa ser regenerado, e a regeneração é lenta: é o que você espera no quarto escuro.

Três fenômenos cotidianos saem direto da ficha. A adaptação ao escuro leva de 20 a 30 minutos para completar-se porque a rodopsina dos bastonetes precisa ser regenerada; nos primeiros segundos você não vê nada, e aos poucos o quarto aparece, sem cores. Para ver uma estrela fraca à noite, não olhe diretamente para ela: na fóvea só há cones, pouco sensíveis; olhe um pouco para o lado e a imagem cai sobre bastonetes. E a cegueira noturna (nictalopia) é o primeiro sinal da falta de vitamina A, porque sem retinal não há rodopsina; a deficiência grave acaba em lesão da córnea e cegueira total, e é por isso que a vitamina A entra nos programas de suplementação infantil em regiões pobres.

Exemplo resolvido 1: de que tamanho é a imagem na retina. Um poste de 15 m de altura está a 85 m de uma pessoa. Tomando a distância entre o centro óptico do olho e a retina como cerca de 17 mm, qual é a altura da imagem do poste na retina?

O objeto e a imagem são vistos do centro óptico sob o mesmo ângulo, então os triângulos são semelhantes: $\dfrac{h'}{17\ \text{mm}} = \dfrac{15\ \text{m}}{85\ \text{m}}$, logo $h' = 17 \times \dfrac{15}{85} = 3{,}0$ mm. Conferência: 15/85 é a tangente do ângulo visual, cerca de 0,18 (uns 10°); multiplicada pelos 17 mm dá os mesmos 3 mm. Um poste inteiro cabe em três milímetros de retina, e cada letra de um livro a 40 cm, com 3 mm de altura, ocupa cerca de 0,13 mm, umas dezenas de cones da fóvea; é essa a razão de a fóvea precisar de cones tão finos e tão juntos.

Quando a imagem erra a retina: a ponte para a Física

Como a distância do cristalino à retina é fixa, o olho só consegue focar objetos a diferentes distâncias mudando a própria distância focal, pela acomodação. Quando isso não basta, a imagem cai no lugar errado e a Física entra. Na miopia, o globo é longo demais (ou córnea e cristalino convergem demais): a imagem dos objetos distantes se forma antes da retina e o longe fica borrado; corrige-se com lente divergente. Na hipermetropia, o globo é curto (ou o olho converge de menos): o foco de um objeto próximo ficaria depois da retina, e o perto borra; a correção é uma lente convergente. No astigmatismo, a córnea não é simétrica e cada plano foca a uma distância; lentes cilíndricas. Na presbiopia, não é a forma do olho, é a idade: o cristalino perde elasticidade e a acomodação para perto desaparece. Um item de 2017 disse que o míope tem globo ocular menor: errado, é o contrário, e a confusão entre as duas ametropias é o erro mais plantado nesse tema. A geometria dos raios, a equação das lentes e o cálculo dos “graus” ficam em lentes e visão. O que é biologia aqui é saber que a catarata é o cristalino opaco (trocado por uma lente artificial em cirurgia), que o glaucoma é a pressão do humor aquoso lesando o nervo óptico, e que a retinopatia diabética e a degeneração macular atacam a retina, isto é, o receptor, e por isso não se corrigem com óculos.

O ouvido transforma ar em líquido e líquido em impulso

O som é uma onda de pressão no ar; a célula que o detecta está mergulhada em líquido. O ouvido é, em essência, a máquina que resolve esse desencontro. O ouvido externo (pavilhão e canal auditivo, com a cera que o protege) capta e conduz o som até o tímpano, uma membrana que vibra na frequência da onda. O ouvido médio é uma câmara de ar atrás do tímpano, com três ossinhos articulados, martelo, bigorna e estribo, os menores ossos do corpo; o martelo está preso ao tímpano e o estribo encaixa na janela oval, a entrada do ouvido interno. A cadeia faz duas coisas: transmite a vibração e amplifica a pressão, porque a área do tímpano é cerca de 20 vezes maior que a da janela oval e a alavanca dos ossículos ajuda um pouco mais. Sem essa amplificação, a maior parte do som refletiria na superfície do líquido, como acontece quando alguém grita para você debaixo d’água. O ouvido médio se comunica com a garganta pela tuba auditiva (de Eustáquio), que iguala a pressão dos dois lados do tímpano: é o “estalo” no avião e na descida da serra, e é o caminho por onde a infecção da garganta vira otite média nas crianças.

