Unidade 02 - Princípios da Fisiologia Animal

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UNIDADE 02 Princípios da Fisiologia Animal 
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Princípios da Fisiologia Animal 
2.1. Conceitos Básicos 
2.2. Fundamentos Físico-Químicos 
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Conceitos Básicos 
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Conceitos Básicos 
Dois conceitos básicos da fisiologia animal: homeostase e adaptação 
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Conceitos Básicos 
Homeostase (Homeostasia) descreve a capacidade de seres vivos de 
manter o equilíbrio interno apesar de variações externos. 
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Conceitos Básicos 
Homeostase (Homeostasia) descreve a capacidade de seres vivos de 
manter o equilíbrio interno apesar de variações externos. 
Para a função de um animal é importante manter 
a estabilidade do milieu intérieur (meio interno). 
 
Bernard percebeu a capacidade dos mamíferos 
de regular as condições de seu meio interno 
dentro de limites estreitos (temperatura, pH, 
pressão osmótica, nível de oxigênio,...). 
 
"A constância do meio interno é a condição da 
vida livre". A capacidade dos animais de 
sobreviver é freqüentemente estressante. A 
variação ambiental reflete diretamente a 
capacidade dos animais de manter um ambiente 
interno estável. Claude Bernard (1813-1878) 
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Conceitos Básicos 
Homeostase (Homeostasia) descreve a capacidade de seres vivos de 
manter o equilíbrio interno apesar de variações externos. 
Para a função de um animal é importante manter 
a estabilidade do milieu intérieur (meio interno). 
 
Bernard percebeu a capacidade dos mamíferos 
de regular as condições de seu meio interno 
dentro de limites estreitos (temperatura, pH, 
pressão osmótica, nível de oxigênio,...). 
 
"A constância do meio interno é a condição da 
vida livre". A capacidade dos animais de 
sobreviver é freqüentemente estressante. A 
variação ambiental reflete diretamente a 
capacidade dos animais de manter um ambiente 
interno estável. 
Walter Cannon (1871-1945) 
Walter Cannon (1929) cunhou o termo homeostasia como a capacidade de 
seres vivos de regular o seu ambiente interno (temperatura, pH, pressão 
osmótica, nível de oxigênio,...) dentro de limites toleráveis, mediante múltiplos 
ajustes dinâmicos controlados por mecanismos de regulação inter-relacionados. 
Walter Cannon (1871-1945) 
Homeostase (Homeostasia) descreve a capacidade de seres vivos de 
manter o equilíbrio interno apesar de variações externos. 
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Conceitos Básicos 
Grandes flutuações externas 
Pequenas flutuações internas 
Exemplo: Nível de oxigênio 
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Conceitos Básicos 
Homeostase mediante ajustes dinâmicos controlados (feedback negativo) 
Concentração de 
solutos nos 
fluidos do corpo 
Sede 
Ingestão de água 
potável 
Diminuição 
Ingestão de água 
do mar 
Sede 
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Conceitos Básicos 
Concentração de 
solutos nos 
fluidos do corpo 
Sede 
Ingestão de água 
do mar 
Aumento 
Feedback positivo (Retroalimentação positiva) 
Feedback positivo não leva o sistema à homeostase 
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Conceitos Básicos 
Homeostase mediante ajustes dinâmicos controlados (feedback negativo) 
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Conceitos Básicos 
Homeostase mediante ajustes dinâmicos controlados (feedback negativo) 
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Conceitos Básicos 
Homeostase mediante ajustes dinâmicos controlados (feedback negativo) 
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Conceitos Básicos 
Conformação e Regulação 
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Conceitos Básicos 
Conformação e Regulação 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: Mudança durante a história evolutiva de uma espécie que 
maximiza o fitness (número de descendentes) sob condições específicas 
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Conceitos Básicos 
A adaptação ocorre de forma lenta nas espécies por milhares de gerações; 
uma adaptação é uma característica não reversível 
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Conceitos Básicos 
A adaptação ocorre de forma lenta nas espécies por milhares de gerações; 
uma adaptação é uma característica não reversível 
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Conceitos Básicos 
A evolução das espécies por seleção natural é a causa da formação de 
adaptações 
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Conceitos Básicos 
A evolução das espécies por seleção natural é a causa da formação de 
adaptações 
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Conceitos Básicos 
Três condições fundamentais para a seleção natural 
1. Variabilidade, 2. Hereditariedade, 3. Diferença no sucesso reprodutivo 
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Conceitos Básicos 
Três condições fundamentais para a seleção natural 
1. Variabilidade, 2. Hereditariedade, 3. Diferença no sucesso reprodutivo 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
Forma costeira 
Forma continental 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Adaptação: característica que maximiza a fitness em certa condição 
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Conceitos Básicos 
Aclimatização é uma mudança fisiológica de um animal causada pela 
exposição crônica a condições ambientais novas e que ocorrem 
naturalmente no ambiente nativo do animal. Processo reversível 
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Conceitos Básicos 
Aclimatização é uma mudança fisiológica de um animal causada pela 
exposição crônica a condições ambientais novas e que ocorrem 
naturalmente no ambiente nativo do animal. Processo reversível 
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Conceitos Básicos 
Aclimatização é uma mudançafisiológica de um animal causada pela 
exposição crônica a condições ambientais novas e que ocorrem 
naturalmente no ambiente nativo do animal. Processo reversível 
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Fundamentos Físico-Químicos 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Para entender melhor a fisiologia animal, precisa do conhecimento de 
alguns fundamentos físicos e químicos 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Tempo 
Gradiente de concentração 
Alto Baixo 
Equilíbrio 
dinâmico 
Gases, tanto como outras substâncias, se espalham em um volume até 
atingir o equilíbrio dinâmico 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Robert Boyle (1627-1691) 
Lei de Boyle 
A quantidades das moléculas de gás por volume determinam sua pressão 
parcial. 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Membrana 
semipermeável 
Fluxos individuais Fluxo líquido 
O mais importante processo físico responsável pelo movimento de 
substâncias do meio externo para o interior das células é a difusão, 
processo no qual uma substância passa de uma concentração maior para 
uma menor 
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Fundamentos Físico-Químicos 
A taxa de difusão (quantidade de moléculas transferidas por unidade de 
tempo) depende do gradiente de concentração, da espessura do local de 
difusão, e da área do local de difusão. 
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ADR


