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FISIOLOGIA HUMANA Mariana Gavioli ‐ email : marianagavioli@yahoo.com.br DISCIPLINA : FISIOLOGIA HUMANA CARGA HORÁRIO: 88 HORAS AULAS: QUINTA –FEIRA 7:40 AS 11:20 CONTEXTUALIZAÇÃO A disciplina de Fisiologia Humana com caráter multidisciplinar aborda o conhecimento, funcionamento e integração dos sistemas fisiológicos humanos. O aluno desenvolve com estes conteúdos relevantes a capacidade de entenderO aluno desenvolve com estes conteúdos relevantes, a capacidade de entender a importância do processo de homeostasia para a manutenção da vida e usar este conhecimento em sua vida pessoal e profissional. EMENTA Estudo do funcionamento do organismo humano, com conceitos e i í i ti t i d t ã l ã dprincípios pertinentes aos mecanismos de atuação e regulação dos sistemas nervoso, endócrino, cardiovascular, respiratório, renal e digestório com conhecimentos em questões de saúde e doença.digestório com conhecimentos em questões de saúde e doença. OBJETIVO GERAL O objetivo geral da disciplina é identificar e descrever oO objetivo geral da disciplina é identificar e descrever o funcionamento dos diversos sistemas que compõem o organismo, possibilitando ao aluno a compreensão dos principais mecanismosp p p p de controle homeostáticos responsáveis pela manutenção, desenvolvimento e progressão da vida humana. CRONOGRAMA ‐ NOITE Fisiologia Humana 6ª feira manhãFisiologia Humana – 6ª feira – manhã 06/08 – Início das aulas – Apresentação do curso e do cronograma / Organização funcional do do corpo 13/08‐ Sistema Nervoso: organização, divisão e funções , Potencial de ação 20/08 – Neurotransmissão: transmissão sináptica e neuromuscular 27/08 – Sistema Nervoso Motor e Autonômico : funções e características gerais. 03/09‐ Sistema Cardiovascular: Aspectos morfofuncionais do coração: sangue e hemostasia, Condução Elétrica cardíaca : células de geração, condução e contração cardíaca 10/09 Ciclo Cardíaco Controles neurais e hormonais da frequência e do débito cardíaco da pressão arteria10/09 – Ciclo Cardíaco, Controles neurais e hormonais da frequência e do débito cardíaco da pressão arteria 17/09‐ Sistema Respiratório: Aspectos morfofuncionais do Sistema Respiratório 24/09 – AV1 01/10 – Mecânica Ventilatória: volumes e capacidades respiratórias 08/10 – Sistema Endócrino: conceituação, classificação e mecanismo de ação hormonal. Relações hipotalâmicas, hipofisárias – adenohipófise e neurohipófise 15/10 ‐ FERIADO 22/10 AUSENTE22/10 – AUSENTE 29/10‐ Glândula Tireóide : morfologia e mecanismos de regulação. Paratormônio, Calcitonina. Glândula adrenais, Pâncreas Endócrino ( insulina e glucagon) 05/11‐ Sistema Renal : aspectos funcionais do Sistema Renal, Fluxo Sanguíneo renal, Filtração glomerular. Mecanismo de Reabsorção e Secreção 12/11 – – Reflexo de micção, Início do Sistema Digestório: aspectos morfofuncionais do Sist. Digestório 19/11. – Motilidade: movimentos peristálticos, mastigação, deglutição esvaziamento gástrico e intestinal 26/11 AV226/11 ‐ AV2 03/12‐ Revisão para AV3 10/12 – AV3 CRONOGRAMA ‐MANHÃ Fisiologia Humana – 6ª feira – noite 07/08 – Início das aulas – Apresentação do curso e do cronograma / Organização funcional do do corpo 14/08‐ Sistema Nervoso: organização, divisão e funções , Potencial de ação/ g ç , ç , ç 21/08 – Neurotransmissão: transmissão sináptica e neuromuscular 28/08 – Sistema Nervoso Motor e Autonômico : funções e características gerais. 