O ouvido interno é um labirinto escavado no osso temporal. A parte da audição é a cóclea, um tubo enrolado em duas voltas e meia, cheio de líquido e dividido ao longo do comprimento por membranas. Sobre uma delas, a membrana basilar, fica o órgão de Corti, com cerca de 15 mil células ciliadas: o receptor. O estribo empurra a janela oval, uma onda de pressão percorre o líquido, a membrana basilar ondula e os cílios das células, encostados em outra membrana, se dobram. Dobrar o cílio abre canais iônicos: é a transdução, mecânica como no tato, e por isso a célula ciliada é um mecanorreceptor. A célula libera neurotransmissor sobre as fibras do nervo coclear, e o sinal segue, pelo tronco encefálico e pelo tálamo, ao córtex auditivo, no lobo temporal. O tálamo retransmite; o córtex interpreta; o hipotálamo não tem nada com isso, e um item de 2011 que entregou o “controle do sistema auditivo” ao diencéfalo foi dado como errado.

Exemplo resolvido 2: o eco do morcego e o que ele consegue “ver”. Um morcego emite um pulso de ultrassom de 40 kHz e recebe o eco 10 ms depois. Tome a velocidade do som no ar como 340 m/s. (a) A que distância está o obstáculo? (b) Qual é o comprimento de onda do pulso, e por que um morcego não usaria 2 kHz, que também é audível para ele?

(a) O som vai e volta: a distância percorrida é $340 \times 0{,}010 = 3{,}4$ m, e o obstáculo está à metade, $1{,}7$ m. (b) $\lambda = v/f = 340/40\,000 = 0{,}0085$ m $= 8{,}5$ mm. Uma onda só é refletida de modo útil por objetos de tamanho comparável ou maior que o seu comprimento de onda; com 8,5 mm o morcego detecta um mosquito; com 2 kHz, $\lambda = 17$ cm, e um inseto seria “transparente” ao pulso. Conferência: 10 ms é um intervalo que o sistema auditivo do morcego resolve com folga, e morcegos insetívoros de fato usam de 20 a mais de 100 kHz. O ponto biológico: a ecolocalização é audição, mecanorrecepção pelas células ciliadas da cóclea, e não visão; o morcego tem olhos funcionais, apenas não os usa para caçar no escuro.

Barulho mata célula ciliada, e ela não volta

As células ciliadas da cóclea dos mamíferos não se regeneram. Cada uma que morre por ruído, idade, infecção ou certos medicamentos (alguns antibióticos e quimioterápicos são ototóxicos) é uma perda definitiva, e a perda começa pelos agudos. A exposição a som intenso dobra os cílios além do limite, rompe as ligações entre eles e, com repetição, mata a célula; o zumbido depois do show é o sinal de que isso esteve perto de acontecer, e a audiometria de quem trabalhou anos em fábrica sem proteção mostra um “entalhe” típico em torno de 4 kHz. A Norma Regulamentadora 15 do trabalho brasileiro fixa o limite de 85 dB(A) para 8 horas por dia, e a cada 5 dB a mais o tempo permitido cai pela metade: 90 dB, 4 horas; 95 dB, 2 horas; 100 dB, 1 hora; 110 dB, 15 minutos. Um show, uma britadeira ou um fone no volume máximo ficam na faixa de 100 a 110 dB. A Organização Mundial da Saúde estima que mais de um bilhão de jovens correm risco de perda auditiva pelo uso de fones e por ambientes de lazer ruidosos.

