Homeostasetexto_20200711174622

Prévia do material em texto

Homeostase 
 
(Artigo disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/principles-of-physiology/body-
structure-and-homeostasis/a/homeostasis) 
 
 
Principais pontos 
 
● Homeostase é a tendência a resistir a mudanças a fim de manter um 
ambiente interno estável, relativamente constante. 
● Homeostase normalmente envolve ciclos de retroalimentação 
negativa que neutralizam mudanças de várias propriedades de seus 
valores-alvo, conhecidos como pontos de ajuste. 
● Em contraste com a retroalimentação negativa, a retroalimentação 
positiva amplia seus estímulos iniciadores, em outras palavras, eles 
movem o sistema para longe de seu estado inicial. 
 
Introdução 
 
Qual é a temperatura no local em que você está agora? Eu chutaria que não 
deve ser de aproximadamente 37ºC. Mesmo assim, a temperatura do seu corpo 
costuma estar muito próxima desse valor. Na realidade, se a temperatura do seu 
corpo não permanece entre limites relativamente estreitos de cerca de 35ºC e 
41ºC, as consequências podem ser perigosas ou até mortais. 
A tendência a manter ambiente interno estável e relativamente constante é 
chamada de homeostase. O corpo mantém a homeostase para muitos fatores, 
além da temperatura. Por exemplo, a concentração de vários íons no seu sangue 
deve se manter estável, bem como o pH e a concentração de glicose. Se estes 
valores ficam muito altos ou baixos, você pode ficar muito doente. 
A homeostase é mantida em muitos níveis, não só o nível do corpo todo como 
para temperatura. Por exemplo, o estômago mantém um pH que é diferente dos 
órgãos ao seu redor, e cada célula mantém as concentrações de íons diferentes 
do fluido circundante. A manutenção da homeostase em cada nível é 
fundamental para manter a função global do corpo. 
Então, como a homeostase é mantida? Vamos responder a esta pergunta 
olhando para alguns exemplos. 
 
Manutenção da homeostase 
 
Sistemas biológicos, como aqueles do seu corpo, estão constantemente sendo 
empurrados longe de seus pontos de equilíbrio. Por exemplo, quando você se 
exercita, seus músculos aumentam a produção de calor, elevando a sua 
temperatura corporal. Da mesma forma, quando você bebe um copo de suco de 
fruta, a glicose no seu sangue sobe. A homeostase depende da capacidade do 
seu corpo de detectar e se opor a estas mudanças. 
A manutenção da homeostase geralmente envolve ciclos de retroalimentação 
negativa. Esses ciclos agem em oposição ao estímulo ou ao sinal de entrada 
que o dispara. Por exemplo, se a temperatura do seu corpo está muito elevada, 
a retroalimentação negativa irá agir para trazê-la novamente para baixo para 
o valor normal de 37ºC. 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/principles-of-physiology/body-structure-and-homeostasis/a/homeostasis
https://pt.khanacademy.org/science/biology/principles-of-physiology/body-structure-and-homeostasis/a/homeostasis
Como isso funciona? Primeiro, a alta temperatura será detectada 
pelos sensores — células nervosas com terminações em sua pele e cérebro — 
e retransmitida para o centro de controle regulador de temperatura do seu 
cérebro. O centro de controle irá processar as informações e ativar efetores — 
tais como as glândulas sudoríparas — cujo trabalho é se opor ao estímulo 
diminuindo a temperatura do corpo. 
 
Crédito da imagem: modificado de Homeostasis: Figure 1 por OpenStax College, Anatomy & 
Physiology, CC BY 4,0 
 
Claro, a temperatura do corpo não só oscila para cima do seu valor-alvo — ela 
também pode cair para baixo deste valor. Em geral, circuitos homeostáticos 
envolvem pelo menos dois ciclos de retroalimentação negativa: 
● Um é ativado quando um parâmetro — como a temperatura do corpo — 
varia para cima do ponto de ajuste e é projetado para trazê-lo de volta 
para baixo. 
● Um é ativado quando o parâmetro varia para baixo do valor de ajuste e é 
projetado para trazê-lo de volta para cima. 
Para tornar essa ideia mais concreta, vamos dar uma olhada nos ciclos de 
retroalimentação opostos que controlam a temperatura do corpo. 
 
