INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA

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Fisiologia
➤ Introdução à Fisiologia:
❖ Organização funcional do Corpo Humano e Homeostasia
❖ As células como unidades vivas do corpo
❖ Líquido extracelular
❖ Mecanismos homeostáticos dos principais Sistemas Funcionais
➤Célula e suas funções:
❖ Organização e estrutura celular
❖ Sistemas funcionais da célula
❖ Locomoção celular
❖ Transporte de substâncias através das Membranas Celulares
❖ Potenciais de Membrana e Potenciais de ação
❖ Patologias celulares
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Introdução à Fisiologia
A Fisiologia é o estudo das funções do organismo vivo e de suas partes componentes, incluindo os
processos físicos e químicos.
- É também a ciência das funções e dos fenômenos normais dos seres vivos.
“Ciência que estuda a vida e as funções orgânicas” (Larousse)
Lembrem-se: Fisiologia é uma matéria dinâmica e em constante evolução
Exemplo da dinâmica fisiológica: HDL e LDL
→ Existem estudos recentes que mostram que se o seu HDL estiver elevado (acima de 60mm/dl) e o
LDL também estiver acima do valor limítrofe (LDL do fenótipo não oxidado - fenótipo A), a princípio
não é prejudicial.
- O LDL ruim é o oxidado (quando sofre aumento de glicose)
→ Diante disso podemos ver que a fisiologia está em constante mudanças, uma vez que
antigamente qualquer LDL era considerado como colesterol ruim, e hoje em dia já sabe-se que não é
bem assim.
❍ Relações entre os sistemas do corpo humano:
Maior órgão do nosso corpo é o sistema tegumentar, embora alguns autores considerem o espaço
intersticial como o maior órgão.
→ Exemplo:
- Um paciente que apresente insuficiência cardíaca pode apresentar quadro de hipóxia
intestinal.
- Começa a gerar danos no tecido epitelial intestinal, que pode resultar em um processo
inflamatório crônico que agrava a insuficiência cardíaca.
Obs: É impossível compreender processos fisiopatológicos sem analisar a relação entre os
sistemas
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As nossas células que vão formar os tecidos, possuem um
ambiente interno a elas que devem estar devidamente
adequada para o seu funcionamento.
→ Exemplo:
- Para o músculo cardíaco contrair (assim como
qualquer outro músculo), é necessário que dentro
dele aumente a concentração de cálcio, para gerar
uma alteração do potencial elétrico permitindo a
contração.
- No sangue há uma concentração variada de
diversos íons, entre eles o K+. As células cardíacas
necessitam que o K+ esteja circulando no sangue,
porque a partir desse momento ele vai para o líquido
intersticial (em mesma concentração).
- Se a concentração de K+ no sangue diminui,
automaticamente a concentração desse mesmo íon
diminui nas células cardíacas. Dependendo do valor
dessa redução, o paciente entra em assistolia
cardíaca.
- Se o nível de K+ aumenta, isso resulta em parada cardíaca.
Obs: O controle de Potássio no sangue é extremamente importante.
Obs 2: O maior exemplo para perda de potássio no organismo é por meio da Urina.
Obs 3: Meio interno é todo o líquido presente fora das células
→ Exemplo: Exame de sangue
- Paciente apresenta a glicemia acima de 110mg/dl (alta) - isso pode indicar uma pré diabetes.
Se avaliar esse exame de sangue pode-se encontrar uma insulina elevada.
- Provavelmente as células desse indivíduo não estão reconhecendo a insulina, para conseguir
transportar a glicose para dentro da célula.
Obs: Durante uma análise de um exame é necessário fazer o controle entre os marcadores.
❍ Organização funcional do corpo humano e homeostasia:
✚ Objetivo: explicar os fatores físicos e químicos que são responsáveis pela origem, pelo
desenvolvimento e pela progressão a vida humana.
● Síndrome Alcoólica Fetal: Associada a possível alterações físicas, neurológicas ou
cognitivas, que o feto desenvolve quando a mãe consome álcool durante a gestação.
✚ As funções que permitem com que permaneçamos vivos estão quase fora do nosso controle:
● Fome
● Sede
● Medo/Dor
● Frio
● Calor
● Reprodução
✚ O corpo humano é uma combinação complexa de átomos e moléculas específicas.
✚ Essas substâncias químicas são organizadas de forma precisa para formar células, as menores
entidades capazes de executar processos vitais.
✚ As células são os blocos construtores vivos funcionais e estruturais do organismo.
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✚ Níveis de organização:
1. Nível químico: diversos átomos e moléculas compõem o corpo - DNA
2. Nível celular: as células são as unidades básicas da vida.
3. Nível dos tecidos: tecidos são grupos de células com especialização semelhante.
4. Nível dos órgãos: um órgão é uma unidade composta por vários tipos de tecidos
5. Nível do sistema corporal: um sistema corporal é um grupo de órgãos relacionados
6. Nível do organismo: os sistemas corporais agrupados em uma organismo completo
funcional
❍ Nível químico:
✚ Como toda matéria viva e não viva, o corpo humano é uma combinação de átomos específicos,
que são os menores blocos construtores da matéria.
✚ Oxigênio, carbono, hidrogênio e nitrogênio formam aproximadamente 96% da química total do
corpo.
✚ Se combinam para formar moléculas da vida: proteínas, carboidratos, gorduras e ácidos
nucléicos.
❍ Nível Celular:
✚ “Pequenas unidades limitadas por
membranas lipídicas preenchidas com
solução aquosa concentrada de
compostos e dotadas de uma
extraordinária capacidade de criar cópias
delas mesmas pelo seu crescimento e
divisão”;
✚ Unidade viva básica do organismo è
menor unidade capaz de realizar os
processos associados à vida.
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✚ Funções celulares básicas
1. Obtenção de O2 e nutrientes do meio extracelular
2. Execução de reações químicas geradoras de energia:
- Alimento + O2 è CO2 + H2O + energia (ATP)
3. Eliminação de CO2 e de outros derivados (resíduos)
- Ex: Ác lático → não causa dor nem fadiga muscular.
4. Síntese de proteínas e de outros componentes celulares
5. Controle do trânsito de materiais entre a célula e o ambiente externo
6. Movimentação de materiais por toda a célula
7. Sensibilidade e reação a mudanças no ambiente ao redor
8. Reprodução (maioria das células)
✚ Funções celulares especializadas
1. Células glandulares do sistema digestório secretam enzimas digestivas
- Enzimas è proteínas que aceleram específicas reações químicas
2. Células dos rins podem reter seletivamente substâncias necessárias enquanto eliminam
outras indesejadas è capacidade altamente especializada de controlar a troca de materiais
entre a célula e o meio extracelular
3. Contração muscular, que envolve movimento seletivo de estruturas internas para gerar
tensão nas células musculares
4. Células nervosas geram e enviam para outras regiões do corpo impulsos elétricos que
transmitem informações
✚ Funções celulares básicas e especializadas
● As funções celulares básicas são essenciais para a sobrevivência de cada célula,
enquanto as contribuições especializadas e interações entre as células de um organismo
multicelular são essenciais para a sobrevivência de todo o organismo.
● As células devem ser organizadas especificamente para realizar os processos de
sustentação da vida de todo o organismo, como digestão, respiração e circulação.
❍ Nível dos tecidos:
✚ Células de estrutura semelhante e função especializada combinam-se para formar tecidos, dos
quais há 4 tipos principais:
I.Muscular
II.Nervoso
III.Epitelial
IV.Conectivo
I. Muscular
Células especializadas na contração → tensão e movimento
● Musculoesquelético → move o esqueleto
● Cardíaco → bombeia sangue a partir do coração
● Liso → movimento de conteúdos por meio de órgãos e tubos ocos
II. Nervoso
Células especializadas em iniciar e transmitir impulsos elétricos (informações) → comunicação,
coordenação e controle
- Neuroplasticidade (estímulo neuronal) → Desenvolver os neurônios formando + sinapses.
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III.Epitelial
Células especializadas na troca de materiais entre a célula e o ambiente → qualquer substância que
entra ou sai do organismo deve atravessar uma barreira epitelial
● Lâmina epitelial
- Camadas de células bastante agrupadas que revestem várias partes do corpo.
- Permeabilidade altamente seletiva
- Proteção/barreira
● Glândulas secretórias → Especializados na secreção
- Exócrinas:secretam, por meio de dutos, para a parte externa
- Endócrinas: liberam hormônios internamente no sangue
IV.Conectivo
Conecta, apoia ou âncora diversas partes do corpo → inclui estruturas muito diferentes:
● Tecido conectivo solto que anexa tecido epitelial a suas estruturas
● Tendões que unem os músculos esqueléticos aos ossos
● Osso, que dá formato, suporte e proteção ao corpo
● Sangue, que transporta materiais de uma parte do corpo para outra
- Plasma e células como hemácias, leucócitos e plaquetas
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❍ Nível dos órgãos:
✚ Órgãos consistem em 2 ou mais tipos de tecidos primários organizados em conjunto para realizar
uma função ou funções específicas
● Ex: Estômago → Possui todos os 4 tipos de tecidos primários
- Revestimento → Tecido epitelial
● Glândulas epiteliais exócrinas (sucos digestivos para o lúmen)
● Endócrinas (hormônios: Pepsina → “quebrar” proteínas)
- Mistura do alimento com o suco digestivo → Tecido muscular liso
- Controle da contração e secreção das glândulas → Tecido nervoso
- União de todos os tecidos → Tecido conectivo
❍ Nível do sistema corporal:
✚ Grupos de órgãos organizados formam sistemas corporais → realizam funções relacionadas e
integram para completar uma atividade em comum.
✚ O corpo humano possui 11 sistemas: Circulatório; Reprodutor; Digestório; Tegumentar;
Respiratório; Imunitário; Urinário; Nervoso; Esquelético; Endócrino; Muscular.
❍ Nível do organismo:
✚ Cada sistema corporal depende do funcionamento adequado de outros sistemas para cumprir
com suas responsabilidades específicas → os diferentes sistemas corporais não atuam isoladamente
uns dos outros
● Infarto no Vent. Esq. → Músculo cardíaco fica + fraco para bombear o sangue para a
circulação sistêmica → aumenta a pressão p/ o pulmão → resultando em edema pulmonar
→ Ex: Controle da Pressão arterial
Primeira Opção:
● Queda de pressão arterial → aumenta a atividade simpática → coração contrai com mais
força → eleva o débito cardíaco
● Esse aumento da atividade simpática resulta também na vasoconstrição periférica →
aumento da pressão arterial
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Segunda Opção:
● Nos casos em que a pressão mesmo tendo essa resposta rápida, continue baixa:
- Sistema Renal → Começa a reter líquido (produzindo menos urina)
- Mantendo mais líquido e mais sal (NaCl) no organismo
- Pressão Arterial aumenta
Obs: Esse método de utilização do sistema renal é conhecido como resposta lenta, enquanto o
mecanismo de aumento do débito cardíaco é considerado uma resposta rápida.