Exemplo resolvido 3: quanto tempo numa obra. Um operário fica 3 horas por dia ao lado de um compressor que produz 95 dB(A) e, no resto do turno, em ambiente de 80 dB(A). Pela regra da NR-15, ele está dentro do limite?

A 95 dB o limite diário é 2 horas (85 dB, 8 h; 90 dB, 4 h; 95 dB, 2 h). Três horas a 95 dB já correspondem a $3/2 = 1{,}5$ dose, isto é, 150 % do permitido, antes de contar o resto do turno (80 dB fica abaixo do nível de ação e não entra na conta). Está fora do limite; a solução é reduzir o tempo a menos de 2 horas, baixar o ruído na fonte ou usar protetor auditivo que atenue pelo menos 10 dB, levando os 95 dB para 85 dB. Conferência: cada 5 dB corresponde a cerca de três vezes mais energia sonora, então 95 dB tem cerca de 10 vezes a energia de 85 dB, e o tempo permitido cai de 8 h para 2 h, uma redução de quatro vezes; a NR-15 é um pouco mais tolerante que a energia pura, e outras normas usam 3 dB por metade do tempo. O essencial: a conta é por dose (nível e tempo), e a célula ciliada não tem conserto.

O mesmo ouvido diz onde está o chão

O resto do labirinto não ouve nada: é o aparelho vestibular, o sentido do equilíbrio, e usa as mesmas células ciliadas com outro estímulo. Os três canais semicirculares, em planos perpendiculares entre si, detectam rotações da cabeça: quando ela gira, o líquido dentro do canal fica para trás por inércia e empurra uma cúpula gelatinosa que dobra os cílios. Como são três planos, qualquer rotação é decomposta em três sinais. O utrículo e o sáculo detectam a gravidade e as acelerações lineares (arrancar, frear, elevador): sobre as células ciliadas há uma camada gelatinosa carregada de cristais de carbonato de cálcio, os otólitos, que pesam e escorregam quando a cabeça inclina ou o corpo acelera. Os sinais seguem pelo nervo vestibular ao tronco encefálico e ao cerebelo, que os combinam com a visão e com a propriocepção para manter a postura e estabilizar o olhar.

A tontura depois de girar é o aparelho funcionando por inércia: parada a rotação, o líquido dos canais continua girando por alguns segundos e informa um movimento que não existe; os olhos reagem com movimentos rítmicos (nistagmo) e o mundo “roda”. O enjoo de carro ou barco é o conflito entre o labirinto (que sente acelerações) e os olhos (que veem o interior parado); por isso ajuda olhar o horizonte. A labirintite e a vertigem posicional (otólitos que se soltam e caem num canal) são doenças desse sistema, não da audição. E o animal que não tem labirinto nem cóclea, como a lombriga, tem algum mecanorreceptor com um grão pesado (um estatocisto) fazendo o papel do utrículo: o mesmo princípio aparece em medusas, camarões e moluscos.

Olfato e paladar: dois quimiorreceptores que trabalham juntos

Os dois sentidos químicos detectam moléculas, mas são órgãos diferentes, com regras diferentes. O olfato detecta substâncias voláteis no ar, dissolvidas no muco do teto da cavidade nasal, por neurônios olfatórios: neurônios verdadeiros, com cílios voltados para o muco e axônios que atravessam o osso etmoide até o bulbo olfatório, no encéfalo. São os únicos neurônios sensitivos humanos em contato direto com o ambiente, e por isso se renovam ao longo da vida, a cada mês ou dois. Cada neurônio expressa um só tipo de proteína receptora; os humanos têm cerca de 400 tipos funcionais (a descoberta dessa família de genes, por Linda Buck e Richard Axel, rendeu o Nobel de 2004), e um cheiro é um padrão de ativação de vários tipos ao mesmo tempo, o que permite distinguir milhares de odores. A via olfatória é a única que não passa pelo tálamo antes de chegar ao córtex, e se liga direto ao sistema límbico, a região da emoção e da memória: é a base da lembrança disparada por um cheiro. O cão tem dezenas de vezes mais neurônios olfatórios que nós e uma mucosa muito maior, e por isso um cão farejador encontra uma pessoa soterrada ou uma droga embalada.

