Universidade Federal
do Pampa
Campus Dom Pedrito
Zootecnia
Prof. Guilherme Garcez
Cunha
Fisiologia I
O QUE É FISIOLOGIA ?!?!
O QUE É FISIOLOGIA ?!?!
• Estudo da regulação de alteração dentro dos organismos;
• Estudo das várias moléculas do corpo, células e sist.
orgânicos e das relações que se mantêm entre si.
• Relações de como os animais interagem com seu meio.
• Entender como os animais agem requer um conhecimento
detalhado de interações moleculares que regulam o estágio de
processos celulares. A partir destas informações é possível
testar hipóteses para aprender sobre o controle e a regulação
de processos de células e sobre como todas estas atividades e
interações afetam a função total deste animal.
 Conhecimentos Físicos, Químicos e Princípios de evolução
CURIOSIDADE CIENTÍFICA
• Aristóteles documentou a frequência dos batimentos cardíacos num
embrião de galinha em desenvolvimento.
• Químicos renascentistas da Europa frequentemente observavam o
metabolismo de animais e plantas para entender as reações de
consumo e produção de O².
• Nossa percepção da fisiologia mudou muito nos últimos 20 anos em
função das novas descobertas moleculares na regulação biológicas
dos sistemas.
Sistemas do organismo
HOMEOSTASIA
• Sistema de controle fisiológico para a manutenção das condições
relativamente estáveis dentro dos tecidos do corpo do animal.
• Claude Bernard (Séc. XIX) reconheceu a importância para a
função animal de manter a estabilidade do “milieu intérieur”.
• 1872 – “A constância do meio interno é a condição da vida
livre”
• Walter Cannon (1929) inventou o termo, e estendeu a ideia
de estabilidade interna para a organização e a função dentro
das células, tecidos e órgãos.
IMPORTÂNCIA DA HOMEOSTASIA
• Nos mamíferos
• Reações metabólicas são controladas por enzimas
• Enzimas trabalham melhor em uma estreita faixa
de temperatura e pH
• Importante para manter o ambiente interno tão
estável quanto possível
ESTRUTURAS PARA MANUTENÇÃO DA
HOMEOSTASIA
Perturbation in
Perturbação
no
the internal
ambiente
interno
environment
Sensor
Comparador
Comparator
Effector
Efetor
Sensor
Negative
Feedback
feedback
negativo
© 2008 Paul Billiet ODWS
Return to
Retorno
normalao
ambiente
interno
internal
normal
environment
ESTRUTURAS PARA MANUTENÇÃO DA
HOMEOSTASIA
• Sensores para detectar alterações no ambiente
interno
• Um comparador que fixa o ponto de ajuste do
sistema
• O “set point” (ponto de ajuste) será a condição
ótima sob a qual o sistema opera.
ESTRUTURAS PARA MANUTENÇÃO DA
HOMEOSTASIA
• Efetores que trazem o sistema de volta ao set point
• Controle por Feedback. Feedback Negativo
feedback para o sistema para que não haja
sobrecarga
• Sistema de comunicação para ligar diferentes
partes
CONTROLE POR FEEDBACK
• O
elemento
“controlado”
exerce
efeito
sobre
o
“controlador”, amplificando ou reduzindo sua atuação.
• Feedback negativo: consiste em ir contra o evento que está
acontecendo e estabelecer a homeostasia ou equilíbrio do meio
interno.
*Por exemplo, Quando estamos em um ambiente frio a temperatura do
corpo humano faz funcionar mecanismos que se opõem a esta diminuição,
como por exemplo, os arrepios e a nossa busca por se agasalhar.
CONTROLE POR FEEDBACK
• Feedback positivo: Vai a favor do evento que está prestes a acontecer e
desenvolve mecanismo para que se sustente aquela situação ou chegue ao
final com o resultado que se quer, não se tenta ir contra para equilibrar, e sim a
favor para se chegar a um objetivo.
* Por exemplo, A coagulação do sangue. Quando um vaso sanguíneo é rompido e começa
a se formar um coágulo, múltiplas enzimas, chamadas fatores da coagulção, são ativadas
no próprio coágulo. Algumas dessas enzimas atuam sobre outras enzimas, ainda inativas
no sangue imediatamente adjacente, ativando-as e causando ainda mais coagulação. Esse
processo continua até que a ruptura do vaso seja tamponada e não ocorra mais
sangramento.