Obs 2: Se o paciente que está com alteração na PA apresentar alteração no funcionamento do
Sistema Renal → O ajuste ao longo prazo fica prejudicado.
Paciente com insuficiência cardíaca → inicia o programa de reabilitação cardíaca → exercício físico
→ aumentar o volume de sangue → ajuda a aumentar o débito cardíaco
❍ Homeostasia:
✚ O que é meio interno?
● As células em um organismo multicelular não podem viver nem funcionar sem
contribuições de outras células corporais. A grande maioria das células não estão em
contato direto com o ambiente externo (ambiente circundante no qual o organismo vive).
● Desta forma, como uma célula pode realizar trocas vitais com um ambiente externo com o
qual não tem nenhum contato?
- A chave é a presença de um ambiente interno → fluido que cerca as células e por
meio do qual as células efetuam as trocas que sustentam a vida.
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- Fluído intracelular (LIC): Fluido contido coletivamente dentro de todas as células
corporais
- Fluído extracelular (LEC): Fluído entre os espaços das células, onde podemos
encontrar íons e nutrientes necessários para
que as células se mantenham vivas, bem
como compostos que serão eliminados do
corpo.
Líquido extracelular – o “Meio Interno”
LIC: Potássio, Magnésio e Fosfato
LEC: Sódio, Cloreto, Íons Bicarbonato, Oxigênio, Glicose, Ácidos Graxos,
dióxido de Carbono
✚ Transporte através da membrana
● Uma célula do corpo absorve nutrientes essenciais de seus arredores aquosos e elimina
resíduos nesses mesmos ambientes.
● Cada célula corporal deve ajudar a manter a composição do ambiente interno de forma
que este fluido permaneça continuamente adequado para sustentar a existência de todas
as células corporais.
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Claude Bernard (1872) → “A constância do meio interno é a condição para a boa saúde.”
“Todos os mecanismos vitais, apesar de sua diversidade, têm apenas uma
finalidade, a de manter constantes as condições de vida no ambiente
interno.”
● Tendência permanente do organismo em manter a constância do meio interno. Estado de
independência relativa do organismo em relação às oscilações do meio ambiente externo.
● É essencial para o funcionamento de cada célula.
● Cada célula, por meio de suas atividades especializadas, contribui para a manutenção do
ambiente interno.
● A doença é usualmente considerada um estado de ruptura da homeostasia. No entanto,
mesmo na presença de doenças, os mecanismos homeostáticos permanecem ativos e
mantêm as funções vitais, por meio de múltiplas compensações.
- Exemplo: Infarto resulta na queda do volume sistólica → corpo eleva a FC de forma
a compensar o baixo volume de sangue circulando.
● Em alguns casos, essas compensações podem levar a desvios significativos da faixa
normal das funções corporais, tornando difícil a distinção entre a causa principal da doença
e as respostas compensatórias.
- Exemplo: incapacidade dos rins de excretar sal e água que leva a um quadro
agudo de hipertensão.
● Adaptações de longo prazo tornam o organismo mais eficiente em suas respostas a um
desafio contínuo ou repetitivo.
- Exemplo: Prática regular de exercício físico → maior estímulo para produzir BDNF
❍ Como manter o Estado de Equilíbrio?
✚ O corpo possui órgãos efetuadores que através de ações contráteis (músculos) e secretoras
(glândulas) manifestam as reações necessárias para os ajustes
● Essas reações correspondem às respostas reflexas locais (Coração, Vasos, Rins,
Pulmões, trato Gastrointestinal, etc) e às reações globais que envolvem todo o organismo.
● A integração dessas reações homeostáticas depende do Sistema Nervoso Central, do
Sistema Endócrino e do Sistema Imune.
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❍ Sistema de transporte e de mistura do líquido extracelular:
✚ Sistema Circulatório
⇥ Repouso: sangue circula 1 vez por min
⇥ Atividade intensa: até 6 vezes por minuto
⇥ Capilares: fluido extracelular em toda parte do corpo
está continuamente sendo misturado, mantendo quase
completa a homogeneidade do fluido extracelular.
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❍ Origem dos Nutrientes do Líquido Extracelular:
✚ Sistema Respiratório → O sangue capta, nos alvéolos, o O2 necessário para a célula.
✚ Sistema Digestório
⇥ Uma grande parte do sangue bombeado pelo coração também flui através das paredes do trato
gastrointestinal.
⇥ Decompõe os alimentos em pequenas moléculas nutrientes que são absorvidas para o fluido
extracelular no sangue.
⇥ Carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos
⇥ Fígado e outros órgãos que realizam funções primordialmente metabólicas:
● O fígado altera quimicamente muitas substâncias para formas mais utilizáveis;
⇥ Outros tecidos: células adiposas, mucosa gástrica, rins e glândulas endócrinas também modificam
as substâncias absorvidas ou as armazenam até que sejam necessárias.
✚ Sistema musculoesquelético → Mobilidade e proteção
Este sistema permite que uma pessoa vá em direção ao alimento ou se afaste do perigo
❍ Remoção dos produtos finais:
✚ Sistema respiratório
⇥ Além de absorver o O2, elimina o CO2 è ao ajustar a taxa
de remoção de CO2, acidificante, o sistema respiratório
também é importante para manter o pH (através da
eliminação CO2) de adequado do ambiente interno
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✚ Sistema Urinário
⇥ Excreção de uréia, sal, ácido úrico, água e outros eletrólitos.
⇥ Filtra grande quantidades de plasma e depois reabsorve para o sangue aquelas substâncias
necessárias ao corpo, tais como glicose, aminoácidos, quantidades adequadas de água e muitos
íons.
✚ Sistema Intestinal Excretor
⇥ O material não digerido que entra no trato gastrointestinal e parte dos resíduos não aproveitáveisdo metabolismo são eliminados nas fezes.
✚ Sistema Hepático.
⇥ Entre as funções do fígado está a desintoxicação ou
remoção de muitas drogas químicas que são
ingeridas.
⇥ O fígado secreta várias dessas perdas em bile para
ser, por fim, eliminadas nas fezes.
❍ Regulação das funções corporais:
✚ Sistema Nervoso
⇥ Composto por três partes principais:
● Sistema Aferente Sensitivo
● Sistema Nervoso Central -
integrativo
● Sistema Eferente Motor
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⇥ Sistema autônomo: segmento do sistema nervoso.
● Opera em nível subconsciente e controla muitas funções
dos órgãos internos
⇥ Regulação das funções corporais:
● Via aferente: precursor da informação nervosa até os
centros nervosos;
● Via eferente: precursor da informação nervosa a partir dos
centros nervosos.
● Por meio dos sentidos, nosso corpo pode perceber tudo que
nos rodeia; e de acordo com as sensações, decide o que lhe
assegura a sobrevivência e a integração com o ambiente.
● SN Autônomo: subconsciente e controla muitas funções dos
órgãos internos.
✚ Sistema Hormonal
⇥ Regulação da função celular;
⇥ Secretam substâncias químicas
chamadas de hormônios.
● Ex: O hormônio da tireóide aumenta as taxas da maioria das reações químicas em todas
as células.
⇥ Existem outros tecidos que também secretam hormônios
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Sistema Nervoso X Sistema Hormonal
⇥ Atuam em conjunto;
⇥ Os hormônios formam um sistema para a regulação
que complementa o sistema nervoso;
⇥ O sistema nervoso regula muitas atividades
musculares e secretórias do organismo, enquanto o
sistema hormonal regula muitas funções metabólicas.
❍ Proteção do corpo:
Sistema Imune
⇥ Composto por glóbulos brancos (leucócitos),
pelas células teciduais derivadas dos glóbulos brancos, pelo timo, pelos linfonodos e pelos vasos
linfáticos.
⇥ Defesa contra invasores externos e células defeituosas
⇥ Reparo ou substituição
Sistema Tegumentar
⇥ Barreira protetora externa que evita que o fluido interno seja perdido do organismo e que
micro-organismos estranhos nele entrem.
⇥ Regula a temperatura corporal:
● Suor
● Fluxo de sangue quente pela pele
Sistema Reprodutor
⇥ Qual a função da reprodução? Perpetuação da espécie
⇥ Todas as estruturas do corpo são organizadas para manter a automaticidade e a continuidade da
vida
Sistema de Controle
⇥ É uma rede de componentes do organismo que trabalham em conjunto para manter sob controle
uma variável do ambiente interno, em torno de um ponto de ajuste ideal relativamente constante,
apesar de alterações na variável.
⇥ Para manter a homeostase, os sistema de controle deve:
● Detectar desvios do normal do fator interno
● Integrar essas informações com outras informações pertinentes
● Realizar os ajustes adequados
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Mecanismos de Regulação
❍ Regulação da concentração de O2 e CO2:
✚ Pelo fato do O2 ser uma das principais substâncias necessárias para as reações químicas nas
células, o organismo dispõe de um mecanismo de controle especial. Este mecanismo depende
exclusivamente da hemoglobina, que está presente nas hemácias.
● A hemoglobina funciona como fornecedora de oxigênio para o sangue, a medida que esse
oxigênio é retirado do sangue por algum motivo.
✚ Esta regulação é chamada de função de tamponamento do O2 pela hemoglobina.
❍ Regulação da Pressão Arterial:
✚ Sistema barorreceptor é um excelente exemplo de um mecanismo de controle de ação rápida.
● Identifica a variação da pressão
● Se a pressão passa de 93 mm de mercúrio, os barorreceptores disparam informações por
meio dos nervos vagos e glossofaríngeos, mandam a informação para o bulbo → dispara o
nervo vago que vai diminuir a atividade simpática e aumentar a parassimpática → FC e o
VS diminuem → diminui o débito cardíaco e diminui a PA
● Quando a pressão cai, ocorre o contrário
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❍ Características dos sistemas de controle:
✚ Os sistemas de controle podem ser agrupados em duas classes:
● Intrínsecos ou locais → são inerentes ou estão embutidos em um órgão
- Exemplo: Queda de PA → coloca as pernas elevadas em 30 graus → o retorno
venoso para o coração aumenta → aumenta o débito cardíaco →
consequentemente aumenta a PA.
