Atividade Reflexiva_Fisiologia Humana (1)

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Atividade Reflexiva
Disciplina: Fisiologia Humana 
Conteúdo temático: Comunicação, integração e homeostase 
Objeto de estudo: Diabetes Mellitus 
Apresentação e contextualização da Atividade 
Prezado acadêmico(a), nesta Atividade Reflexiva estudaremos um assunto fundamental da fisiologia humana, a “comunicação, integração e homeostase”. Para abordar este assunto de uma forma mais dinâmica e instigante, vamos utilizar como contexto uma doença grave e infelizmente muito presente na população brasileira, a Diabetes Mellitus. O Brasil é 5 país em incidência de Diabetes no mundo, com 16,8 milhões de doentes adultos e uma estimativa em atingir 21,5 milhões em 2030 (Biblioteca Virtual em Saúde). Frente a estes dados, fica claro a importância em conhecer um pouco mais sobre essa doença e principalmente estudar a fisiologia envolvida na sua origem, diagnóstico e tratamento. 
Esta atividade trata-se de um estudo de caso, onde inicialmente será apresentada uma situação hipotética para leitura e análise. Na sequência, serão propostas algumas questões para serem respondidas com base nos conteúdos estudados na disciplina Fisiologia Humana. 
Para auxiliar na realização da atividade, serão apresentadas dicas, pistas e imagens ilustrativas. A ideia aqui não é escrever resposta longas e demoradas e sim compreender os fatos relatados com ajuda das discas, pistas e imagens e conseguir responder as questões de forma sucinta e objetiva. 
Bom estudo a todos!
Prof. Alan 
Objetivos da atividade
- Demonstrar a importância da “comunicação, integração e homeostase” na fisiologia humana.
- Proporcionar informações sobre os aspectos fisiológicos da doença Diabetes Mellitus.
- Demonstrar a aplicabilidade dos conteúdos teóricos da disciplina em situações práticas. 
Fontes de pesquisa
Para mais informações sobre a Diabetes Mellitus:
1 - https://www.endocrino.org.br/o-que-e-diabetes/
2 - https://diabetes.org.br/
Sugestão de livros disponíveis na biblioteca virtual
STANFIELD, C, L. Fisiologia humana. 5ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013. Link para acesso: https://plataforma.bvirtual.com.br/Acervo/Publicacao/4223).
Manual de Diabetes Mellitus – Liga de Controle de Diabetes Mellitus do Hospital das Clínicas da Faculdade de Madicina – USP. Link para acesso: https://plataforma.bvirtual.com.br/Acervo/Publicacao/173980
Desenvolvimento da Atividade 
Relato de Caso (fictício) 
OBS: As questões a serem analisadas, discutidas e respondidas estão presentes ao longo do relato de caso, assim como as dicas, pistas e imagens.
São 8 horas da manhã e Pablo Garcia, de 20 anos, está com fome. Ele foi ao consultório médico antes do café da manhã para dosar a glicemia (glicose sanguínea) de jejum, como parte de um exame de rotina. Neste exame, o sangue é coletado depois de uma noite em jejum, e a concentração de glicose no sangue é mensurada. Como ele sabe que se encontra em boas condições de saúde, não está preocupado com o resultado. Ele é surpreendido, então, quando a enfermeira que trabalha no consultório do médico o chama dois dias depois. “Sua glicemia em jejum está um pouco elevada, Pablo, ela está 130 miligramas por decilitro, e o normal é 100, ou menos. Alguém na sua família tem diabetes?” “Bem, sim – meu pai tem. O que exatamente é diabetes?”
Mais tarde naquele dia no consultório médico, a enfermeira explica sobre o diabetes para Pablo. O diabetes mellitus é uma família de distúrbios metabólicos causados por defeito nas vias homeostáticas responsáveis por regular o metabolismo da glicose. Existem várias formas de diabetes, e algumas podem ser herdadas. Uma das formas, o diabetes mellitus tipo 1, ocorre quando as células endócrinas do pâncreas deixam de produzir insulina, um hormônio proteico envolvido na homeostasia da glicose do sangue (OBS: as células beta são destruídas por um processo autoimune e, por isso, há uma menor secreção de insulina). Em outra forma, o diabetes mellitus tipo 2, a insulina pode estar presente em níveis normais ou acima dos valores normais, mas as células-alvo responsivas à insulina não respondem normalmente a este hormônio.
*Caro aluno, agora analise as pistas, dicas e imagens fornecidas e responda corretamente as questões ao longo do relato de caso.
Pergunta 1: Em qual tipo de diabetes é mais provável de haver defeito na via de sinalização da insulina na célula-alvo?