Respostas homeostáticas na regulação da temperatura 
 
Se a sua temperatura corporal ficar muito quente ou muito fria, os sensores na 
periferia e no cérebro informam ao centro de regulação de temperatura do seu 
cérebro — em uma região chamada hipotálamo — que sua temperatura se 
desviou do seu ponto de ajuste. 
Por exemplo, se você tem se exercitado bastante, sua temperatura corporal pode 
subir para cima de seu ponto de ajuste, e você precisará ativar mecanismos para 
se refrescar. O fluxo sanguíneo para a sua pele aumenta para acelerar a perda 
de calor em seus arredores, e talvez você também comece a suar para que a 
evaporação do suor da sua pele ajude a diminuir sua temperatura. Respiração 
pesada também pode aumentar a perda de calor. 
http://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8,24:8Q_5pQQo@4/Homeostasis
http://creativecommons.org/licenses/by/4,0/
 
 
Imagem mostrando a regulação da temperatura em resposta a sinais do sistema nervoso. Quando a 
temperatura do corpo cai, os vasos sanguíneos se contraem, as glândulas sudoríparas não produzem suor 
e o tremor gera calor para aquecer o corpo. Isso faz com que o calor seja retido para a temperatura do corpo 
voltar ao normal. 
Quando a temperatura do corpo está muito alta, os vasos sanguíneos dilatam-se, as glândulas sudoríparas 
secretam fluido e se perde calor pelo corpo. Ao perder calor para o ambiente, a temperatura corporal voltar 
ao normal. 
Crédito da imagem: Homeostasis: Figure 4 por OpenStax College, Biology, CC BY 4,0 
 
Por outro lado, se você está sentado em uma sala fria e não está vestindo roupas 
quentes, o centro de temperatura no cérebro precisa desencadear respostas que 
o ajudem a se aquecer. O fluxo de sangue para sua pele diminui e você pode 
começar a tremer para que seus músculos gerem mais calor. Você também pode 
ficar arrepiado — para que os pelos do seu corpo se levantem e mantenham 
uma camada de ar perto de sua pele — e aumentar a liberação de hormônios 
que atuam para aumentar a produção de calor. 
Notavelmente, o ponto de ajuste não é sempre rigidamente fixado e pode ser um 
alvo em movimento. Por exemplo, a temperatura do corpo varia ao longo de um 
período de 24 horas, de mais alta no final da tarde para a mais baixa no início da 
manhã. Febre também envolve um aumento temporário do ponto de ajuste da 
temperatura para que respostas geradoras de calor sejam ativadas em 
temperaturas mais altas do que o ponto de ajuste normal. 
 
Distúrbios na retroalimentação perturbam a homeostase 
 
A homeostase depende da retroalimentação negativa. Então, qualquer coisa que 
interfira no mecanismo de retroalimentação pode — e provavelmente irá — 
perturbar a homeostase. No caso do corpo humano, isso pode levar à uma 
doença. 
http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10,8:BP24ZReh@7/Homeostasis
http://creativecommons.org/licenses/by/4,0/
A diabetes, por exemplo, é uma doença causada por um defeito na 
retroalimentação envolvendo o hormônio insulina. Esse defeito na 
retroalimentação dificulta ou impossibilita o corpo de diminuir o alto nível de 
açúcar do sangue (glicemia) para valores saudáveis. 
Para entender como a diabetes ocorre, vamos olhar alguns conceitos básicos de 
regulação da glicemia. Em uma pessoa saudável, os níveis glicêmicos são 
controlados por dois hormônios: insulina e glucagon. 
A insulina diminui a concentração de glicose no sangue. Depois de uma 
refeição, os níveis de glicose no sangue aumentam, ativando a secreção de 
insulina pelas células β pancreáticas. A insulina age como um sinal que ativa as 
células do corpo, como adipócitos e células musculares, para que usem a glicose 
como combustível. A insulina também faz com que a glicose seja convertida em 
glicogênio — uma molécula armazenadora — no fígado. Ambos os processos 
retiram a glicose do sangue, levando a uma diminuição da glicemia e redução na 
secreção de insulina, recuperando a homeostase do sistema. 
 