● Extrínsecos ou sistêmicos → mecanismos reguladores exteriores aos órgãos.
- Realizados pelos sistemas nervosos e endócrino
- Permite a regulagem coordenada de diversos órgãos em direção a uma meta em
comum
- Exemplo: Queda de PA → barorreceptor informa o bulbo → bulbo aumenta a
atividade simpática → nervo simpático no coração dispara → aumenta a força de
contração → aumenta FC → consequentemente aumenta a PA.
✚ O termo retroalimentação refere-se às respostas dadas após a detecção de uma mudança.
● Feedback (retroalimentação) Negativo: resposta contrária ao estímulo inicial (negativo) –
controle da homeostasia, que consiste em série de alterações que restabelecem o valor
médio do fator.
● Feedback (retroalimentação) Positivo: o estímulo inicial gera mais do mesmo estímulo
(positivo) – leva a ciclos viciosos e morte, pois não leva a estabilidade mas sim à
instabilidade.
● Feedback (retroalimentação) Anterior: à variável modificar - antes do estímulo
✚ Feedback Positivo
● Aumenta ou amplifica uma mudança para que a variável controlada continue a se mover
na direção da mudança inicial
● A maioria dos sistemas de controle operam por feedback negativo
● Ciclo vicioso: como “gatilho” para desencadear eventos do tipo “tudo ou nada”
● Um feedback positivo moderado pode ser superado pelos mecanismos de controle de
feedback negativo.
Ex: Paciente com Hemorragia
+ Começa a perder sangue → consegue
estancar o ferimento → organismo inicia
retroalimentação negativa → ativa a
atividade simpática → aumenta a FC de
modo a compensar a perda de sangue.
+ Ao chegar no hospital, o paciente vai
apresentar um débito cardíaco normal,
em torno de 5L. Contudo, irá apresentar
elevada FC.
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Trabalho de parto → Feedback Positivo
O bebê libera o hormônio Adrenocorticotrófico que induz
a liberação de cortisol na mãe. Isso gera um estímulo no
hipotálamo que começa a secretar ocitocina,
responsável por induzir a contração do útero. Essa
contração empurra o bebê para baixo e em resposta a
isso o bebê empurra a parede do útero. O fato do bebê
empurrar a parede do útero, estimula a produção de
mais ocitocina, que vai estimular mais contração e assim
por diante.
Amamentação → Feedback Positivo
Quando o bebê realiza a sucção do leite, ele induz mais
produção.
✚ Feedback Negativo → maioria dos sistemas de controle
● Quando o organismo utiliza de respostas que visam Restaurar o fator ao normal ao mover
o fator na direção oposta à de sua mudança inicial
● No geral, se algum fator se torna excessivo ou deficiente, um sistema de controle inicia um
feedback negativo que consiste em uma série de alterações que restabelecem o valor
médio do fator: Homeostasia.
Ex:
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Ex: Queda de Temperatura
Os órgãos sensitivos vão
desencadear uma série de respostas
do Sistema Nervoso e Endócrino para
atuar em órgãos específicos, para
que possa ser restaurado o estímulo,
no sentido oposto.
Ex 2: Aumento da taxa de CO2
Os quimiorreceptores do corpo
carotídeo vão identificar esse
aumento..
Ex 3: Controle de T3 e T4
Ao ser secretado o T3 e T4 para células alvo, eles também vão promover respostas de modo a inibir
a produção de TRH e TSH, para que o organismo entenda que a concentração deles está em
homeostase, de modo a frear a produção deles.
Caso Clínico:
Um indivíduo que apresenta baixa nos hormônios tireoidianos, em seu exame de sangue. Contudo,
apresenta também alta concentração de TRH e baixa concentração de TSH. Explique.
- Isso pode ser causa de um provável problema na hipófise. Por meio de uma
retroalimentação negativa, o hipotálamo tende a produzir muito TRH com o intuito de
aumentar os hormônios T3 e T4.
TRH está muito baixo → Problema no Hipotálamo
TRH e TSH muito altos → Problema na Tireóide
T4 normal e T3 baixo → Problema na enzima que converte T4 em T3
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Ex 4: Controle da pressão arterial por meio dos barorreceptores:
Obs: Exemplos em que o Feedback positivo pode serútil, mas
que precisa de compensação do feedback negativo.
- Mecanismo de Coagulação sanguínea:
● Plaquetas coagulam, liberando fatores que
liberam mais plaquetas e assim por diante.
● É importante que esse mecanismo seja
interrompido, eventualmente, por meio do
ativador de plasminogênio (reconhece a
coagulação e promove sua interrupção) -
feedback negativo
● Uma pessoa que tenha defeito nesse sistema
tem grandes chances de trombose.
❍ Tipos mais complexos de controle - adaptativo:
✚ Alguns movimentos do corpo ocorrem tão rapidamente que não há tempo suficiente para que os
sinais nervosos percorram todo o caminho da periferia do corpo até o cérebro e então novamente
voltem à periferia para controlar o movimento. Portanto, o cérebro usa um princípio chamado de
controle por feedback-forward para provocar as necessárias contrações musculares.
● Normalmente o nossos sentidos, em sua maioria dos visuais, conseguem trabalhar
analisando as possíveis respostas que o nosso organismo deve ter.
- Ex: só de observar um objeto você já sabe mais ou menos a força que você precisa
ter para conseguir tirar aquele objeto do lugar
✚ Qual o tipo de controle envolvido?
Ex: Um neurônio secreta 5-HT (Serotonina) para
o neurônio seguinte, essa molécula irá se ligar ao
receptor. Esse neurônio vai passar a informação
para o próximo através do axônio. Além disso, o
neurônio possui um brotamento que promove a
excitação dele mesmo.
Além da Serotonina ir para o próximo neurônio,
algumas moléculas voltam e se ligam nos
autorreceptores, visando controlar a liberação de
serotonina (feedback negativo)
✚ Ântero Feedback:
Quando você pensa em comida, sente cheiro, masca um chiclete, o seu pâncreas já assume a
produção de insulina com o intuito de impedir um pico glicêmico.
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Células e suas funções
❍ Células
✚ Introdução:
● O corpo humano é composto por trilhões de células, todas com diferentes funções.
● Aproximadamente 200 tipos diferentes de células especializadas realizam grande número
de funções que ajudam cada sistema a contribuir para a homeostasia de todo o corpo.
● Exceção → Eritrócitos humanos maduros, não contêm núcleo
● As células são as unidades construtivas vivas e altamente organizadas do corpo. Um
célula tem três partes principais:
- A membrana plasmáticas: Envolve a célula.
● Permite trocas de nutrientes e gases entre o meio externo e interno.
- O núcleo: Abriga o material genético (controla as funções das células)
● Ex: hormônios da tireoide atuam em receptores intracelulares e mudam a
expressão gênica.
● Ex 2: A fisiopatologia do Alzheimer é uma doença que em sua maioria afeta os
núcleos, promovendo diferentes respostas, como exemplo a apoptose dos
neurônios.
+ Grande maioria da população, excluindo o fator genético, está fadada a ter
essa doença, pois situações comuns ao dia a dia, como o estresse por
exemplo, são grandes influenciadoras para o desenvolvimento da patologia.
- O citoplasma: Constituído de citosol, organelas e citoesqueleto.
- As diferentes substâncias que formam a célula (protoplasma):
● Água
● Íons
● Proteínas
● Lipídios
● Carboidratos
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❍ Princípios da Teoria Celular
✚ A célula é a menor unidade estrutural e funcional capaz de executar processos vitais.
✚ As atividade funcionais de cada célula dependem das propriedades estruturais específicas.
✚ Células são o material construtivo vivo de todos os organismos multicelulares.
✚ A estrutura e a função de um organismo dependem essencialmente das características
estruturais coletivas e capacidades funcionais de suas células.
✚ Todas as novas células e nova vida surgem de células pré-existente.
✚ Graças a esta continuidade de vida, as células de todos os organismos são fundamentalmente
semelhantes em estrutura e função.
❍ Estruturas Físicas e Funcionais das Células
✚ Membrana celular:
● Flexível, resistente, circunda e contém o citoplasma da célula. ‘Modelo de Mosaico Fluido’.
● Bicamada lipídica (5nm), formada por três tipos de moléculas lipídicas: fosfolípidos,
colesterol e glicolípidos (fosfoglicerídeos)
● Impede que o fluido intracelular se misture com o fluido extracelular.
- Lipídios: permitem a passagem de diversos tipos de
moléculas lipossolúveis, mas atuam como barreira contra a
entrada ou saída de substâncias polares (hidrossolúveis)
- Proteínas: controlam seletivamente o movimento de
moléculas entre o LIC e LEC, ao permitirem o movimento de
íons e moléculas polares para dentro e para fora da célula.
- Carboidratos: papel na sinalização e reconhecimento,
bem como de fixação.
● Composição:
- Fosfolípidos (25%)
- Colesterol (13%) → entre os fosfolipídeos (responsáveis pela flexibilidade)
- Outros lipídios (4%)
- Proteínas (55%): Integrais e periféricas
- Carboidratos (3%)
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✚ A natureza anfipática das moléculas fosfolipídicas é fundamental para a formação da
bicamada, na qual as cadeias de ácidos graxos hidrofóbicos formam a parte interna da bicamada
e os grupos de cabeças polares são expostos na superfície.
✚ Colesterol: responsável pela estabilidade estrutural da membrana, bem como por sua fluidez e
permeabilidade aos constituintes hidrossolúveis dos líquidos corporais.
● Funções:
- Revestimento e proteção celular;
- Permeabilidade seletiva;
- Reconhecimento celular: antígenos de membrana
- Comunicação celular por meio de neurotransmissores, receptores de hormônios e
vias de transdução de sinal
- Organização tecidual
- Atividade enzimática
- Determinação da forma celular, pela ligação do citoesqueleto à membrana
plasmática
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✚ Carboidratos da membrana – o “Glicocálice” celular
● Os carboidratos ligados a superfície da célula exercem várias funções:
1. Muitos têm carga elétrica negativa
2. Permite a ligação célula-célula
3. Muitos carboidratos agem como receptores
4. Alguns carboidratos participam de reações imunes
✚ Núcleo:
● Centro de controle da célula.