Comentário: Níveis altos ou normais de insulina sugerem que o problema não é com a quantidade de insulina, mas sim com a ação da insulina na célula. O problema no diabetes tipo 2 pode ser um defeito no mecanismo de transdução de sinal.
Pergunta 2: A insulina é um hormônio proteico. Você esperaria encontrar o seu receptor na superfície celular (membrana) ou no citoplasma das células-alvo?
Dica: Moléculas sinalizadoras lipofílicas (hidrofóbicas) possuem receptores intracelulares. Moléculas lipofóbicas (hidrofílicas) possuem receptores de membrana.
Comentário: Proteínas são lipofóbicas (hidrofílicas) e, portanto, hormônios proteicos, como a insulina, possuem receptores de membrana.
Pista: IMAGEM 1: Locais dos receptores das células-alvo
Fonte: SILVERTHORN (2017)
“Meu pai se aplica injeções de insulina para o seu diabetes”, diz Pablo. “O que a insulina faz?” A enfermeira explica que a insulina normalmente ajuda a maioria das células a captar e utilizar a glicose. Em ambos os tipos de diabetes, contudo, as concentrações de glicose no sangue em jejum estão elevadas, uma vez que as células não captam e não usam a glicose normalmente. Se são aplicadas injeções de insulina em pacientes com diabetes tipo 1, os seus níveis de glicose no sangue baixam. Se são aplicadas injeções de insulina em pacientes com diabetes tipo 2, o nível de glicose no sangue pode mudar muito pouco.
Pergunta 3: Em qual forma de diabetes os receptores de insulina estão mais provavelmente regulados para cima?
Dica: A produção programada de novas proteínas (receptores, enzimas e transportadores de membrana, em particular) é denominada regulação para cima (up-regulation). Inversamente, a remoção programada de proteínas é denominada regulação para baixo (down-regulation). Em ambas as situações, a célula é induzida a produzir ou remover proteínas para alterar sua resposta.
Pista: A regulação para cima dos receptores geralmente ocorre se uma molécula sinalizadora está presente em concentrações anormalmente baixas.
Neste tipo de DM os níveis de insulina são baixos. Por essa razão, o tipo 1 é mais provável de causar regulação para cima dos receptores de insulina.
“Por que a elevação da glicose no sangue é ruim?” Pablo pergunta. “A elevação da glicose no sangue após a refeição não é ruim por si mesma,” diz a enfermeira, “mas quando está elevada após o jejum, sugere que alguma coisa esteja errada na forma de o seu corpo lidar com o metabolismo da glicose”. Quando uma pessoa normal ingere alimentos contendo carboidratos, os níveis de glicose no sangue aumentam e estimulam a liberação da insulina. Quando as células captam a glicose e o nível de glicose no sangue cai, a secreção de outro hormônio pancreático, o glucagon, aumenta. O glucagon aumenta a concentração de glicose no sangue para mantê-la na faixa homeostática.
Pergunta 4: A regulação homeostática dos níveis de glicose do sangue pelos hormônios insulina e glucagon é um exemplo de qual postulado de Cannon?
Dica: Os postulados de Cannon descrevem o papel do sistema nervoso na manutenção da homeostasia, e os conceitos de atividade tônica, controle antagonista e diferentes efeitos dos sinais em diferentes tecidos.
Pista: “O postulado de Cannon descreve as variáveis reguladas e os sistemas de controle fisiológicos”
Walter Cannon, o pai da fisiologia norte-americana, descreveu várias propriedades dos sistemas de controle homeostático, nos anos de 1920, baseado em suas observações do corpo nos estados saudável e doente. Isso ocorreu décadas antes de os cientistas terem qualquer ideia de como esses sistemas de controle funcionam nos níveis celular e subcelular.
Os quatro postulados de Cannon são (SILVERTHORN,2017):
1. O sistema nervoso tem um papel na preservação da “aptidão” do meio interno. A aptidão, nesse caso, significa condições que são compatíveis com a função normal. O sistema nervoso coordena e integra o volume sanguíneo, a osmolaridade do sangue, a pressão sanguínea e a temperatura do corpo, entre outras variáveis reguladas. (Na fisiologia, uma variável regulável é também conhecida como parâmetro.