Se a concentração de glicose no sangue sobe acima do normal, insulina éliberada, o que estimula as 
células do corpo a remover a glicose do sangue. Se a concentração de glicose no sangue cai abaixo do 
nível normal, glucagon é liberado, o que estimula as células do corpo a liberarem glicose no sangue. 
Crédito da imagem: modificado de The endocrine pancreas: Figure 2 por OpenStax College, Anatomy & 
Physiology, CC BY 4,0 
 
O glucagon faz o oposto: ele aumenta a concentração de glicose no sangue. Se 
você não se alimentar por algum tempo, seu nível de glicose vai diminuir, o que 
ativa a liberação de glucagon por um outro grupo de células pancreáticas, as 
células α. O glucagon age no fígado, fazendo com que o glicogênio seja 
quebrado em glicose e liberado na corrente sanguínea, levando a um aumento 
nos níveis de glicose no sangue. Isso reduz a secreção de glucagon e recupera 
a homeostase do sistema. 
Diabetes acontece quando o pâncreas de uma pessoa não consegue produzir 
insulina suficiente, ou quando as células do corpo param de responder à insulina, 
ou ambos. Sob essas condições, as células do corpo não conseguem assimilar 
glicose rapidamente, de forma que o nível de açúcar no sangue permanece alto 
por um longo período após uma refeição. Isso acontece por dois motivos: 
● Células musculares e adiposas não recebem glicose ou combustível 
suficiente. Isso pode deixar as pessoas cansadas e levar ao desgaste dos 
tecidos muscular e adiposo. 
● Glicemia elevada causa sintomas como excesso de urina, sede e até 
desidratação. Com o passar do tempo, pode levar a complicações mais 
severas 
 
Ciclos de retroalimentação positiva 
 
Circuitos homeostáticos geralmente envolvem ciclos de retroalimentação 
negativa. A principal característica da retroalimentação negativa é que ela se 
contrapõe a uma alteração, trazendo o valor de um parâmetro — como a 
temperatura ou a glicemia — de volta aos seus valores normais. 
Alguns sistemas biológicos, entretanto, usam ciclos de retroalimentação positiva. 
Ao contrário dos ciclos de retroalimentação negativa, ciclos de 
retroalimentação positiva ampliam o sinal inicial. Ciclos de retroalimentação 
positiva geralmente ocorrem em processos que precisam ser impulsionados para 
se completarem e não quando o status quo deve ser mantido. 
Um ciclo de retroalimentação positiva entra em ação durante o parto. No parto, 
a cabeça do bebê é pressionada contra o cervix — o colo do útero, através do 
qual o bebê deve emergir — e ativa neurônios no cérebro. Os neurônios enviam 
um sinal que leva à liberação do hormônio oxitocina pela hipófise. 
A oxitocina aumenta as contrações uterinas e, consequentemente, a pressão no 
cervix. Isso provoca a liberação de mais oxitocina que produz contrações mais 
fortes. Essa retroalimentação positiva se mantém até o nascimento do bebê. 
http://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8,25:kwSMou0C@3/The-Endocrine-Pancreas
http://creativecommons.org/licenses/by/4,0/
 
O parto normal é impulsionado por um ciclo de retroalimentação positivo. O ciclo de retroalimentação 
positivo gera uma mudança no status do corpo, ao invés de um retorno à homeostase. O ciclo de 
retroalimentação inclui (o ciclo está desenhando no sentido horário): * Impulsos nervosos do colo do útero 
são transmitidos ao cérebro * O cérebro estimula a hipófise a secretar oxitocina * A oxitocina é carregada 
pela corrente sanguínea ao útero * A oxitocina estimula contrações uterinas e empurra o bebê em direção 
ao colo do útero. * A cabeça do bebê empurra o colo do útero * e o ciclo continua! 
Crédito da imagem: Homeostasis: Figure 2 por OpenStax College, Anatomy & Physiology, CC BY 4,0 
 
 
Referências: 
 