● Contém grande quantidade de DNA (genes) que codificam as informações genéticas:
1. Determinam as características das proteínas
2. Controlam e promovem a reprodução da própria célula
3. Governa indiretamente a maioria das atividades celulares e serve de controle da
célula.
● Envolvido pela membrana nuclear (envelope nuclear):
- Contínua com o Retículo Endoplasmático;
- Vazada por milhares de poros (poros nucleares)
✚ Nucléolo:
● Não possui membrana delimitadora, sendo, simplesmente, um acúmulo de grande
quantidade de RNA e proteínas dos tipos encontradas nos ribossomos.
● Quanto mais proteína uma célula produz, maior a quantidade de nucléolo.
✚ Citoplasma:
Formado por diversas organelas, pelo
citoesqueleto e pelo citosol.
● Organelas: executam funções
especializadas para o crescimento,
manutenção e reprodução celular:
- Membranosas: envolvido por
membrana semelhante à
plasmática.
- Não membranosas: contato
direto com o citosol
● Citosol: parte do citoplasma que não
tem organelas, constituído por água,
proteínas, sais minerais, açúcares e
outras substâncias líquido intracelular
(55% do volume celular)
● Citoesqueleto: sistema interconectado de fibras proteicas e tubos que se estende ao longo
do citosol. Dá à célula seu formato, define sua organização interna e regula seus diversos
movimentos.
24
✚ Organelas celulares:
● Retículo endoplasmático Rugoso;
● Retículo endoplasmático Liso;
● Ribossomos;
● Complexo de Golgi;
● Lisossomos;
● Peroxissomos;
● Vesículas secretórias;
● Mitocôndrias;
● Citoesqueleto celular;
● Centríolos;
✚ Retículo Endoplasmático:
● Sistema contínuo de sacos e tubos de membrana interconectados; formam estruturas
vesiculares, tubulares e achatadas, que delimitam uma cavidade (cisterna);
● Seu espaço interno é conectado com o espaço entre as duas superfícies da membrana
nuclear, possuindo assim uma comunicação direta entre as duas membranas.
● A vasta área da superfície desse retículo e os múltiplos sistemas de enzimas anexados às
suas membranas fornecem a maquinaria para
grande parte das funções metabólicas da célula
● O retículo endoplasmático possui uma função
metabólica fundamental para todasas células,
sendo responsável tanto pela síntese de
proteína (mais complexas) bem como de vários
componentes lipídeos.
→ Essencialmente uma fábrica produtora de
proteínas e lipídios
● Retículo endoplasmático rugoso (RER)
(granular)
- Presença de grânulos (ribossomos)
- Sacos achatados
- Ribossomo são as organelas
responsáveis pela síntese de proteínas e por direcioná-las para o interior do RER e
conseguir assim modificá-las.
- Síntese e modificação de PROTEÍNAS: construção e secreção
→ Ex: Se temos uma célula que secreta um determinado hormônio proteico (peptídico) , essa
célula provavelmente apresenta uma concentração maior tanto de ribossomos quanto apresenta
uma área maior de retículos endoplasmático rugoso. Como por exemplo as células de Legging
encontradas no pâncreas que secretam insulina e glucagon.
● Retículo endoplasmático liso (REL):
- Não possui ribossomos.
- Sacos tubulares
- Síntese de hormônios esteróides, armazenamento de cálcio e desintoxicação de
substâncias orgânicas (ex: álcool)
25
Principal retículo presente nos músculos,
daí o nome é modificado para retículo
sarcoplasmático, e a sua principal função é
o armazenamento de cálcio para o
movimento de contração e relaxamento →
esse tipo de retículo, presente nos
músculos esqueléticos é considerado o
mais desenvolvido pois o ele utiliza todo o
cálcio que provém do retículo
sarcoplasmático para o movimento de
contração. Já no músculo liso e cardíaco o
parte do cálcio utilizado para contratação
provém do meio externo.
→ A quantidade relativa de RER e REL varia entre células, dependendo de seu tipo de atividade
→ Retículo endoplasmático liso e a tolerância a drogas:
● O uso de drogas ilícitas e de determinados medicamentos (lícitas) pode tornar o retículo
liso das células do Fígado mais desenvolvido, aumentando a quantidade de membranas e
de enzimas de desintoxicação!
- Aumenta a resistência ou a tolerância do indivíduo a determinado medicamento,
sendo necessário o aumento da concentração para que surta o efeito
● A capacidade de processamento do RE não é ilimitada. Se as proteínas se acumulam no
RE mais rapidamente do que podem ser processadas, diz-se que a célula passa por
“estresse do RE”.
- As células possuem um mecanismo intrínseco, que ao identificar elevada produção
de proteínas pelo RE → inibe o mecanismo de tradução.
- Pessoas que tem defeito nesse mecanismo, podem induzir respostas como
inflamação, ou mesmo morte celular (apoptose), como na miosite
26
Obs: Quais órgãos são capazes de realizar gliconeogênese?
R: Fígado é o principal órgão capaz de pegar aminoácidos e produzir glicose. Contudo, os rins
também são capazes de realizar essa função, em situações EXTREMAS.
✚ Complexo (Aparelho) de Golgi:
● Grupo de cisternas achatadas, formada por membrana lipoprotéica, empilhadas uma sobre
a outra;
● Recebe vesículas de transporte contendo proteínas produzidas no RER para serem
modificadas, formando: lisossomos, vesículas secretórias e outros.
27
● Funções:
→ Empacotamento e transporte de substâncias;
→ Formação e liberação de vesículas com substâncias
armazenadas
→ Secreção celular, reposição das membranas celulares bem
como formação de novas estruturas intracelulares;
→ Formação dos lisossomos primários;
→ Formação dos peroxissomos → se auto replicam
→ Formação do acrossomo nos espermatozóides.
● A matéria-prima recém sintetizada no RE transfere-se, pela formação de vesículas,
através das camadas da pilha de Golgi, do saco mais interno e próximo ao RE em
direção ao saco mais externo perto da membrana plasmática (local de secreção)
● Durante este trânsito:
1. Processamento de matérias-primas em produtos finais: As proteínas “brutas
são modificadas para a sua forma final
2. Classificação e direcionamento dos produtos finais para seus destinos finais
(marcadores de ancoragem):
- A serem secretados (vesículas secretórias fundem-se apenas com a membrana
plasmática)
- A serem utilizados na construção de novas membranas
- A serem incorporados em outras organelas, especialmente lisossomos
Ao fabricar antecipadamente sua proteína secretora
específica e armazenar esse produto nas vesículas
secretórias, uma célula secretória tem uma reserva
imediatamente disponível, a partir da qual pode
secretar grandes quantidades deste produto, conforme
a demanda.
28
Ex: Célula beta do pâncreas:
Vesículas secretórias contém insulina, previamente armazenadas. Se a glicemia aumentar,
a glicose começa a entrar na célula beta do pâncreas, por meio do GLUT 2. → Aumento do
ATP.
✚ Lisossomos (pH ~ 4,5 → ácido)
● Organelas membranosas originadas do complexo de
Golgi
● Constituem um sistema digestivo celular (Hidrolases):
1. Digestão de estruturas celulares danificadas
(reciclagem);
2. Digestão de partículas de alimentos que foram
ingeridos pela célula (endocitose);
3. Materiais indesejados, tais como
bactérias.
● Função: digestão intracelular:
- Autofagia → digestão das próprias organelas
citoplasmáticas, principalmente quando temos organelas
defeituosas ou que estejam precisando ser degradada. Ex: jejum
intermitente.
- Heterofagia → digestão de células que ainda vão
adentrar nas células, ou seja células vindas do meio extracelular.
- Autólise → destruição das células.
29
→ Transporte ativo primário: ocorre contra o gradiente de concentração.
→ Autólise: apoptose e necrose. Refere a destruição celular
❍ Autólise:
✚ É a destruição celular que ocorre devido ao rompimento da membrana lipoprotéica dos
lisossomos com a liberação das enzimas digestivas
→ Necrose: ocorre o rompimento dos lisossomos, com isso seu conteúdo fica livre no
citoplasma.
→ Silicose: associado a dano na parede do trato respiratório.
→ Asbestose: causa danos graves nas vias aéreas
❍ Transporte vesicular:
✚ Os solutos e a água podem ser levados ao interior da célula pelo processo de endocitose
e removidos da célula pelo processo de exocitose.
✚ Nos dois processos, a integridade da membrana plasmática se mantém, e as vesículas
formadas permitem a transferência de substâncias entre compartimentos celulares.
30
✚ O material extracelular a ser atacado por enzimas lisossômicas é trazido para a célula
por meio de Endocitose:
● Para um célula viver, crescer e se reproduzir ela tem de obter nutrientes e outras
substâncias dos líquidos ao seu redor;
● A maioria das substâncias passa através da membrana celular, por difusão e por
transporte ativo;
● Porém, partículas muito grande entram por meio da endocitose.
● Pode ocorrer de 3 formas:
1. Pinocitose: a vesícula é formada absorvendo líquido extracelular.
2. Fagocitose: mediada por um receptor e realizada por células específicas que
fagocitam microorganismos para realizar a destruição deste.
3. Endocitose mediada por receptor : um receptor específico para determinada
substância que irá ativar a fagocitose.
→ O acúmulo de corpo residual pode gerar processos degenerativo.
❍ Transporte vesicular: Endocitose
✚ Pinocitose: uma gota de fluido extracelular é coletada de forma não seletiva
● Ex: proteínas (vesícula pinocítica)
● Dinâmica: proteína responsável por destacar vesículas endocíticas, formando
“bolsas”
31
✚ Fagocitose: Partículas sólidas, grandes (“digerida
pela célula”); forma projeções (pseudópodes)
● Ex: bactérias, vírus, células desgastadas
(vesícula fagocítica)
● Apenas os fagócitos são capazes:
- Macrófagos
- Neutrófilos
- É um mecanismo de defesa vital que
ajuda a proteger o corpo contra as
doenças.
- O “pus” é uma mistura de neutrófilos e
macrófagos mortos, células teciduais e
líquido de uma ferida infectada.
✚ Endocitose mediada por receptor: processo altamente seletivo, permitindo que as
células capturem moléculas grandes, específicas e necessárias (Necessita de ATP e Ca++)
- Ex: proteínas, LDL contendo colesterol
● Quase imediatamente após o aparecimento de uma vesícula pinocítica ou fagocítica
no interior da célula, um ou mais lisossomos se ligam à vesícula e lançam suas
hidrolases ácidas.