04/09‐ Sistema Cardiovascular: Aspectos morfofuncionais do coração: sangue e hemostasia, Condução Elétrica cardíaca : células de geração, condução e contração cardíaca g ç ç ç 11/09 – Ciclo Cardíaco, Controles neurais e hormonais da frequência e do débito cardíaco da pressão arterial 18/09‐ Sistema Respiratório: Aspectos morfofuncionais do Sistema Respiratório 25/09 – AV1 02/10 – Mecânica Ventilatória: volumes e capacidades respiratóriasp p 09/10 – Sistema Endócrino: conceituação, classificação e mecanismo de ação hormonal. Relações hipotalâmicas, hipofisárias – adenohipófise e neurohipófise 16/10 ‐ AUSENTE 23/10 – Glândula Tireóide : morfologia e mecanismos de regulação. Paratormônio, Calcitonina. Glândula adrenais, Pâncreas Endócrino ( insulina e glucagon) 30/10 ‐ Sistema Renal : aspectos funcionais do Sistema Renal, Fluxo Sanguíneo renal, Filtração glomerular. Mecanismo de Reabsorção e Secreção 06/11 – – Reflexo de micção, Início do Sistema Digestório: aspectos morfofuncionais do Sist. Digestório 13/11. – Motilidade: movimentos peristálticos, mastigação, deglutição esvaziamento gástrico e intestinal 20/11 – Revisão AV2 27/11 ‐ AV2 04/12‐ Revisão para AV3 11/12 – AV3 Bibliografia NOME DO LIVRO: Tratado de Fisiologia Médica NOME DO AUTOR: GUYTON, A.C. & HALL, J.E. EDITORA: ElsevierEDITORA: Elsevier EDIÇÃO: 11a edição Ano: 2006 Nome do Livro : Fisiologia Nome dos autores: Linda S. Costanzo Editora: ElsevierEditora: Elsevier Edição : 4ª edição Ano: 2011 Nome do Livro: Fisiologia Nome dos autor: Margarida de Mello Aires Editora: Guanabara Koogan Edição: 3ª edição Ano: 2007 Material didático da Estácio FISIOLOGIAFISIOLOGIA ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL DOS Ç SISTEMAS BIOLÓGICOS Mariana Gavioli – Nutrição Introdução a Fisiologia FISIOLOGIA = (do grego physis = natureza, função ou funcionamento; logos = palavra ou estudo) é o ramo dafuncionamento; logos palavra ou estudo) é o ramo da biologia que estuda as múltiplas funções mecânicas, físicas e bioquímicas nos seres vivosfísicas e bioquímicas nos seres vivos Introdução a Fisiologia A fisiologia explicar os fatores físicos e químicos que são responsáveis pela origem , desenvolvimento e progressão da vida. d d d d d l í é áCada tipo de vida, desde um simples vírus até a maior árvore ou o complicado ser humano, possui suas próprias características funcionaisfuncionais. FISIOLOGIAFISIOLOGIA • Fisiologia celular• Fisiologia celular •Fisiologia do Sistema Nervoso Central •Fisiologia Cardiovascular•Fisiologia Cardiovascular •Fisiologia Endócrina •Fisiologia Pulmonar•Fisiologia Pulmonar •Fisiologia Digestora •Fisiologia Excretora•Fisiologia Excretora •Fisiologia Reprodutiva Organização do Corpo Tecidos Células O ãOrgãos Organismo Sistemas O nível químico inclui todas as substâncias químicasq q necessárias para manter a vida. Elementos químicos formam moléculas:Elementos químicos formam moléculas: O2 (65%), C (18,5%), H (9,5%), N (3,2%), Ca2+ (1,5%),2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) K+, Na+, PO4- M lé l t í b id t dMoléculas: proteínas, carboidratos, gorduras e vitaminas. Volume e composição dos Líquidos Corporais No organismo humano , a água constitui uma alta proporção d ldo peso corporal Água total corporal é de 65% 45.5 Kg ou 45.5 litros de água Homem de 70Kg. ÁGUA X GORDURA As mulheres apresentam um percentual de gordura maior que dos homens , elas tendem a ter uma menor proporção de água no corpo. Como a água corpórea total é divida no corpo ?? Líquido intracelular (LIC) Líquido extracelular (LEC) PlasmaLíquido Intersticial Compartimentos Líquidos orgânicos/ Água corpórea total Parede Celular Membrana plasmática ‐Líquido intracelular = Corresponde a 2/3 da água corporal sendo encontrada dentro das‐Líquido intracelular = Corresponde a 2/3 da água corporal, sendo encontrada dentro das células . ‐ Líquido extracelular = Líquido encontrado fora da célula, correspondente a 1/3 da água corpórea totalcorpórea total. Líquido intracelular (LIC) Líquido extracelular (LEC) PlasmaLíquido Intersticial Compartimentos Líquidos orgânicos/ Água corpórea total Parede Celular Membrana plasmática LEC São separadas pela parede celular Plasma Líquido Intersticial Líquido encontrado dentro dos vasos sanguíneos sendo a menor partedo LEC Líquido que banha as células, corresponde a maior parte do LEC Contém pouca ou nenhuma proteína grande Distribuição de água corporal Diferença de composição entre o LIC e o LECDiferença de composição entre o LIC e o LEC Substância LEC LIC Na+ 140 14 K+ 4 120 Ca2+ 2.5 1x10‐4 Cl‐ 105 10 HCO3 ‐ 24 10HCO3 24 10 pH 7.4 7.1 Osmolaridade 290 290 Diferença Iônica entre LEC e LIC K + LEC Na+ LIC SISTEMA DE TRANSPORTE DO LEC – SISTEMA CIRCULATÓRIO Transporte em 2 etapas: SISTEMA CIRCULATÓRIO 1- movimento do sangue pelo sistema circulatório; 2- movimento do líquido entre os capilares sanguíneos e as células. Fisiologia Celular As células apresentam uma propriedade importante d i d bilid d l i b d g denominada permeabilidade seletiva buscando sempre manter o corpo em homeostase MECANISMOS HOMEOSTÁTICOS DOS PRINCIPAIS SISTEMAS FUNCIONAISPRINCIPAIS SISTEMAS FUNCIONAIS Homeostase (homeo = igual; stasis = ficar parado) – = manutenção das condições estáticas ou constantes do ç ç meio interno. Equilíbrio dinâmicoq Quando a homeostase é perturbada, pode resultar em doença. Se os fluidos corporais não forem trazidos de volta à homeostase, pode ocorrer a morte. • Um organismo é dito em homeostase quando seu meio interno contém a concentração apropriada de substâncias químicas, mantém a temperatura e pressão adequadasquímicas, mantém a temperatura e pressão adequadas Porque existem diferença entre os dois meios?Porque existem diferença entre os dois meios? Como é mantida essa diferença? As diferenças de concentração entre o LEC e o LIC são mantidas por mecanismos de transporte, podendo ou não ter gasto de energiaenergia Membrana Plasmática Proteína Periférica Canais IônicosCanais Iônicos Proteína Integral Bi d F f li ídiBicamada Fosfolipídica Constituição membranaConstituição membrana • Membrana Fosfolipídica • Bicamada • Modelo Mosaico Fluido • Proteínas na membrana: Canal, transportadora Tipos de transportes Passivo = Sem gasto de energia , ocorre a favor do gradiente eletroquímico. Ex: difusão simples e difusão facilitadaEx: difusão simples e difusão facilitada Ativo = Ocorre gasto de energia na forma de ATP. Esse processo é sempre contra um gradiente de concentração, as substâncias serão deslocadas de onde estão pouco concentradas para onde sua concentração já é alta. Ex: Bomba de Na+ e K+Ex: Bomba de Na+ e K+ Tipos de transporte 1 Dif ã Si l O lt d d i t d lé l E1‐ Difusão Simples : Ocorre como resultado do movimento ao acaso de moléculas. Esse movimento é determinado pela diferença de concentração, até que as duas soluções tornem‐se iguais. Soluto Solvente Tipos de transporte 2‐ Difusão facilitada : Semelhante a difusão simples ocorre a favor do gradiente eletroquímico. Difere na necessidade de um carreador de membrana, sendo na maioria da vezes uma proteína integral. Ex: Transporte de glicose da corrente sanguínea para o músculo esquelético Tipos de transporte 3‐ Transporte ativo = O soluto move‐se da região de menor concentração para a de maior concentração , por isso necessita de ATP. Ex: Bomba de Na+ e K+ Bomba de Na+ e K+ Tipos de transporte Todos os tipos de transporte podem ocorrer ao mesmo tempo em uma única célula Tonicidade • Solução Isotônica : ~ 300 mOsm • Solução Hipotônica • Solução Hipertônica