● "Homeostasis" por OpenStax College, Biology, CC BY 4,0; baixe o artigo original 
gratuitamente em http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-
f14f21b5eabd@10,8 
● "Homeostasis" por OpenStax College, Anatomy & Physiology, CC BY 4,0; baixe o artigo 
original gratuitamente em http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a1-4eee-ab6e-
3ef2482e3e22@8,24. 
● "The endocrine pancreas" by OpenStax College, Anatomy & Physiology, CC BY 4,0; 
baixe o artigo original gratuitamente em http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a1-4eee-
ab6e-3ef2482e3e22@8,25 
● "Human Body Temperature," Wikipedia, última modificação em 18 de Junho de 
2016, https://en.wikipedia.org/wiki/Human_body_temperature. 
● "Circadian Rhythm," WIkipedia, última modificação em 29 de Junho de 
2016, https://en.wikipedia.org/wiki/Circadian_rhythm. 
● David E. Sadava, David M. Hillis, H. Craig Heller, and May Berenbaum, "Physiology, 
Homeostasis, and Temperature Regulation," Em Life: The Science of Biology, 9th ed. 
(Sunderland: Sinauer Associates, 2009), 847. 
● "Causes of Diabetes," National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, 
última modificação em junho 2014, http://www.niddk.nih.gov/health-information/health-
topics/Diabetes/causes-diabetes/Pages/index.aspx. 
http://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8,24:8Q_5pQQo@4/Homeostasis
http://creativecommons.org/licenses/by/4,0/
http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10,8:BP24ZReh@7/Homeostasis
http://creativecommons.org/licenses/by/4,0/
http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@10,8
http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@10,8
http://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8,24:8Q_5pQQo@4/Homeostasis
http://creativecommons.org/licenses/by/4,0/
http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a1-4eee-ab6e-3ef2482e3e22@8,24
http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a1-4eee-ab6e-3ef2482e3e22@8,24
http://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8,25:kwSMou0C@3/The-Endocrine-Pancreas
http://creativecommons.org/licenses/by/4,0/
http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a1-4eee-ab6e-3ef2482e3e22@8,25
http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a1-4eee-ab6e-3ef2482e3e22@8,25
https://en.wikipedia.org/wiki/Human_body_temperature
https://en.wikipedia.org/wiki/Circadian_rhythm
http://www.niddk.nih.gov/health-information/health-topics/Diabetes/causes-diabetes/Pages/index.aspx
http://www.niddk.nih.gov/health-information/health-topics/Diabetes/causes-diabetes/Pages/index.aspx
● Mayo Clinic Staff, "Hyperglycemia in Diabetes," última modificação em 18 abril, 2015, 
Mayo Clinic, http://www.mayoclinic.org/diseases-
conditions/hyperglycemia/basics/definition/con-20034795. 
● "Causes of Diabetes." National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases. 
Última modificação em Junho de 2014. http://www.niddk.nih.gov/health-
information/health-topics/Diabetes/causes-diabetes/Pages/index.aspx. 
● "Circadian Rhythm." WIkipedia. Última modificação em Junho de 
2016. https://en.wikipedia.org/wiki/Circadian_rhythm. 
● Ganong, W. F. "Factors Determining the Blood Glucose Level." Em Review of Medical 
Physiology, 219. 9th ed. Los Altos: Lange Medical Publications, 1979. 
● Ganong, W. F. "Temperature Regulation." In Review of Medical Physiology, 177-181. 9th 
ed. Los Altos: Lange Medical Publications, 1979. 
● "Homeostasis: Positive/Negative Feedback Mechanisms." Anatomy and Physiology: A 
Learning Initiative Website. Última modificação em 18 de maio de 
2013. http://anatomyandphysiologyi.com/homeostasis-positivenegative-feedback-
mechanisms/. 
● "Homeostatic Mechanisms Function to Maintain the Body in a State of Equilibrium and 
Allow a Degree of Independence from the Environment." BiologyGuide.net. Acesso em 
22 de Junho de 2013. http://www.biologyguide.net/bya7/bya7-16-11.htm. 
● "Human Body Temperature." Wikipedia. Última modificação em 18 de Junho de 
2016. https://en.wikipedia.org/wiki/Human_body_temperature. 
● Mayo Clinic Staff. "Hyperglycemia in Diabetes." Última modificação em 18 de Abril de 
2015. Mayo Clinic. http://www.mayoclinic.org/diseases-
conditions/hyperglycemia/basics/definition/con-20034795. 
● OpenStax College, Anatomy & Physiology. "Homeostasis." Última modificação em 26 de 
fevereiro de 
2016. http://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8,24:8Q_5pQQo@4/Homeostasis. 
● OpenStax College, Biology. "Homeostasis." OpenStax CNX. Última modificação em 23 
de março de 
2016. http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10,8:BP24ZReh@7/Homeostasis. 
● Openstax. "Energy and Heat Balance.OpenStax CNX. Última modificação em 19 de 
Junho de 2013. http://cnx.org/contents/x9vl-NZc@3/Energy-and-Heat-Balance. 
● Reece, Jane B., Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, 
and Robert B. Jackson. "Feedback Control Maintains the Internal Environment in Many 
Animals." Em Campbell Biology, 875-877. 10th ed. San Francisco: Pearson, 2011. 
● Reece, Jane B., Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, 
and Robert B. Jackson. "Homeostatic Processes for Thermoregulation Involve Form, 
Function, and Behavior." In Campbell Biology, 878-883. 10th ed. San Francisco: 
Pearson, 2011. 
● Sadava, David E., David M. Hillis, H. Craig Heller, and May Berenbaum. "Insulin and 
Glucagon Regulate Blood Glucose Concentrations." Em Life: The Science of Biology, 
864. 9th ed. Sunderland: Sinauer Associates, 2009. 
● Sadava, David E., David M. Hillis, H. Craig Heller, and May Berenbaum. "Physiology, 
Homeostasis, and Temperature Regulation." Em Life: The Science of Biology, 832-848. 
9th ed. Sunderland: Sinauer Associates, 2009. 
● Wilkin, Douglas and Niamh Gray-Wilson. "Disruption of Homeostasis - Advanced." Última 
modificação em 23 de março, 2016. http://www.ck12.org/book/CK-12-Biology-Advanced-
Concepts/section/17,6/. 
● Wilkin, Douglas and Niamh Gray-Wilson. "Homeostasis and the Human Body - 
Advanced." CK-12 Foundation. Última modificação em 23 de março, 
2016. http://www.ck12.org/book/CK-12-Biology-Advanced-Concepts/section/17,4/. 
● Wilkin, Douglas and Niamh Gray-Wilson. "Systems Interactions in the Human Body - 
Advanced." Última modificação em 23 de março, 2016. http://www.ck12.org/book/CK-12-
Biology-Advanced-Concepts/section/17,5/. 
 