32
❍ Transporte vesicular: Exocitose
✚ Processo pela qual a célulalibera produtos intracelulares que seriam grandes demais
para serem liberados por transportador.
✚ Principal mecanismo para a secreção
✚ Todas as células executam a exocitose, mas ela é especialmente importante em dois
tipos celulares:
- Células secretoras: liberam enzimas digestivas ou hormônios, muco ou outras
substâncias
- Células nervosas: liberam substâncias chamadas de neurotransmissores
(acetilcolina, serotonina, histamina, glicina, glutamato, óxido nítrico
Apenas esse não será armazenado por vesículas. ↵
Os outros, serão e quando estimulados induziram a exocitose e liberação do conteúdo
✚ É mediada por sinalização de cálcio e a ação das SNAREs (Soluble NSF attachment
receptor), responsáveis por fundir a vesícula com a membrana plasmática.
- v-SNARE (marcador de ancoragem)
- t-SNARE (receptor de marcador de ancoragem)
→ Existem duas exceções: secreção de renina e paratormônio (PTH)
→ É preciso lembrar que o Ca+ promove a interação das ptn para a incorporação das
membranas.
33
Exemplo: O indivíduo com hipocalcemia tem problema neurológico por não conseguir entrar
no neurônio para liberar a acetilcolina. Causa fraqueza muscular com alteração no neurônio
motor, contudo existem espasmos musculares (hiperreflexia hipocalcêmica). O músculo
esquelético independe do Ca+ extracelular para a contração, usa o intracelular dentro do
retículo sarcoplasmático. Já o músculo cardíaco e liso dependem do Ca+ extracelular.
✚ Peroxissomos:
● Organelas esféricas minúsculas produzidas por auto replicação ou brotamento do
REL/CG, fisicamente parecidos com os lisossomos;
● Suas enzimas são produzidos por ribossomos livres no citosol
- Possui enzimas (oxidases) que degradam ácidos graxos, aminoácidos, água
oxigenada, etanol (25% - fígado) formando peróxido de Hidrogênio (H2O2)
- Produzem e decompõem o H2O2 por catalases (H2O2 H2O + O2)
Muito importantes para a eliminação de substâncias tóxicas que foram absorvidas pelo
sangue, realizando a desintoxicação do organismo.
As células dos rins e do fígado são ricas em peroxissomos, o que contribui para a
eliminação de compostos tóxicos que foram absorvidos pelo sangue.
✚ Ribossomos
● Formados nos nucléolos e montados no citoplasma
● RNA ribossômico + proteínas
● Responsáveis pela síntese de proteínas:
- As moléculas de proteínas são sintetizadas (traduzidas)
no interior do ribossomo
- Unem todos os componentes que participam da síntese
protéica: RNAm, tRNA e aa
● Livres:
- Dispersos no citoplasma
- Em maior número do que os associados ao RER em células que retém a
maioria das proteínas fabricadas sintetizam proteínas que serão utilizadas
no citosol; na mitocôndria.
34
● Associados ao RER:
- Ocorre em maior número do que os ribossomos livres, em células que
secretam suas proteínas fabricadas
- Essas proteínas podem ser exportadas da célula ou formar as membranas
celulares
● Também são localizados nas mitocôndrias, nas quais sintetizam as proteínas
mitocondriais
● Em algumas células, certas proteínas são produzidas em grande quantidade.
● Ao conjunto de ribossomos, atuando ao longo se um RNAm, dá-se o nome de
polirribossomos.
✚Vesículas secretórias:
● Uma das mais importantes funções de várias células é a secreção de substâncias
químicas específicas
● Quase todas as secreções celulares são formadas
pelo sistema:
- Retículo Endoplasmático - Complexo de
Golgi
● São liberados pelo complexo de Golgi no
citoplasma, na forma de vesículas secretórias.
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✚ Mitocôndrias:
● São a “casa de força” da célula:
- Responsável pela fosforilação oxidativa – produção de ATP, respiração
celular;
● Envolta por membrana dupla:
- Interna: dobras formando cristas (enzimas oxidativas)
- Externa: lisa, permeável e fornece proteção;
● Possuem Ribossomos, DNA e RNA próprios (matriz);
- Novas mitocôndrias surgem exclusivamente por autoduplicação de
mitocôndrias preexistentes.
- Sintetiza suas próprias proteínas.
→ O maior lixo metabólico produzido é o CO2
● Membrana interna:
- Cristas contêm proteínas responsáveis por
converter boa parte da energia dos alimentos em
uma forma utilizável.
- Matriz consistem de uma mistura concentrada de
centenas de enzimas diferentes dissolvidas que
preparam as moléculas de nutrientes para a
extração final de energia utilizável pelas proteínas
da crista.
● Estas enzimas operam em conjunto com enzimas oxidativas nas membranas,
oxidando os nutrientes (glicose, aminoácido e
ácido graxo), formando:
- CO2
- H2O
- Energia (ATP)
- Respiração celular
→ ADP E AMP funcionam como sinalizadores
→ O amp aumenta cpt o que leva ao aumento da
utilização de ag como fonte energética.
→ Aumentar o AMP é gastar
ATP com atividade física de
alta intensidade.
36
37
● Mitocôndrias: Estágios da Respiração Celular
● Mitocôndria: membrana interna:
As mitocôndrias também funcionam como reguladores
fundamentais no processo de apoptose ou morte celular
programada. A iniciação de sua via resulta de um aumento na
permeabilidade mitocondrial e subsequente liberação de
moléculas pró-apoptose (citocromo C) para o citoplasma. No
citosol, o citocromo C se liga a uma proteína chamada fator-1 de
ativação de apoptose, iniciando os eventos moleculares
envolvidos na cascata de apoptose (ativação das caspases).
Outros fatores se ligam a diferentes inibidores de apoptose.
Alguns fatores como a formação de espécies reativas de oxigênio
(ros), ativação de gene supressor de tumor p53 por dano no DNA,
deflagram a sinalização apoptótica mitocondrial
● Morte celular programada:
- Via intrínseca: induzida pela mitocôndria
- Via extrínseca: ativação de receptor
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● As atividades celulares que exigem gasto de
energia recaem em três categorias principais:
- Transporte de substâncias através da
membrana celular;
- Síntese de componentes químicos pela
célula;
- Função mecânica
✚ Citoesqueleto
● É uma organela estrutural de grande importância
para a células, sendo caracterizada como uma
malha de filamentos proteicos que se espalhada
por todo o citosol da célula.
● Esses filamentos podem ser de 3 tipos, de acordo
com sua espessura:
- Microfilamentos
- Filamentos intermediários
- Microtúbulos
→ É uma elaborada armação proteica dispersa ao longo do citosol que atua como
“osso e músculos” da célula, apoiando e organizando os componentes celulares e
controlando seus movimentos.
● Microtúbulos (tubulina): mais espessos, participam da divisão celular, formação dos
centríolos, formação dos cílios e dos flagelos;
● Microfilamentos ou filamentos de actina: mais finos, células musculares, formam um
suporte mecânico e elástico para a membrana celular; liga o interior da célula a
células adjacentes (junções celulares)
● Filamentos intermediários: fortalecem a célula mecanicamente, aumentam a
resistência da célula (queratina), ajudam a fixar as células umas às outras
(desmossomos).
39
● Microtúbulos
- Maiores elementos do citoesqueleto compostos essencialmente por tubulina.
- Posicionam muitas das organelas citoplasmática.
- Manutenção do formato de células assimétricas. Em conjunto com os
filamentos intermediários, estabilizam a estrutura.
- Importante função em alguns movimentos celulares:
→ Transporte de vesículas secretórias ou outros materiais
→ Movimento de projeções celulares: Cílios e Flagelos
→ Distribuição de cromossomos na divisão celular (fuso mitótico)
- Transporte de vesículas ligadas à membrana, proteínas e organelas ao longo
dos microtúbulos é necessária a participação de proteínas motoras como a
cinesina e dineína
● Filamentos proteicos: são espalhados pelo citosol que elaboram uma armação
apoiando e organizando os componentes celulares e seu movimentos.
● Cílios:
- Protrusões curtas e minúsculas das células ciliadas.
Encontradas no trato respiratório, trompas de Falópio e
ventrículos cerebrais.
- Movimento: vibração ou golpe em determinada direção
● Flagelos:
- Apêndices longos semelhantes a um chicote. Encontrados nos
espermatozoide.
- Movimento: chicote
→ Cílios e flagelos têm a mesma estrutura interna básica. Ambos são
formadospor nove pares de microtúbulos organizados em um aro
externo em torno de dois microtúbulos desenrolados no centro → Se
originam dos Centríolos
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✚ Microtúbulos:
● Durante a mitose, os cromossomos que contêm
DNA do núcleo são replicados, resultando em
dois conjunto idênticos.
● Os cromossomos replicados são afastados por
um aparato celular chamado de fuso mitótico,
temporariamente montado a partir de
microtúbulos somente durante a divisão celular.
● Os microtúbulos são o alvo de diversos fármacos
antitumorais (ex: vincristina e taxol), porque sua
destruição impede a divisão celular das células
tumorais altamente mitótica.
● A Vincristina impede a polimerização dos dímeros de tubulina, inibindo a formação
dos microtúbulos e do fuso mitótico, impedindo a divisão celular.
● O Taxol estabiliza os microtúbulos, bloqueando a mitose da célula.
✚ Microfilamentos:
● Menores elementos do citoesqueleto, sendo o mais
comum a actina.
● Nas células musculares, a proteínas miosina forma
um tipo diferente de microfilamento.
● Possuem duas funções:
1. Papel vital em diversos sistemas contráteis
celulares
2. Endurecedores mecânicos para várias
projeções celulares específicas
(movimentação de macrófagos;
microvilosidades; junções de aderência e
oclusivas)
41
✚ Filamentos intermediários:
● Importantes em regiões sujeitas à tensão mecânica proteínas que formam fibras
resistentes e duráveis com função central na manutenção da integridade estrutural
de uma célula e na resistência a tensões mecânicas aplicadas externamente a uma
célula.