hipertonica isotonica hipotonica l ê / l f lBioeletrogênese / Eletrofisiologia Mariana Gavioli l ê / l f lBioeletrogênese / Eletrofisiologia Capacidade de gerar e alterar a diferença de potencial elétrico através da membrana plasmática. Propriedade exclusiva de algumas células excitáveis como:Propriedade exclusiva de algumas células excitáveis como: ‐ Neurônios ‐ Células musculares : esquelética, lisa, cardíacaCélulas musculares : esquelética, lisa, cardíaca Membrana Plasmática: funciona como uma barreira , sendo uma estrutura semi‐permeável que permite a troca de água e de certas substâncias solúveis entre os meios internos e q p g externos. * As diferenças entre o LIC e o LEC são mantidas por proteínas de transporte localizadas nas membranas celulares (plasmática), (proteínas integrais e canais iônicos). Diferença de composição entre o LIC e o LEC ç p ç Substância LEC LIC Na+ 140 14 K+ 4 120 Ca2+ 2.5 1x10‐4 Cl‐ 105 10 HCO3 ‐ 24 10HCO3 24 10 pH 7.4 7.1 Osmolaridade 290 290Osmolaridade 290 290 Entre o citoplasma (LIC) e o líquido extracelular (LEC), existe uma diferença entre as cargas iônicas acarretando em uma diferença de potencial elétrico, denominado potencial de membrana. M i l l l i i‐Meio extracelular: eletropositivo ‐Meio interno : eletronegativo Diferença Iônica entre LEC e LIC K + LEC Na+ LIC Canais Iônicos ‐ Canais Iônicos: são proteínas integrais de membrana (ligação entre LIC e LEC)Canais Iônicos: são proteínas integrais de membrana (ligação entre LIC e LEC), que quando abertos , permitem a passagem de certos íons. São seletivos e permitem que íons com características específicas se movam por ele. Ex: canais recobertos com cargas negativas permitem a passagem de cátions. Canais recobertos com cargas positivas permitem a passagem de ânions. ‐Canais iônicos são controlados por comportas: dependendo da posição das comportas os canais podem ficar abertos, fechados ou inativos. ‐ Dois tipos de comportas controlam a abertura e fechamento dos canais iônicos: 1‐ canais iônicos voltagem‐dependentes ( abrem e fecham em resposta ag p ( p presença de íons “alterações do potencial de membrana”). 2‐ Canais ligantes‐dependentes abrem e fecham em resposta à ligação de hormônios de neurotransmissores ou de segundos mensageiroshormônios de neurotransmissores ou de segundos mensageiros. Transporte através das membranas • Difusão passiva – Sem gasto de energia – Ocorre através de um gradiente de concentração • Difusão facilitada – Sem gasto energético – Participação de uma proteína “acessória” – A favor do gradiente de concentração T i• Transporte ativo – Hidrólise de ATP ( gasto de energia) – Gradiente eletroquímico C t di t d t ã– Contra gradiente de concentração Passivo Facilitado Ativo Primeiros estudos de eletrofisiologia Transmissão do impulsoTransmissão do impulso elétrico Quando as alterações iônicas acontecem, diz que a célula está excitada ou em ação. Tais alterações tem caráter de “ informação” , sendo a “linguagem” básica usada pelo sistema nervoso para o desempenho das suas funções de controle e manifestação . Assim, a base do funcionamento do SN reside no potencial de membrana e suas alterações. Potencial de membrana é a diferença de potencial elétrico registrada entre o meio extra e intracelular das células excitáveis. Neurônios e miócitos. Potencial de repouso é a medida através da membrana durante o repouso. É necessário tá i i ti él l j it d tí l lét iesse estágio existir para que as células sejam excitadas, e propagem o estímulo elétrico. Potencial de ação é uma breve alteração no potencial de membrana composta pelasPotencial de ação é uma breve alteração no potencial de membrana , composta pelas fases de despolarização e de repolarização. Existem três situações envolvendo a membrana que são fundamentais para a existência do potencial de repouso: 1‐ Há uma grande quantidade de íons de carga negativa no interior da célula, que se difundem muito pouco ou não podem se difundir através da membrana , incluindo especialmente , os íons associados a proteínas, o fosfato e os sulfatos.especialmente , os íons associados a proteínas, o fosfato e os sulfatos. 