http://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/hyperglycemia/basics/definition/con-20034795
http://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/hyperglycemia/basics/definition/con-20034795
http://www.niddk.nih.gov/health-information/health-topics/Diabetes/causes-diabetes/Pages/index.aspx
http://www.niddk.nih.gov/health-information/health-topics/Diabetes/causes-diabetes/Pages/index.aspx
https://en.wikipedia.org/wiki/Circadian_rhythm
http://anatomyandphysiologyi.com/homeostasis-positivenegative-feedback-mechanisms/
http://anatomyandphysiologyi.com/homeostasis-positivenegative-feedback-mechanisms/
http://www.biologyguide.net/bya7/bya7-16-11.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Human_body_temperature
http://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/hyperglycemia/basics/definition/con-20034795
http://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/hyperglycemia/basics/definition/con-20034795
http://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8,24:8Q_5pQQo@4/Homeostasis
http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10,8:BP24ZReh@7/Homeostasis
http://cnx.org/contents/x9vl-NZc@3/Energy-and-Heat-Balance
http://www.ck12.org/book/CK-12-Biology-Advanced-Concepts/section/17,6/
http://www.ck12.org/book/CK-12-Biology-Advanced-Concepts/section/17,6/
http://www.ck12.org/book/CK-12-Biology-Advanced-Concepts/section/17,4/
http://www.ck12.org/book/CK-12-Biology-Advanced-Concepts/section/17,5/
http://www.ck12.org/book/CK-12-Biology-Advanced-Concepts/section/17,5/