● São responsáveis por até 85% do total de proteínas nas células nervosas
(neurofilamentos) e nas epiteliais produtoras de queratina
42
Transporte de Membranas
❍ Constituição da bicamada lipídica:
✚ Membrana plasmática:
● Barreira mecânica flexível
● Resistente
● Circunda o citoplasma da célula
● Permite a passagem de determinadas substâncias (seletividade)
✚ Atribuições:
● Transporte seletivo de moléculas para dentro e fora da célula
- Lembrar:
1. Intracelular (dentro da célula)
2. Interno = Extracelular (fora da célula)
● Reconhecimento celular
- Em geral, feito por meio de receptores celulares
● Comunicação celular por meio de neurotransmissores, receptores hormonais e vias de
transdução de sinal
- Neurotransmissores:
1. Por vesículas: Serotonina, Glutamato, Neuroepinefrina..
2. Passa direto: Óxido Nítrico
Obs 1:
Opióides endógenos: Beta Endorfina, encefalina, Dinorfina, endomorfina
O ópio além do efeito analgésico ele apresenta um alto efeito alucinógeno. A partir disso,
identificaram que o nosso corpo possuia substâncias muito semelhantes a morfina e que
apresentavam inclusive, maior afinidade aos receptores (opióides endógenos)
Obs 2:
Endocanabinóides são as substâncias que o nosso corpo produz que se ligam aos
mesmos receptores da cannabis sativa (maconha)
● Organização e adesão tecidual
● Atividade enzimática
● Determinação da forma celular pela ligação do citoesqueleto
✚ O arcabouço básico é a bicamada lipídica formado por três tipos de moléculas lipídicas:
● Fosfolipídios (75%) moléculas anfipáticas
- Arcabouço de glicerol + fosfato (P): cabeça hidrofílica (polar)
- Caudas de ácidos graxos: hidrofóbicos (apolar)
● Colesterol (20%)
- Dispersas entre os outros lipídios.
- Possui radical –OH (hidroxila) que forma ponte de hidrogênio com as cabeças
polares dos fosfolipídios e glicolipídios estabilização da membrana
● Glicolipídios (5%)
- Cabeças polares formadas de carboidratos
- Só aparecem na camada voltada para o meio extracelular
Obs: devido a estrutura da bicamada lipídica, é possível que a célula se regenere após uma lesão
Ex: fertilização in vitro
43
● Substâncias lipossolúveis
● Substâncias hidrossolúveis
Moléculas hidrofóbicas pequenas: difusão simples
Moléculas polares pequenas não-carregadas:
- Ex: o álcool consegue através a parede do
estômago e cair direto na corrente sanguínea,
o que justifica os efeitos psicoativos em pouco
tempo de consumo.
Moléculas polares grandes não-carregadas: são
transportadas por proteínas carreadoras
Íons: são lipofóbicos (hidrossolúveis) precisam de
proteínas que formam canais para jogar os íons
44
● A bicamada não é uma estrutura estática.
● Os lipídios podem se difundir livremente ao longo do plano da membrana.
● Esta fluidez é determinada pela temperatura e por sua composição lipídica.
● A fluidez permite:
- Que novas proteínas sejam retiradas ou inseridas na membrana
- Que a bicamada se feche automaticamente, se rompida ou puncionada
+ Ex: injeção de espermatozóide intracitoplasmática
● Disposição e movimentação dos fosfolipídios na bicamada
Possibilita a movimentação da água para dentro e para fora, mesmo sem a presença de
aquaporinas.
✚ As proteínas que compõe a membrana:
● Canais cheios de água (iônicos, poros ou orifícios)
- Canal de repouso (de potássio) → fica aberto em estado normal (vazamento)
- Canal regulado (por comportas) → precisa de estímulos para sua abertura
+ Fotodependente, voltagem dependentes, quimio dependente..
● Moléculas transportadoras (carreadores)
● Receptor de marcador de ancoragem (vesículas secretórias)
● Enzimas ligadas à membrana (ex: acetilcolinesterase)
● Receptores químicos reconhece e se liga a um tipo específico de molécula
● Moléculas de adesão celular (ligadores)
● Marcadores de identidade celular (glicoproteínas e glicolipídios) reconhecer outras células
45
✚ Conexões Intracelulares:
● Junções íntimas (zônulas de oclusão) são
as formas de adesão entre as células,
podem constituir uma via intercelular para
os solutos (permeáveis ou impermeáveis)
- Controla a permeabilidade da cél.
● Junções comunicantes (GAP junction): são
conexões entre células, que permitem a comunicação
intercelular.
- Encontrados nos músculos, células nervosas...
● Desmossomos: proteínas que oferecem maior
resistência
✚ Permeabilidade Seletiva:
● A permeabilidade da membrana plasmática a substâncias diferentes varia, permitindo que
algumas a atravessem mais facilmente do que outras.
● As proteínas transmembranas aumentam a permeabilidade da membrana a uma variedade
de íons e moléculas polares sem carga.
46
● Assim, devido à permeabilidade
seletiva da membrana plasmática é que é
possível criar-se uma distinção entre a
composição dos meios intracelular e
extracelular, condição obrigatória para que as
reações químicas e a dinâmica celular
funcionem adequadamente.
❍ Tipos de Transporte:
✚ Proteínas Transportadoras:
● Se uma substância consegue atravessar a membrana, diz-se que a membrana é
permeável a essa substância. Do contrário, a membrana é impermeável a ela.
- Em estado de repouso, uma célula é muito mais permeável ao potássio e
impermeável de sódio.
- Potencial de ação é quando ocorre um influxo rápido de sódio seguido por um
efluxo rápido de potássio.
● Para um partícula conseguir permear a membrana graças à sua solubilidade lipídica ou
sua capacidade de cruzar um canal, alguma força é necessária:
- Forças passivas → não exigem que a célula gaste energia, à favor do gradiente
- Forças ativas → requer gasto de energia, contra o gradiente de concentração
O carreadores sofrem saturação:
- Ex: Um paciente que possui diabetes mellitus e apresenta glicose na urina é porque o rim
atingiu sua capacidade máxima de absorver a glicose dos néfrons
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✚Canais Iônicos (Proteína Canal)
● Ligam os compartimentos extra e intracelular
● Classificados pela forma de abertura
- Abertos ou de vazamento: potássio, água, uréia
- Mediados por comporta
● Mecanossensíveis, voltagem sensíveis e quimiossensíveis, canais de água (aquaporinas)
e junções comunicantes
● A maioria é SELETIVA e receberá o nome de acordo com o íon que passa por eles
● Permitem o deslocamento de íons no sentido do gradiente eletroquímico
● Quando são abertos, dezenas de milhões de íons por
segundo podem mover-se através deles
● A seletividade de um canal é determinada por:
- Carga elétrica dos aminoácidos
- Diâmetro do seu poro central
A hiperpolarização de uma célula nervosa,através da abertura de canais de K+ voltagem
dependentes, pode ocorrer pela utilização de um fármaco. Marque a opção que justifique
esta hiperpolarização:
A) A maior abertura dos canais de K+ voltagem dependentes aumenta a permeabilidade ao
K+, o que facilita o influxo do mesmo, promovendo maior potencial negativo no interior da
célula.
B) A maior permeabilidade ao K+, promove menor abertura dos canais de Na+, o que irá
reduzir a entrada deste, dificultando a geração de um potencial de ação
C) A abertura de canais de K+ voltagem dependentes, promove o maior movimento livre do
K+, e desta forma, pode aumentar o efluxo deste quando o Na+ entra na célula,
dificultando a geração do potencial de ação.
48
✚ Proteínas Carreadoras:
● Altamente seletivo
- Só vão se alterar quando a substância
específica se ligar → isso pode gerar
competição porque substâncias
semelhantes podem estar presentes
● Estão abertas para um lado da membrana ou
para o outro, mas não para ambos os lados
simultaneamente, como nas proteínas canal
● Ocorre alteração conformacional
● Podem realizar:
- Uniport → movimentam apenas uma
substância (Ex: GLUT-4)
- Cotransporte (simport) → mecanismo
que depende da presença de uma
molécula para puxar o outro tipo de
molécula que será transportada junto
(sódio + glicose)
- Contratransporte (antiporte) → troca
de substâncias (Ex: bomba de sódio e
potássio)
● Os carreadores apresentam as seguintes
características:
- Especificidade
- Saturação
- Competição
- Afinidade
Ex: ingestão de sal causa hipertensão arterial?
R: A princípio não. O sal de cozinha é maléfico devido a presença de outras substâncias químicas
industrializadas. O melhor a ser feito é comprar o sal grosso (considerado mais limpo) moer ele
em casa.
O nosso organismo regula a concentração de sal. A medida que ele entra o organismo tende a
mandar para fora
✚ Transporte Ativo X Passivo
As substâncias cruzam as membranas celulares por meio de processos de transporte que são
classificados como ativos ou passivos, dependendo do nível de energia celular exigido.
● Passivo: substância se move ao longo
de seu gradiente de concentração ou elétrico
- Difusão simples (livremente)
- Difusão facilitada (transportadores)
- Osmose → Água (aquaporina)
● Ativo: energia celular é utilizada para
levar a substância “ladeira acima” (uphill)
- Primário → consome ATP diretamente
- Secundário → ATP de outra substância
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Tipos de Transportes Passivos
✚ Difusão: Movimento aleatório de substâncias através dos espaços intramoleculares da
membrana ou em combinação com proteína transportadora. No sentido do Δ [ ] (gradiente de
concentração)
● Fatores que influenciam a velocidade da difusão:
- Grau de inclinação do Δ [ ] → Diretamente
- Temperatura → Agitação das moléculas aumenta a
passagem das moléculas pela membrana
- Massa da substância difusora → Indiretamente
- Área da superfície → Diretamente
- Distância da difusão → Indiretamente
- Solubilidade lipídica da substância (coeficiente de
partição) →
● Difusão simples:
- O movimento cinético das moléculas ocorre
através da abertura na membrana ou através dos espaços
intramoleculares sem que ocorra qualquer interação com
proteínas transportadoras. Não é mediada por carreador
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- Difusão simples (mediada por canal iônico):
+ Os canais iônicos são distinguidos por duas características importantes:
1. Seletivamente permeáveis;
2. Abertos ou fechados por comportas:
a) Dependentes de voltagem; e/ ou dependentes de ligantes químicos.
3. Mensageiros intracelulares (ex: Ca++, GMPc)
4. Estiramento mecânico da membrana plasmática
- Permeabilidade seletiva das proteínas canais:
+ Muitas proteínas canais são altamente seletivas para o transporte de um ou mais
íons ou moléculas específicas; isso resulta das características do canal, como
diâmetro, forma e a natureza das cargas elétricas e das ligações químicas ao longo
de suas superfícies internas.
+ Existem diferentes filtros de seletividade o que determina a especificidade do canal.
+ Ex: canais de Na+ e K+.
- Comportas das proteínas canais:
+ Fornece meio para controlar a permeabilidade iônica dos canais.