2‐ A membrana de repouso é normalmente 50 a 100 vezes mais permeável ao K+ doque ao Na+. 3‐ A bomba de Na+/K+ transporta para o exterior 3 íons Na+, ao mesmo tempo que 2 íons/ p p , p q K+ são transportados para dentro. Não há diferença de potencial elétrico (ddp=0mV) quando os eletrodos está do lado de forado lado de fora. Quando o eletrodo (vermelho) atravessa a membrana, o voltímetro acusa a existência de uma DDP de 60mV sendo que a face interna da membrana citoplasmática é negativa em relação à externa . Se o neurônio for estimulado (com corrente elétrica), o voltímetro registrará respostas de alteração transitória do potencial de membrana, seja em forma de ondas de despolarização de baixa amplitude ou na forma de um potencial de ação, conforme a intensidade do estimulo . Potencial Despolarização de ação ^ O potencial de ação é o fenômeno das células excitáveis, como neurônios e miócitos e consiste naexcitáveis, como neurônios e miócitos e consiste na rápida despolarização , seguida pela repolarização do potencial de membrana. São os mecanismosdo potencial de membrana. São os mecanismos básicos de transmissão de informação no sistema nervosos e em todos os tipos de músculo. nervosos e em todos os tipos de músculo. Etapas do Potencial de Ação: 1‐ Despolarização (inversão da polaridade)p ç ( p ) 2‐ Repolarização 3‐ Hiperpolarização Conceitos sobre Potencial de ação : ‐Despolarização: é o processo de fazer a membrana menos negativa. Faz com que op ç p g q interior da célula torna‐se menos negativo, ou até mesmo se torne positivo ( ‐ 60mV a +30 mV). ‐ Repolarização: é o processo que torna a membrana menos positiva. Faz com que o interior da celular torna‐se negativo novamente ( + 30V a ‐40 mV....). ‐Hiperpolarização: Torna a membrana mais negativa, ultrapassando o potencial de repouso da membrana. (‐ 85, ‐ 90 mV). ‐ Corrente de influxo : é o fluxo de cargas positivas para o interior da célula. Assim as correntes de influxo despolarizam a potencial de membrana. Ex: corrente de entrada de Na+ para dentro da célula. ‐ Corrente de efluxo: : é o fluxo de cargas positivas para fora da célula. As correntes de efluxo hiperpolarizam o potencial de membrana. Corrente de efluxo é o fluxo de K+ para fora da célula durante a fase de repolarização.para fora da célula durante a fase de repolarização. ‐ Potencial limiar: é o potencial de membrana onde a ocorrência do potencial de ação é inevitável. O limiar é menos negativo que o potencial de repouso, portanto é necessáriog q p p , p a corrente de influxo (Na+). Necessária a resposta do tudo ou nada. Etapas do Potencial de Ação:Etapas do Potencial de Ação: 1‐ Despolarização (inversão da polaridade) 2‐ Repolarização 3‐ Hiperpolarização ‐Pico do potencial de ação : é a porção do potencial de ação onde o potencial de membrana é positivo ( interior da célula positivo). ‐ Pós potencial hiperpolarizante: é a porção de potencial de ação, após a repolarização, quando o potencial de membrana fica realmente mais negativo que o potencial de membrana. ‐ Período refratário: é o período que outros potenciais de ação não pode ser iniciado em células excitáveis. O período refratário pode ser absoluto ou relativo. ‐ Resposta tudo ou nada : O potencial de ação ocorre ou não ocorre. Se a célula excitável é despolarizada até o limiar, a ocorrência do potencial de ação é inevitável. Por outro lado, se a membrana não for despolarizada até o limiar, não ocorre o potencial de ação. Se o estímulo for aplicado durante o período refratário o potencial de ação não ocorre ou apresenta amplitude diferente. * Lidocaína – anestésico local Li i d it ã é í i á i ( i í i á i )Limiar de excitação: é o mínimo necessário ( energia mínima necessária) para provocar o disparo do potencial de ação. Velocidade de condução 1‐ Efeito do diâmetro da fibra sobre a condução: Fibras com maior diâmetro apresentam uma maior velocidade de condução, esse efeito é causado principalmente por uma diminuição na resistência à condução. efeito é causado principalmente por uma diminuição na resistência à condução. Velocidade de condução 1‐ Efeito da mielinização sobre a condução: A bainha de mielina consiste de mais de 100 membranas plasmáticas que se enrolam ao redor da fibra nervosa. As interrupções Nós de Ravier tem aproximadamente 1 µm de extensão. Nós de Ravier tem aproximadamente 1 µm de extensão. ‐Um neurônio de lula gigante não mielinizado apresenta 500 µm de diâmetro e uma velocidade de condução de 25m/s .velocidade de condução de 25m/s . ‐Uma fibra de humano mielinizada apresenta 10 µm de diâmetro e uma velocidade de condução de 50m/s. ç / ‐ Essa alta velocidade de condução permite reflexos rápidos o suficiente para evitamos estímulos perigosos Velocidade de condução Doenças que causam a perda de mielina afetam a velocidade de condução do impulso nervosonervoso. Ex: Esclerose Múltipla ‐ É uma patologia leva a destruição da bainha de mielina que recobrem e isolam as fibras. Esta doença causa uma piora do estado geral do paciente: fraqueza muscular, rigidez articular, dores articulares e falta de coordenação motora. Oq , g , ç doente sente dificuldade para realizar vários movimentos com os braços e pernas, perde o equilíbrio quando fica em pé, sente dificuldade para andar, tremores e formigamentos em partes do corpo.p p 0 3 4 Regula a FCRegula a FC Ca2+T If Potenciais de Ação dos Ventrículos, Átrios e Sistema de PurkinjePurkinje (1) Longa Duração: Longos períodos refratários (2) Potencial de Repouso Estável (3)Platô: Período sustentado de despolarização l Receptor sensorial Estimulo sensorial SINAPSE NERVOSA Os neurônios decodificam o aumento ouOs neurônios decodificam o aumento ou redução na intensidade do estimulo em função da freqüência dos impulsos elétricos. A amplitude do PA de cada célula excitável é invariável. Exercícios: 1‐ Liste os três principais processos pelos quais as substâncias atravessam as membranas celulares. 2‐ Defina difusão simples e facilitada.p 3‐ O que é osmose 4‐ Liste as caracteristicas do transporte ativo 5‐ Qual a principal bomba iônica promove o transporte ativo? 6‐ Quais as formas de ativação dos canais iônicos. 7‐ Quais são os três principais estados conformacionais de um canal iônico? 8‐ O que é um potencial de membrana, potencial de repouso e potencial de ação? 9‐ Quais as fases do potencial de ação . 10‐ Quais as bases iônicas em cada fase do potencial de ação? 11‐ O que é a resposta do tudo ou nada? l i â i d i i li i d b ?12‐ Qual a importância de atingir o limiar da membrana? 13‐ Como funciona o anestésico? 14‐ Quais são os dois tipos de período refratário? 15 Q i ã d i f t i i i d t i t d l id d d ã d15‐ Quais são os dois fatores principais determinantes da velocidade de propagação do potencial de ação? 16‐ O que ocorre durante a esclerose múltipla?
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