O paladar detecta substâncias dissolvidas na saliva por células gustativas, células epiteliais modificadas (não são neurônios) agrupadas em botões gustativos, a maioria nas papilas da língua, com alguns no palato e na faringe. Cada botão tem células para os cinco gostos básicos: doce (açúcares), salgado (sódio), azedo (ácidos, isto é, H⁺), amargo (dezenas de moléculas diferentes, muitas tóxicas) e umami (glutamato e alguns nucleotídeos, o “gosto de caldo” descrito em 1908 pelo químico japonês Kikunae Ikeda e reconhecido como gosto básico independente apenas décadas depois). Doce, amargo e umami usam receptores de membrana que reconhecem a molécula; salgado e azedo usam canais iônicos pelos quais o próprio íon entra. A sensibilidade ao amargo é a mais alta, e a razão é evolutiva: amargo costuma ser veneno, e o bebê rejeita o amargo antes de qualquer aprendizado.

O que chamamos de sabor é a fusão dos dois sentidos, e o olfato manda mais. Enquanto você mastiga, moléculas voláteis do alimento sobem da boca pela parte de trás da garganta até o teto do nariz: é o olfato retronasal, e é ele que distingue morango de framboesa, café de chocolate. A língua só diz que os dois são doces e um pouco amargos. Por isso a comida “não tem gosto” no resfriado: o muco bloqueia o acesso às moléculas e o paladar, intacto, fica sozinho com seus cinco gostos. Tapar o nariz e comer uma bala de sabor desconhecido mostra o mesmo efeito em dez segundos. Junto do gosto e do cheiro, a boca ainda informa temperatura, textura e ardência (o canal da capsaicina) pelos receptores da mucosa, que não são gustativos.

A pele: o maior órgão sensorial

A pele tem cerca de 2 m² em um adulto e é, em área, o maior órgão sensorial do corpo. Seus receptores não formam um órgão compacto como o olho; estão espalhados na epiderme e na derme, em densidades muito diferentes (a ponta do dedo e os lábios têm centenas de vezes mais receptores por centímetro quadrado que as costas). A estrutura da pele como tecido está em tecidos humanos; aqui interessa a ficha de cada sensor.

A dor merece uma linha própria, porque a prova a cobra. O nociceptor é uma terminação livre de limiar alto, ativada por calor ou frio extremos, pressão intensa ou substâncias liberadas por células lesadas (potássio, prostaglandinas, bradicinina); a inflamação baixa o limiar, e é por isso que a pele queimada dói ao toque leve. O sinal viaja por fibras de dois tipos, umas mielinizadas e rápidas (a dor aguda, bem localizada, que faz afastar a mão), outras finas e lentas (a dor difusa que vem depois e persiste), até a medula, o tálamo e o córtex. Um item de 2013 pôs a condução da dor na queratina de uma pele “albina”: três erros numa frase, porque albinismo é falta de melanina, queratina é proteína de proteção que não conduz nada, e quem detecta e conduz são neurônios. A dor visceral usa nociceptores das vísceras, mas o córtex a projeta na pele que compartilha os mesmos segmentos da medula: o infarto dói no braço esquerdo, a apendicite começa em volta do umbigo. É a dor referida, consequência direta da doutrina das energias específicas: o córtex atribui o sinal ao endereço que costuma usá-lo.