+ A abertura e fechamento desses canais podem ser controlados por dois modos:
+ Variação de voltagem: canais dependentes de voltagem
+ Controle químico (por ligantes) → Ex: canal de ACh
A membrana fica revestida de
moléculas positivas, como o Ca+
porque o glicocálice apresenta uma
carga negativa. Esse cálcio envolve o
canal de sódio.
Existem polimorfismo que
pode alterar o funcionamento desses canais, por exemplo, a hipertermia maligna. Uma alteração
que ocorre nos canais de cálcio no retículo sarcoplasmático
Fibrose Cística:
Defeito no canal → não consegue bombear o cloro
para a célula → com isso o sódio sai da célula →
concentra muito muco na parede pulmonar → até que
ele se espessa (pegajoso), por causa da absorção de
água
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● Difusão facilitada:
- Requer uma interação com uma proteína transportadora, que auxilia na passagem
das moléculas ou íons, por meio de ligações
químicas. Mediada por carreador
- As moléculas hidrofílicas (hidrossolúveis)
transitam através da membrana plasmática
por intermédio de uma proteína carreadora
(transportadora) sem gasto de energia
(passivo).
- Este transporte sempre ocorre a favor do
gradiente de eletroquímico.
Difusão facilitada (mediada por transportador):
- A proteína transportadora ajuda a
passagem das moléculas ou íons, através da
membrana, por meio de ligação química com eles;
- Entre as substâncias mais
importantes que atravessam a membrana por
difusão facilitada estão:
+ Glicose
+ Maioria dos aminoácidos.
- As proteínas carreadoras transportam
o soluto tanto para dentro como para fora da célula
de diferentes maneiras.
→ Como se trata de um transporte com carreador:
● Especificidade
● Saturação
● Competição
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Exemplo:
- O transporte de glicose nas células
musculares e adiposas é a favor do
gradiente, mediado por carreador
(GLUT2) e inibido por açúcares, como a
galactose.
- No diabetes mellitus, a captação de
glicose pelas células musculares e
adiposas está diminuída, visto que os
carreadores para a difusão facilitada da
glicose requerem insulina (GLUT4).
● Característica dos carreadores:
- O número de transportadores
disponíveis na membrana fixa
um valor máximo, chamado de
transporte máximo, para a
velocidade da difusão facilitada
mediada por transportador.
- Assim, a velocidade de difusão
tende a um máximo (Vmáx) à
medida que a concentração da
substância difusora aumenta.
S1 → Difusão simples (quanto maior o
gradiente maior a velocidade de
transporte)
S2 → Difusão facilitada porque tem um
transporte máximo (limitado pelo núm.
de transportadores)
- A permeabilidade seletiva da membrana é, muitas
vezes, regulada para que ocorra a homeostasia.
● Velocidade efetiva de difusão:
- A intensidade da difusão é proporcional à diferença de concentração através da
membrana
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- Diferença de concentração:
- A velocidade efetiva da difusão (VED) é
proporcional à concentração externa (Ce)
menos a concentração interna (Ci):
- Ao se aplicar um potencial elétrico através da
membrana, a carga elétrica dos íons fará com
que eles se movam através da membrana,
mesmo que não exista diferença de
concentração
Quando a diferença de concentração se eleva “bastante”, os dois efeitos se contrabalançam.
“Gradiente de concentração manda as moléculas para fora e o gradiente elétrico mandam as
moléculas para dentro.”
- Algumas vezes, diferenças consideráveis de pressão se desenvolvem entre os dois lados
da membrana. A pressão significa a soma de todas as forças das diferentes moléculas
que se chocam com determinada área de superfície em certo instante.
Muitas moléculas se chocam e
aumentam a pressão e
movimentam elas pro lado com a
menor pressão. A alteração da
pressão aumenta à medida que o
volume é diminuído
Ex: Movimento de Respiração
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Exemplo 2:
Exemplo de como funciona a
entrada e saída dos íons de
acordo com o gradiente de
concentração em comparação
com o gradienteelétrico de
cada substância.
O gradiente elétrico do
potássio no exemplo citado é
de -90mV, então enquanto
esse valor permanecer dentro
da célula ele está em repouso,
impedindo a saída de
potássio..
Agora, quando o sódio entra
na célula e começa a alterar o
potencial elétrico, o potássio
consegue sair
● Osmose (Difusão efetiva de Água)
- Fluxo de água entre dois compartimentos através de uma membrana semipermeável, de
um meio menos concentrado para o meio mais concentrado de soluto.
- Em condições normais, a quantidade que se difunde nas duas direções é tão
precisamente balanceada que o movimento efetivo da água é zero
- Sob certas circunstâncias, pode-se desenvolver diferença da concentração da água
através da membrana, do mesmo modo que as diferenças de concentração podem
ocorrer para outras substâncias.
- Em muitos tipos de células, as proteínas
das membranas formam aquaporinas, canais
específicos para a passagem de água.
+ Estas vias aumentam a
permeabilidade da membrana à água.
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Explicação:
O lado direito possui uma concentração de NaCl
muito elevada e pouca quantidade de água. Diante
disso, surge uma força elétrica puxando a água em
direção ao lado concentrado.
Pressão osmótica: Depende da concentração de
partículas osmoticamente ativas.
Quanto maior a pressão osmótica de uma solução,
maior o fluxo de água para ela.
→ ISOTONIA: quando as 2 soluções têm a
mesma pressão osmótica
→ HIPERTÔNICA: A solução com maior
pressão osmótica
→ HIPOTÔNICA: A solução com menor
pressão osmótica
Pressão coloidosmótica ou oncótica: É a
pressão osmótica criada por proteínas
Obs: O fluxo resultante de água pode ser
interrompido caso seja aumentada a pressão
no compartimento mais concentrado
Pressão Hidrostática: A quantidade exata de pressão
necessária para interromper a osmose da água é
conhecida como
Pressão hidrostática alta e Hipoalbuminemia (pouca
albumina) promove a saída dos líquidos dos vasos
sanguíneos
O sódio é osmol efetivo no sangue? Ele é capaz de impedir a saída de água?
R: Não. Altamente permeável → vai pro interstício com facilidade
Qual a principal variável que controla a pressão hidrostática no sistema arterial?
R: Pressão Arterial (diretamente proporcional à pressão hidrostática)
- Pressão alta → Joga mais líquido para fora dos vasos sanguíneos (indo pros tecidos)
- Pressão baixa → Puxa o líquido do interstício para ir para dentro dos vasos sanguíneos
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Osmose em hemácias:
Uniportadores para ureia
Neste caso a sacarose é considerada um osmol efetivo, enquanto a uréia é um osmol inefetivo.
● Coeficiente de reflexão (σ): trata-se de um número entre zero e 1 que descreve a facilidade
com que um determinado soluto atravessa uma membrana
- Se σ for igual a 1: a membrana é impermeável ao soluto → gera pressão osmótica
(osmol efetivo)
- Se σ for igual a zero: a membrana é totalmente permeável ao soluto → não gera
pressão osmótica (osmol inefetivo)
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Tipos de Transporte Ativo:
→ Processo em que as moléculas e/ou íons são transportados CONTRA o gradiente de
concentração/eletroquímico/de pressão
- É o transporte de moléculas através da membrana plasmática por intermédio de proteínas
carreadoras com gasto de energia: direta ou indiretamente
→ Assim, alguma fonte de energia deve causar maior deslocamento destas substâncias, contra
um gradiente de concentração, elétrico ou de pressão.
- Ex: K, Na, C, Fe, H, Cl, açúcares e aminoácidos.
→ Dividido em dois grupos:
● Transporte ativo Primário
● Transporte ativo Secundário
Nos dois casos, o transporte depende de proteínas TRANSPORTADORAS que penetram por toda
membrana celular, como ocorre na difusão facilitada.
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Transporte Ativo Primário (TAP):
● A energia é derivada diretamente da degradação do trifosfato de adenosina (ATP);
● O mecanismo mais estudado é a bomba de sódio-potássio (Na+ // K+) → ATPase:
- Base para a função nervosa;
- TAP do Ca++, H+, Cl-.
● Bomba de Na+ - K+ ATPase
- Potencial de ação estabelece gradientes de concentração de Na+ e K+
- Controle do volume celular reduz efeito osmótico
- Nas células nervosas eletricamente ativas, 60% a 70% da energia é direcionada para
esta bomba.
● Bomba de Ca++-ATPase (bomba de Ca++):
- Retículo sarcoplasmático ou membrana celular: transportar Ca++ contra um gradiente
de concentração
● Bomba H+/K+-ATPase (bomba de Prótons):
- Células parietais gástricas: transporta H+ para o lúmen do estômago contra o seu
gradiente eletroquímico
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Transporte Ativo Secundário (TAS):
● A energia é derivada secundariamente da energia armazenada na forma de gradientes de
concentrações entre os dois lados da membrana celular, gerada originalmente por TAP
(principalmente pelo Na+).
● No TAP, uma proteína transportadora liga-se simultaneamente ao Na+ e a outra substância
e, em seguida, altera sua forma, de modo que as duas substâncias cruzam a membrana
ao mesmo tempo.
● Podem ser de dois tipos:
- Simporte: a energia de difusão pode empurrar outras substâncias na mesma direção
+ Ex: Bomba Glicose - Sódio, Aminoácido – Sódio;
- Antiporte: transporte na direção oposta à do íon primário
+ Ex: Sódio – Cálcio, Sódio – Hidrogênio.
● A inibição da Na+/K+ → ATPase diminuirá o transporte de Na+ para fora da célula,
reduzindo o gradiente de Na+ e inibindo, por conseguinte, o transporte ativo secundário.
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Potencial de membrana
Potencial de ação
❍ Introdução:
✚ Nas células excitáveis, uma alteração ambiental (estímulo) pode modificar a permeabilidade
iônica da membrana alterando seu potencial elétrico.
✚ Tipos de células excitáveis: tem capacidade de produzir mudanças rápidas em seu potencial
de membrana quando excitadas:
1. Células nervosas
2. Células musculares
3. Células glandulares
✚ De modo geral, tanto a permeabilidade do K+ quanto os potenciais de ação são dependentes
da ativação de canais de Na+, que se abrem em resposta a variações no potencial de membrana:
dependentes de voltagem.
❍ Potencial de Ação:
✚ Todas as células possuem íons distribuídos em diferentes concentrações entre os meios intra
e extracelular, isso gera potenciais de membranas em praticamente todas as células do corpo.