Taxa de difusão (quantidade de gás por unidade de tempo) 
Constante de difusão 
Área do local de difusão 
Gradiente de concentração 
Espessura do local de difusão 
Equação de Fick: 
Taxa de difusão (R) aumenta se: 
• Aumentar área (A) da superfície respiratória 
• Aumentar o gradiente de pressão (ΔP) através da superfície respiratória 
• Diminuir a espessura (d) da superfície respiratória 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Mecanismo para manter um alto gradiente de concentração e, 
consequentemente, uma taxa de difusão alta: Fluxos contracorrentes 
150 
20 
120 
50 
90 
80 
80 
80 
80 
80 
Fluxo na mesma direção 
150 
140 
120 
110 
90 
80 
60 
50 
30 
20 
Fluxo contra-corrente 
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Fundamentos Físico-Químicos 
O processo da difusão complica quando não todas as substâncias passam 
pela membrana. (1) Aumento da pressão osmótica 
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O processo da difusão complica quando não todas as substâncias passam 
pela membrana. (1) Aumento da pressão osmótica 
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Fundamentos Físico-Químicos 
O processo da difusão complica quando não todas as substâncias passam 
pela membrana. (2) Gradientes eletroquímicos 
Início Equilíbrio 
Equilíbrio Início 
Tempo 
Tempo 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Lei do Henry: [G] = P gás  S gás 
[G].... concentração do gás dissolvido 
P........ pressão parcial do gás na atmosfera 
S........ solubilidade do gás no líquido 
Dissolução de gases na água: O processo da difusão complica quando a 
substância passa por um meio para outro com propriedades diferentes. A 
quantidade de gás dissolvida na água depende (1) da natureza do gás; (2) 
da pressão do gás na fase gasosa; (3) da temperatura; (4) da presença de 
outros solutos. 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Condução: um processo parecido à difusão é responsável pela perda (ou 
pelo ganho) de temperatura corporal. Neste caso a "substância" passando 
de um lado de uma "membrana" para o outro é a energia térmica. 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Condução: um processo parecido à difusão é responsável pela perda (ou 
pelo ganho) de temperatura corporal. Neste caso a "substância" passando 
de um lado de uma "membrana" para o outro é a energia térmica. 
𝐻𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢çã𝑜 = 𝑘  𝐴 
𝑇𝑆 − 𝑇𝐶
𝑑
 
Superfície do corpo (TS) 
Ambiente (TA) 
Centro do 
corpo (TC) 
Camada isolante 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Fluxo contracorrente no sistema sanguíneo reduz a perda de temperatura 
corpórea (trocadores de calor) 
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Fundamentos Físico-Químicos 
Fluxo contracorrente no sistema sanguíneo reduz a perda de temperatura 
corpórea (trocadores de calor) 
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Resumo 
Resumo 
Dois dos principais conceitos da fisiologia animal são a homeostase e a 
adaptação. 
Homeostase (Homeostasia): descreve a capacidade de seres vivos de 
manter o equilíbrio interno apesar de variações externos. 
Homeostase está mantida mediante ajustes dinâmicos controlados 
(feedback negativo, retroalimentação negativa) 
Adaptação: Mudança durante a história evolutiva de uma espécie que 
maximiza o fitness (número de descendentes) sob condições específicas 
A adaptação ocorre de forma lenta nas espécies por milhares de gerações; 
uma adaptação é uma característica não reversível 
Aclimatização é uma mudança fisiológica de um animal causada pela 
exposição crônica a condições ambientais novas e que ocorrem 
naturalmente no ambiente nativo do animal. Processo reversível 
Os principais processos físico-químicos relevantes para a fisiologia animal 
são: (1) O equilíbrio dinâmico, (2) a difusão