Propriocepção: o sentido de que ninguém fala

Feche os olhos e toque a ponta do nariz com o dedo. Você acerta porque há receptores informando, o tempo todo, a posição e o movimento de cada articulação: é a propriocepção, o “sexto sentido” literal, e sem ela não há andar, escrever nem ficar em pé. Os sensores são mecanorreceptores de adaptação lenta: os fusos musculares, fibras especializadas dentro de cada músculo que medem o comprimento e a velocidade de estiramento (o reflexo do martelinho no joelho começa neles), os órgãos tendinosos de Golgi, no tendão, que medem a tensão e protegem o músculo de rasgar, e receptores nas cápsulas das articulações e na pele profunda (Ruffini) que informam o ângulo. O cerebelo combina esses sinais com o labirinto e a visão. O teste do bafômetro de rua (“ande sobre a linha, toque o nariz”) é um teste de propriocepção e cerebelo, as duas coisas que o álcool prejudica primeiro. Entre os receptores internos que ninguém sente diretamente estão ainda os barorreceptores da aorta e das carótidas (pressão arterial), os quimiorreceptores que medem CO₂, pH e O₂ no sangue, acelerando a respiração na subida de escada, e os osmorreceptores do hipotálamo, que disparam a sede.

Exemplo resolvido 4: nomear o receptor em quatro situações. Para cada caso, identifique a família do receptor, o estímulo adequado e o órgão. (1) Uma coruja localiza um camundongo sob a neve, no escuro total, pelo farfalhar. (2) Um bagre encontra comida no fundo lodoso tocando o alimento com os barbilhões. (3) Um mosquito segue uma pessoa adormecida a partir do ar que ela expira. (4) Um corredor sente a pista mais dura ao trocar o tênis.

(1) Mecanorrecepção: o som do farfalhar é captado pelas células ciliadas da cóclea; a coruja ainda tem os ouvidos em alturas diferentes nos dois lados da cabeça, o que permite localizar a fonte pela diferença de tempo e de intensidade entre as orelhas. Não é visão, e a neve impede o olfato. (2) Quimiorrecepção: os barbilhões do bagre são cobertos de botões gustativos, e o peixe “prova” a comida pelo lado de fora; o tato dos barbilhões participa, mas quem decide comer é o gosto. (3) Quimiorrecepção de CO₂ pelas antenas do mosquito, somada a termorreceptores que detectam o calor da pele de perto. (4) Mecanorrecepção por corpúsculos de Pacini da sola (vibração e pressão) e por fusos musculares e órgãos tendinosos (propriocepção), que medem o quanto a perna “cede” a cada passada. Conferência: em cada caso, o estímulo fisicamente presente (onda sonora, molécula, molécula e calor, deformação) bate com a família escolhida, e nenhum receptor recebeu o rótulo do estímulo vizinho.

O mundo que cada animal percebe

Cada espécie tem o conjunto de receptores que sua história selecionou, e a pergunta “o que este animal percebe?” se responde pelo ambiente em que ele caça, foge e acha parceiro. O quadro abaixo reúne os casos que a banca cobra e os que ela ainda pode cobrar; a coluna do meio é a que decide o item.

Dois exemplos de como o ambiente escolhe o receptor. Na água turva de um rio, luz não serve: o bagre tem olhos pequenos, barbilhões gustativos e, em algumas espécies, eletrorrecepção; o boto-cor-de-rosa, de olhos pequenos, ecolocaliza. No deserto, à noite, a cascavel usa a fosseta e a jiboia usa fossetas labiais, enquanto a coruja usa a assimetria das orelhas. E a mesma pressão que deu ao morcego o sonar deu às mariposas noturnas o tímpano para ouvi-lo: um exemplo de coevolução entre predador e presa que se lê no espectro de frequências.