✚ Esta diferença pode ser medida através de um voltímetro e é chamada de potencial de
membrana ou potencial de repouso (PR).
✚ Cada íon que atravessa a membrana procura impulsionar o potencial de membrana em
direção ao seu potencial de equilíbrio. Os íons com as maiores permeabilidades darão a maior
contribuição.
✚ Seu valor depende do tipo de célula.
● Ex: Neurônios: em torno de – 70 mV
● Células musculares: em torno de – 90mV
❍ Potencial de Difusão:
✚ É a diferença de potencial gerada através de uma membrana quando um íons difunde
seguindo seu gradiente de concentração a diferença de potencial
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❍ Potencial de Equilíbrio:
✚ É o potencial de difusão que equilibra (se opõe) exatamente a tendência
à difusão causada por uma diferença de concentração.
✚ A diferença de potencial que contrabalança exatamente a difusão do íon
a favor de seu gradiente de concentração é o potencial de equilíbrio.
✚ O valor do potencial de equilíbrio, em toda a membrana, que se opõe
exatamente ao da difusão efetiva de um íon é conhecido como potencial de
Nernst.
✚ Ela informa qual o potencial equilibrará exatamente a tendência à
difusão a favor do gradiente de concentração.
❍ Potencial de Membrana:
✚ O sinal negativo indica que o interior é mais negativo que o exterior da célula. Qual a razão?
● Presença de ânions orgânicos no meio intracelular que não atravessam a membrana;
● Presença do canal de vazamento do K+ : porque o seu potencial de equilíbrio (Ek) é
negativo, ou seja, o K+ só estará em equilíbrio em um meio carregado negativamente por
seu cátion;
● Presença da bomba de Na+- K+ : visto que a bomba envia 3 átomos de Na+ para o meio
extracelular e 2 de K+ para o meio intracelular eletrogênica
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✚ Força impulsionadora (Força motriz)
● É a diferença entre o potencial da membrana
verdadeiro e o potencial de equilíbrio.
✚ Fluxo de corrente:
● Ocorre se houver uma forçapropulsora no íon e a
membrana for permeável ao íon.
● A magnitude do fluxo de corrente será determinada
pela grandeza da força propulsora e pela
permeabilidade do íon.
Por convenção: a corrente gerada pelo movimento de cátions
para dentro da célula e de ânions para fora é definida como
corrente negativa. Inversamente, o movimento de cátions para
fora da célula e de ânions para dentro é definido como corrente
positiva.
❍ Tipos de Canais
✚ Canais Abertos:
● Canal de vazamento de K+
✚ Canais controlados por comportas:
● Canal dependente de voltagem: podem ser abertos a partir de alterações de voltagem da
membrana;
● Canal dependente de ligantes: abrem-se a partir de substâncias específicas, como
neurotransmissores, neuromoduladores e hormônios;
● Canais mecânicos: sua abertura depende de uma energia mecânica, como estiramento;
● Canais térmicos: reagem a alteração de temperatura, realizando sua abertura.
✚ Canais Iônicos:
● Proteínas integrais que possibilitam a passagem de determinados íons.
● São seletivos: permitem a passagem de alguns íons, mas não de outros. A seletividade
baseia-se no tamanho do canal e na distribuição das cargas que o revestem.
● Podem estar abertos ou fechados: controlado por comportas
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❍ Propriedade das células excitáveis:
✚ Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de ação que são rápidas alterações do
potencial de membrana (fenômeno elétrico).
✚ Cada potencial de ação começa com alteração súbita do potencial de membrana normal
negativo para um positivo, terminando então com retorno quase tão rápido para o potencial
negativo:
● Ex: -90mV - +35mV - -90mV
Mecanismo básico de transmissão de informação no Sistema Nervoso e em todos os
tipos de músculos
✚ A despolarização aumenta a permeabilidade da membrana celular ao Na+ e, mais
tardiamente, ao K+.
✚ A magnitude e o curso temporal das alterações na permeabilidade da membrana para esses
dois íons, explicam quantitativamente as fases de subida e descida do potencial de ação, assim
como outros fenômenos, como o período refratário.
❍ Definições:
✚ Despolarização: torna o potencial de membrana menos negativo
✚ Hiperpolarização: torna o potencial de membrana mais negativo
✚ Corrente de influxo: fluxo de cargas positivas para dentro da célula
✚ Corrente de efluxo: fluxo de cargas positivas para fora da célula
✚ Potencial limiar: potencial de membrana onde ocorre o potencial de ação
✚ Potencial de ação: rápida despolarização (ascendente), seguida de repolarização do potencial
de membrana
✚ Têm tamanho (amplitude) e formato estereotipados
✚ São propagados e do tipo tudo ou nada
❍ Fases:
✚ Repouso: membrana polarizada -70mV
✚ Despolarização: determinada pela entrada de íons Na+,(overshoot influxo));
✚ Repolarização: ocasionada pela saída de íons K+ restabelecendo o potencial de repouso
(efluxo);
✚ Hiperpolarização (pós-hiperpolarização): ocasionada pela alta concentração de íons K+ no
meio extracelular (Undershoot).
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✚ O Na+ e o potencial de ação
✚ Variações na concentração do Na+ extracelular afetam a amplitude do potencial de ação
❍ Canal de Na+ regulado pela voltagem (2 portões):
1. Ativação do canal de Na+
2. Inativação do canal de Na+
❍ Canal de K+ regulado pela voltagem (1 portão):
✚ Na fase de descida do potencial de ação dois fatores estão envolvidos:
- Inativação dos canais de Na+ (contribui pouco)
- Grande aumento na permeabilidade da membrana ao K+
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❍ Alterações Típicas da condutância dos Canais Iônicos:
✚ Três eventos relativos ao potencial de ação
ocorrem no limiar:
1. Abertura rápida dos portões de ativação de
Na+ movendo o potencial do limiar a seu
pico positivo;
2. Fechamento lento dos portões de
desativação de Na+;
3. Abertura lenta dos portões de K+, que em
grande parte é responsável pela queda do
potencial de seu pico de volta ao repouso.
✚ Princípio do Tudo-ou-Nada: o potencial de ação
só é gerado se a voltagem for igual ou superior ao
limiar excitatório da membrana. Uma vez atingido o limiar, serão ativados todos os canais de Na+
voltagem dependentes.
✚ Condução não-decremental: a quantidade de Na+ que entra na célula realizando o potencial
de ação é a mesma durante toda a propagação do impulso nervoso. Não diminuindo de potência
durante todo o axônio (diferentemente do potencial graduado)
✚ Velocidade de condução depende do tipo de axônio: quanto mais calibroso, mai veloz ele é,
bem como com a presença de bainha de mielina, que também aumenta a velocidade de
propagação, já que gera condução saltatória.
✚ Tetrodotoxina (TTX): potente neurotoxina de origem marinha, que bloqueia especificamente os
canais de Na+ dependentes da voltagem na superfície das células nervosas, ao nível periférico e
central. Como resultado do bloqueio das bombas de sódio, há uma alteração da propagação dos
impulsos nervosos.
✚ Lidocaína: é um anestésico local em gel ou spray que normalmente é utilizado com função
anestésica. Bloqueia os canais de Na+.
✚ Tetraetilamônio (TEA): bloqueia os canais de K+ regulados por voltagem. Essa toxina, então
bloqueia os canais de K+, dessa forma, após o fechamento dos canais de Na+, não serão abertos
os canais de K+, não havendo a repolarização, impedindo o potencial e ação e,
consequentemente, evitando a propagação do impulso nervoso.
❍ O Limiar e os Períodos Refratários:
✚ Uma fração de mV pode ser a diferença entre um estímulo
despolarizante subliminar e outro que gera um potencial de ação.
✚ A grande sensibilidade à voltagem e a rápida cinética de ativação dos
canais de Na+ fazem com que a despolarização atinja um ponto, o limiar
deflagrando potencial de ação
✚ O potencial de ação é seguido por um breve período no qual a
membrana é refratária a estímulos potencialmente despolarizantes:
- Inativação dos canais para Na+
- Condutância aumentada ao K+
✚ Seguindo o potencial de ação existe um período refratário
relativo:
✚ Aumento do limiar para geração de um novo potencial de ação necessita um estímulo maior
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❍ Acomodação:
✚ Ocorre quando a membrana celular é mantida em nível despolarizado, de tal modo que o
potencial limiar é ultrapassado sem deflagrar o potencial de ação ocorre fechamento das
comportas de inativação nos canais de Na+
✚ Hiperpotassemia/Hipercalemia: [K+] > 5,0 mEq/l provoca fechamento das comportas de
inativação do Na+ impedindo o potencial de ação (fraqueza muscular, podendo levar a parada
cardíaca)
✚ Hipopotassemia/Hipocalemia: [K+] < 3,5 mEq/l potencial de membrana tende a ficar mais
negativo (arritmias, potencial de ação mais lento)
❍ Programação dos potenciais de ação:
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❍ O Limiar e os Períodos refratários:
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❍ O que permite a abertura dos canais de Na+?
✚ As proteínas têm capacidade de modificar sua conformação molecular, propriedade chamada
alosteria.
✚ Alguns aminoácidos (aa) presentes no canal de Na possuem carga. Esses aa são repelidos,
uma vez que a voltagem gera uma “nuvem” de carga igual a desses aa.
✚ Dessa forma, devido a repulsão desses aa e, consequentemente, mudança na conformação
molecular da proteína, ocorre a abertura dos canais de Na.
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❍ ATP - porque é necessário:
✚ O ATP é necessário pois é o mecanismo fundamental para o funcionamento da bomba de
Na+// K+. Sem ATP, o neurônio sofre despolarização, repolarização e hiperpolarização, mas não
consegue retornar ao seu estado normal, resultando em um potencial de repouso menor,
aumentando o limiar excitatório da membrana. Dificultando, assim, a geração de um potencial de
ação.
No entanto, uma célula excitável pode gerar milhares a milhões de potenciais de ação antes da
necessidade da atividade da bomba Na+-K+
❍ Platô de alguns potencial de ação:
❍ Ritmicidade de alguns tecidos excitáveis:
✚ Descargas repetitivas espontâneas ocorrem normalmente no coração, na maior parte dos
músculos lisos, e em muitos neurônios.
✚ Estas descargas causam:
● Batimento ritmado do coração
● Peristaltismo rítmico dos intestinos
● Alguns eventos neuronais
✚ Para que ocorra a ritmicidade espontânea, a membranas deve ser suficientemente permeável