Para manutenção da homeostasia são
necessários:
Pulmões

Remoção dos produtos finais do metabolismo
Origem dos nutrientes do LEC
 Sistema respiratório
 Sistema digestório
 Fígado e outros órgãos
Funções metabólicas
 Sistema musculoesquelético
Movimento / proteção do ambiente
Obtenção de alimentos
Rins
LÍQUIDOS INTRA E EXTRACELULAR
• Em um recém nascido, a água corresponde a cerca de 75 a 80% do peso.
Aos 12 meses de idade, o teor de água do organismo é de 65% e na
adolescência alcança o valor de 60% no sexo masculino e 55% no feminino,
que se mantém na vida adulta. Essa pequena diferença deve-se à maior
quantidade de tecido gorduroso no organismo feminino.
 L. Intracelular
 Meio para ocorrência de processos metabólicos
 L. Extracelular
 Transporte de gases, nutrientes e produtos do metabolismo
COMPARTIMENTOS CORPORAIS
Intracelular
Intersticial
Extracelular
Intravascular
OS COMPATIMENTOS SÃO SEPARADOS PELAS MEMBRANAS
CAPILARES E CELULARES
LÍQUIDOS INTRA E EXTRACELULAR
*líquido intersticial esta localizado entre as células. É deste líquido que as
células retiram os nutrientes que são fornecidos pelo sangue.
LÍQUIDOS INTRA E EXTRACELULAR
• Formas de absorção:
- Ingestão sob a forma de líquidos ou através de
alimentos (2.100 mL/dia)
- Síntese pelo corpo, como resultado
da oxidação de carboidratos (200
mL/dia).
ELETRÓLITOS
•
Termo "médico/científico" para os sais, especificamente os íons. O
termo eletrólito significa que este íon é carregado eletricamente e se
move para outro eletrodo negativo (ânodo) ou positivo (cátodo).
•
Os
eletrólitos
são
importantes
porque
são
o
que
as células (especialmente nervos, coração, músculos) utilizam para
manter as voltagens ao redor das membranas celulares e para
carregarem os impulsos elétricos (impulsos dos nervos, contrações
musculares) através delas e para outras células.
ELETRÓLITOS
• No seu corpo, os principais eletrólitos são os seguintes:
• sódio (Na+) Produção de impulso para a condução cardíaca e para a contração
muscular.
• potássio (K+) tem ação fundamental na condução do impulso elétrico e na
contração muscular.
•
•
•
•
•
•
cloreto (Cl-)
cálcio (Ca2+)
magnésio (Mg2+)
bicarbonato (HCO3-)
fosfato (PO42-)
sulfato (SO42-)
SISTEMAS FUNCIONAIS DAS
CÉLULAS
• E como as células fazem para obter todas estas
substâncias que as compõe e as nutrem???
• Através da Ingestão pela célula
• Difusão
• Transporte ativo
• Endocitose
• Pinocitose
• Fagocitose
SISTEMAS FUNCIONAIS DAS CÉLULAS
• Pinocitose
• Células ingerem líquidos ou pequenas
partículas
através
de
minúsculos
canais que se formam em sua
membrana plasmática. Quando as
bordas
desse
canal
se
• Fagocitose
• Processo utilizado pela célula para englobar
fecham,
partículas sólidas, que lhe irão servir de
contendo o alimento em seu interior,
alimento. A célula produz expansões da
forma-se uma bolsa membranosa
membrana plasmática (pseudópodes) que
chamada de pinossomo.
envolvem as partículas e as englobam.
Primeiramente, a partícula fica em uma
bolsa que recebe o nome de fagossomo.
• Tipos celulares (Macrófagos e Glóbulos
brancos sanguineos.
TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA
TIPOS DE CANAIS
Canal iônico
Aberto
 Canal de vazamento
Fechado
 Por comportas
Ligante dependente
Voltagem dependente
Membrana
CANAIS PROTÉICOS
Comportas
Voltagem dependentes
Alteração da carga da célula = abertura
 Localizadas na superfície externa ou interna da
célula
Comportas
 Ligando dependentes (químicas)
Ligação de um neurotransmissor = abertura
CANAIS VOLTAGEM-DEPENDENTE
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS
QUANTO AO TRANSPORTE
TRANSPORTE PASSIVO

DIFUSÃO SIMPLES OU PASSIVA
 Movimento cinético de íons ou
moléculas através da
membrana
 Sem gasto de energia
 Sem necessidade de proteínas
carreadoras
 A favor do gradiente de
concentração
 IMPORTÂNCIA
 Potencial de membrana e ação
 Manter composição do LIC e
LEC
 Nutrição celular
 Função celular
DIFUSÃO SIMPLES
DIFUSÃO SIMPLES
Canais iônicos não seletivos
Canais de Na+ e K+
DIFUSÃO FACILITADA
 Tamanho
 Insolubilidade em lipídios
 Proteínas transportadoras
 Diferenças de concentração
DIFUSÃO FACILITADA
Molécula
Sítio de ligação
Proteína carreadora
e
mudança conformacional
Liberação
DIFUSÃO SIMPLES e DIFUSÃO
FACILITADA
TRANSPORTE ATIVO
 Passagem de uma substância
 Meio menos concentrado para mais concentrado (contra o
gradiente)
 Com gasto de energia
TRANSPORTE ATIVO
Bomba de NA+ e K+
Íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a
membrana contra um gradiente de concentração
Concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e
o potássio
TRANSPORTE
ATIVO
PRIMÁRIO
DIFUSÃO OU TRANSPORTE
ATIVO?
BOMBA DE Na+ - K+
Transporte ativo primário
Na+ =
K+ =
ATP =
ADP =
Pi =
Transporte Ativo Secundário
(Co-transporte)
Mecanismo de transporte ativo através do
qual uma substância é transportada contra
um gradiente eletroquímico, aproveitando
a "carona energética" de uma outra
substância que é transportada a favor de
seu gradiente eletroquímico, ambas sendo
transportadas no mesmo sentido.
Na animação, podemos notar que a
proteína transportadora apresenta um sítio
receptor para a fixação do íon sódio,
voltado para o lado externo da membrana
celular, e um sítio receptor para a fixação
da glicose, também voltado para o lado
externo da membrana. Tanto o sódio
quanto a glicose são transportados para
(a favor
Na+=
do gradiente de concentração) dentro da célula, ou seja, ambos são
(contra o gradiente de concentração) transportados no mesmo sentido.
Glicose =
Transporte Ativo Secundário
(Co-transporte)
Transporte Ativo Secundário
(Contra-transporte)
Mecanismo de transporte ativo através do
qual uma substância é transportada contra
um gradiente eletroquímico, aproveitando
a "carona energética" de uma outra
substância que é transportada a favor de
seu gradiente eletroquímico, sendo as
duas substâncias transportadas em
sentidos opostos.
Na animação podemos notar que a
proteína transportadora apresenta um sítio
receptor para a fixação do íon sódio,
voltado para o lado externo da membrana
celular, e um sítio receptor para a fixação
do íon hidrogênio, voltado para o lado
interno da membrana. Enquanto o sódio é
transportado Na+=
para dentro da célula, o
hidrogênio é transportado para fora da
H+= os dois íons são
célula, ou seja,
transportados em sentidos opostos
(a favor do gradiente de concentração)
(contra o gradiente de concentração)
POTENCIAIS BIOELÉTRICOS DA MEMBRANA
Potencial de membrana (PM)
Diferença de voltagem elétrica através da membrana plasmática da célula.
Formas do Potencial de membrana (PM)
Potencial de repouso (PR)
Origem na alternância entre o transporte ativo e passivo de pequenos
íons
Potencial de ação (PA)
Variação brusca do potencial de membrana
POTENCIAIS BIOELÉTRICOS DA
MEMBRANA
Forças passivas e ativas que estabelecem e mantêm
o potencial de repouso da membrana
POTENCIAIS DE REPOUSO DA
MEMBRANA
+++++++++++++++++++++++++++++++++++
--------------------------------------------------
- 90 mV
-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++
POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA
•
Como a saída de sódio não é
acompanhada pela entrada de
potássio na mesma proporção,
estabelece-se uma diferença
de cargas elétricas entre os
meios intra e extracelular: há
déficit de cargas positivas
dentro da célula e as faces da
membrana mantêm-se
eletricamente carregadas.
POTENCIAIS BIOELÉTRICOS DA
MEMBRANA
Potencial de ação (PA)
Variação rápida do potencial de membrana
Potencial negativo → positivo →negativo
Continua ....
OBRIGADO...
[email protected]