Da ficha à aplicação

A lógica receptor, nervo, centro explica onde cada tecnologia entra. Óculos e lentes de contato corrigem o elo zero, a óptica antes do receptor, e não ajudam em nada numa retina doente. O aparelho auditivo amplifica para um receptor enfraquecido; o implante coclear substitui o receptor morto e estimula o nervo; o implante de retina e os protótipos de implante cortical fazem o mesmo na visão, com resultados ainda limitados. O protetor auditivo reduz o estímulo antes que ele destrua o receptor. O cão farejador, o cão-guia e o cão de alerta para diabetes emprestam a uma pessoa um receptor que ela não tem. E a agricultura explora os quimiorreceptores dos insetos contra eles mesmos: a armadilha de feromônio usa a versão sintética do feromônio sexual de uma praga, como a do bicudo-do-algodoeiro, para atrair os machos de uma única espécie, o que permite monitorar a população e reduzir inseticida sem matar polinizadores; a técnica da confusão sexual espalha tanto feromônio no pomar que o macho não acha a fêmea. Repelentes agem sobre as antenas do mosquito; iscas de CO₂ imitam a respiração humana. Todas essas aplicações partem do mesmo princípio: saber qual molécula, onda ou campo o receptor do outro animal detecta.

Ler a figura: cortes, espectros e curvas

A prova usa quatro tipos de figura neste assunto, e cada uma tem uma leitura rápida. No corte do olho, siga a luz da esquerda para a direita (córnea, humor aquoso, pupila, cristalino, vítreo, retina) e localize três pontos: a fóvea no eixo, o disco óptico deslocado para o lado nasal e o nervo saindo por ele; o item costuma trocar a camada (conjuntiva por retina) ou a função (cristalino por retina). No corte do ouvido, siga o som: ar no canal, tímpano, três ossículos, janela oval, líquido da cóclea, células ciliadas, nervo; a tuba auditiva sai do ouvido médio para a faringe, e os canais semicirculares estão ao lado da cóclea sem participar da audição. No espectro de frequências (um eixo de 10 Hz a 200 kHz, em geral logarítmico), a faixa humana ocupa 20 Hz a 20 kHz; o que está acima de 20 kHz é ultrassom (morcego, golfinho, apito de cão, parte do que o cão e o gato ouvem) e o que está abaixo de 20 Hz é infrassom (elefantes e baleias se comunicam nele); o item pergunta quem ouve quem. Nas curvas de sensibilidade dos fotorreceptores (resposta relativa contra comprimento de onda), três curvas que se sobrepõem são os cones, uma curva só, deslocada para o azul-verde, é o bastonete; uma curva que começa abaixo de 400 nm é um receptor de ultravioleta, de abelha ou ave; e a ausência de curva acima de 600 nm numa abelha explica por que ela não vê vermelho. Em audiogramas, o eixo horizontal é frequência, o vertical é o limiar em dB, e a perda por ruído aparece como uma queda em torno de 4 kHz; a presbiacusia, como uma queda progressiva nos agudos.

Como a banca pergunta: o padrão dos itens

Nos itens reais de sentidos, o enunciado quase sempre está certo na estrutura e erra num único termo, ou está inteiramente certo e testa se o aluno inventa erro onde não há. Três perguntas, nesta ordem, resolvem quase tudo: que receptor (a família e o estímulo adequado); em que estrutura a transdução acontece (retina, não cristalino; cóclea, não tímpano; neurônio olfatório, não bulbo); quem faz o resto (o nervo conduz impulsos; o córtex, via tálamo, interpreta). Depois, procure o absoluto: “todas as produções sonoras”, “todos os animais noturnos”, “exclusivo da ponta da língua”. E lembre que o item pode estar certo com vocabulário frouxo: “nervos que conduzem as sensações sonoras” foi aceito em 2017, porque a anatomia estava inteira; não derrube uma frase correta por rigor que a banca não exige. Nos tipos C, recite a ficha do animal antes de ler as opções; nos tipos B com números, a conta costuma ser a do eco (distância é a metade do percurso) ou a do comprimento de onda ($\lambda = v/f$).