2. Alguns sistemas do corpo estão sob controle tônico. Para citar Cannon, “Um agente pode existir desde que tenha uma atividade moderada que possa ser modificada para cima e para baixo”. O controle tônico é como se fosse o controle do volume de um rádio. O rádio está ligado, mas ao virar o botão você pode fazer o nível do som se tornar mais alto ou mais baixo. Esse é um dos conceitos mais difíceis da fisiologia porque temos sempre a tendência de pensar que as respostas estão sendo “ligadas” ou “desligadas”, em vez de pensarmos que uma resposta sempre ligada pode aumentar ou diminuir. Um exemplo fisiológico de um sistema tonicamente controlado é a regulação minuto a minuto do diâmetro dos vasos sanguíneos pelo sistema nervoso. Um aumento do sinal emitido pelo sistema nervoso diminui o diâmetro do vaso e uma diminuição desse sinal aumenta o diâmetro. Neste exemplo, é a quantidade de neurotransmissor que determina a resposta do vaso: quanto mais neurotransmissor maior a resposta constritora.
3. Alguns sistemas corporais estão sob controle antagonista. Cannon escreveu, “Quando se sabe que um fator pode modificar um estado homeostático em uma direção, é razoável procurar um fator ou fatores que tenham um efeito oposto”. Os sistemas que não estão sob controle tônico geralmente estão sob controle antagonista, realizado por hormônios ou pelo sistema nervoso. Em vias controladas pelo sistema nervoso, neurônios de diferentes divisões do sistema nervoso podem ter efeitos opostos. Por exemplo, sinais químicos da divisão simpática aumentam a frequência cardíaca, mas sinais químicos provenientes da divisão parassimpática a diminuem. Quando sinalizadores químicos possuem efeitos opostos, eles são chamados de antagonistas. 
4. Um sinal químico pode ter efeitos diferentes em tecidos diferentes. Cannon observou corretamente que “agentes homeostáticos antagonistas em uma região do corpo podem ser cooperativos em outra”. Contudo, a base para as ações aparentemente contraditórias de alguns hormônios ou nervos não se esclareceu até os cientistas aprenderem mais sobre os receptores celulares. Como você aprendeu anteriormente neste capítulo, um único sinal químico pode ter diferentes efeitos dependendo do receptor e da via intracelular de sua célula-alvo. Por exemplo, a adrenalina contrai ou dilata os vasos sanguíneos, dependendo de se estes vasos possuem receptores adrenérgicos alfa ou beta 2. 
A insulina diminui os níveis de glicose no sangue e o glucagon os aumenta. Por essa razão, os dois hormônios são um exemplo de controle antagonista.
Pablo fica fascinado pela habilidade do corpo de controlar a glicemia. “Como o pâncreas sabe qual hormônio secretar?”, ele pergunta. Células especiais no pâncreas, chamadas de células beta, monitoram a concentração de glicose sanguínea e liberam insulina quando a glicose sanguínea aumenta após uma refeição. A insulina atua sobre os tecidos do corpo para que estes captem e utilizem a glicose.
Pergunta 5: Na via reflexa da insulina, cite o estímulo, o sensor, o centro integrador, o sinal de saída, o(s) alvo(s) e a(s) resposta(s).
Pista: Um estímulo é o distúrbio ou mudança que ativa a via. O estímulo pode ser uma mudança na temperatura, no conteúdo de oxigênio, na pressão sanguínea, ou qualquer uma de uma miríade de outras variáveis reguladas.
Dica: IMAGEM 2 
Fonte: SILVERTHORN (2017)
“Ok, só mais uma pergunta”, diz Pablo. “Você disse que pessoas com diabetes têm níveis altos de glicose no sangue. Se a glicose é tão alta, por que ela não pode simplesmente entrar nas células?”
Pergunta 6: Por que a glicose não consegue simplesmente entrar nas células quando a concentração de glicose no sangue é maior que a concentração intracelular?
Dica: a glicose é lipofóbia (hidrofílica).
Pista: A difusão simples acontece através da bicamada fosfolipídica. A difusão facilitada utiliza proteínas carreadoras.
Pergunta 7: O que você acha que acontece com a secreção de insulina quando o nível de glicose do sangue cai? Que tipo de feedback está atuando aqui?
Dica: O estímulo para a liberação de insulina é um aumento dos níveis de glicose no sangue.
Pista: No feedback negativo, a resposta contrabalança ou compensa o estímulo.
No feedback positivo, a resposta aumenta o estímulo.
Pablo submeteu-se a mais exames e foi diagnosticado com diabetes tipo 2. Com uma atenção cuidadosa na sua dieta e com um programa regular de exercícios, ele conseguiu manter seus níveis de glicose sanguínea sob controle. O diabetes é uma epidemia que vem crescendo em todo o mundo. Mais preocupante é o fato de que outras 79 milhões de pessoas são consideradas “pré-diabéticas” – em risco significante de se tornarem diabéticas.
1. Referências bibliográficas 
STANFIELD, C, L. Fisiologia humana. 5ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013.
SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana: Uma abordagem integrada. 7ed. Porto Alegra: Artmed, 2017.