Os erros que mais derrubam

1. Dar ao órgão o estímulo do vizinho: linha lateral que “vê”, fosseta que “ouve”, sonar do morcego que “enxerga”.
2. Pôr a transdução na lente: o cristalino foca, a retina converte.
3. Inverter a pupila: dilata no escuro, contrai na claridade.
4. Trocar as ametropias: míope tem globo longo (imagem antes da retina, lente divergente); hipermétrope tem globo curto (lente convergente).
5. Chamar a conjuntiva de camada interna do olho, ou o tímpano de receptor: o tímpano vibra, quem transduz é a célula ciliada.
6. Dar ao diencéfalo o controle da audição: tálamo retransmite, córtex temporal interpreta, hipotálamo regula o corpo.
7. Acreditar que a célula ciliada se regenera, ou que o protetor auditivo “cura” a audição.
8. Localizar gostos em regiões da língua, ou contar quatro gostos.
9. Confundir feromônio (sinal químico entre indivíduos) com hormônio (sinal químico dentro de um indivíduo).
10. Sustentar que o morcego é cego, que o cão vê em preto e branco ou que todo animal noturno enxerga no escuro: o gato precisa de alguma luz; sem luz nenhuma, ele usa os bigodes.

O essencial em meia página

• Cadeia: receptor transduz (estímulo abre ou fecha canais; potencial receptor graduado), nervo conduz potenciais de ação (frequência codifica intensidade), centro produz a sensação. A qualidade da sensação depende de onde o sinal chega. Limiar e adaptação (rápida: tato, olfato; lenta: dor, propriocepção).
• Famílias: mecano (toque, som, vibração, equilíbrio), termo, quimio (olfato, paladar, CO₂), foto (cones, bastonetes), nocicep (dor); eletro e magneto em outros animais.
• Olho: luz por córnea, humor aquoso, pupila, cristalino, vítreo, retina; imagem real e invertida; acomodação pelo músculo ciliar; pupila dilata no escuro; fóvea só cones e acuidade máxima; ponto cego no disco óptico; nervo óptico, tálamo, córtex occipital. Cones: cor, luz, 3 tipos, fóvea. Bastonetes: sensibilidade, periferia, rodopsina (vitamina A), noite. Miopia globo longo e divergente; hipermetropia globo curto e convergente; presbiopia é idade; astigmatismo é córnea.
• Ouvido: pavilhão, canal, tímpano, martelo, bigorna, estribo, janela oval, cóclea (células ciliadas, mecanorreceptores; base aguda, ápice grave), nervo coclear, tálamo, córtex temporal; tuba auditiva iguala pressão. 20 Hz a 20 kHz. Célula ciliada não regenera; NR-15: 85 dB(A) por 8 h, metade do tempo a cada 5 dB. Implante coclear estimula o nervo.
• Equilíbrio: canais semicirculares (rotação, inércia do líquido), utrículo e sáculo (gravidade e aceleração linear, otólitos); tontura é inércia.
• Olfato: moléculas voláteis, neurônios que se renovam, cerca de 400 receptores, direto ao sistema límbico; retronasal faz o sabor. Paladar: moléculas dissolvidas, células epiteliais em botões gustativos, cinco gostos (doce, salgado, azedo, amargo, umami) em toda a língua.
• Pele: terminações livres (dor, temperatura), Merkel (toque sustentado), Meissner (toque fino), Pacini (vibração), Ruffini (estiramento). Dor nasce no córtex; dor referida. Propriocepção: fusos (comprimento), órgãos tendinosos (tensão).
• Animais: linha lateral (vibração na água), ampolas de Lorenzini (campo elétrico), fosseta loreal (calor), Jacobson (químico, língua bífida), ecolocalização (audição; morcego enxerga), tímpano dos insetos, olhos compostos (movimento), UV (abelha não vê vermelho), antenas e feromônios (sinal entre indivíduos).
• Decisão: que receptor, em que estrutura, quem conduz e quem interpreta; o erro está no par receptor e estímulo, não no vocabulário.