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BMB0120 e BMB0121 – Fisiologia e Biofísica Fisiologia Geral Fisiologia Cardiovascular Fisiologia Respiratória Fisiologia Renal Fisiologia Digestória Fisiologia Endócrina Neurofisiologia Introdução à Fisiologia Andréa S. Torrão andrea@icb.usp.br Galileu, Newton, Einstein, Lavoisier Filósofos gregos (VII-IV a.C.), pré-socrásticos ● Tales de Mileto (água) ● Anaxímenes (ar) ● Heráclito (fogo) Princípio de Tudo phýsis (funcionamento) Física Fisiologia ● Hipócrates (460-370 a.C.) Fisiologia, M.M. Aires, -4.ed. Doutrina dos humores Claude Bernard (1813-1878) Experimentação Ex: função glicogênica do fígado e secreção interna Teoria do Meio Interno (milieu intérieur) Teoria Celular Walter Cannon (1871-1945) Homeostasia (homeo = igual; stasis = ficar parado) Homeostase é o equilíbrio dinâmico do meio interno que é mantido por uma série de mecanismos de regulação interrelacionados. Ex: osmorregulação, termorregulação, regulação da glicemia, regulação da pressão arterial, etc.. Mecanismos: feedback ou retroalimentação (negativa ou positiva) 37ºC Termorreceptores Hipotálamo Termorregulação SNV SNM Endócrino Cem Bilhões de Neurônios, R. Lent Termorregulação Cem Bilhões de Neurônios, R. Lent Propriedades Barreira (homeostase) Enzimas, receptores e antígenos Região hidrofóbica Região hidrofílica Membrana Celular Membrana Celular Distribuição da H2O ● 45-75% do peso corpóreo Compartimentos do Organismo Água Total (AT) = 0,6 x Peso Corporal 42 L Compartimentos ● Volume intracelular (VIC) ● Volume extracelular (VEC) Plasma Líquido intersticial VEC 1/3 da AT 14 L VIC 2/3 da AT 28 L Membrana Celular Fluido Instersticial 3/4 do VEC 10,5 L Plasma 1/4 do VEC 3,5 L Endotélio Capilar Soluto Intracelular (mmol/L) Extracelular (mmol/L) Na+ 10-20 145 K+ 140 4-5 Mg2+ 5,5 1,5-2 Ca2+ 100x10-6 1-2 Cl- 8 97-107 SO4 2- ? 1 HCO3- 9 25 Glicose 97 mg/dL Proteínas Interstício: 0 Plasma: 6-8 mg/dL Composição intra/extracelular Estrutura • Proteínas • Fosfolipídeos Modelo Mosaico Fluido • Bicamada fosfolipídica • Proteínas (canais, transportadores e receptores) Membrana Celular Permeabilidade seletiva Transportadores Sinalização Funções da membrana celular em células eucarióticas Endo-exocitose Substâncias lipossolúveis: difundem pela bicamada fosfolipídica (ácidos graxos, oxigênio, gás carbônico, etc) Substâncias hidrossolúveis: difundem por canais específicos (sódio, potássio, cloreto, cálcio, etc) 1 - O transporte é mais rápido do que o esperado para uma difusão simples 2 - O transporte é específico 3 - O transporte é saturável O fluxo é representado por uma equação do tipo Michaelis-Menten, descrita para reações enzimáticas: Js = Jmax[S] / Km+[S] 4 - O transporte pode ser competitivamente inibido pela presença de moléculas relacionadas 5 - Transporte pode ser inibido por substância que não têm homologia com a molécula normalmente transportada Características gerais dos transportes mediados por proteínas de membrana Transporte de moléculas através da membrana Transporte Passivo: a favor do gradiente elétrico e/ou químico DIFUSÃO: transporte de solutos (mov. Brownianos) •Taxa de difusão (distância) •Coeficiente de difusão (velocidade e viscosidade) OSMOSE: fluxo de H2O através de uma membrana semi-permeável •A H2O atravessa a membrana através de canais específicos (aquaporinas) Transporte de moléculas através da membrana Transporte de moléculas através da membrana Transporte Facilitado: transportadores que igualam as concentrações das substâncias dos 2 lados da membrana Músculo ou Tecido adiposo O transporte é estimulado pela insulina e regulado metabolicamente Transporte facilitado de glicose TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO: •Transportadores especificos - ATPases (bombas) Ex: Na+/K+-ATPase, Ca2+-ATPase, H+-ATPase, etc Na+/K+- ATPase ou bomba Na+/K+ Transporte de moléculas através da membrana Transporte Ativo: contra o gradiente elétrico e/ou químico (usa energia gerada pelo ATP) TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO: •Transportadores - usam o gradiente de Na+ gerado pela Na+/K+-ATPase Ex: Na+/H+ Transporte de moléculas através da membrana Fluxo de substâncias com carga através da membrana Potencial eletroquímico: [X+]A > [X +]B A direção resultante do movimento de X+ vai depender de qual efeito é maior: - efeito da diferença de concentração ou - efeito da diferença de potencial elétrico [x] - é concentração de uma substância x -70mV Canais iônicos Canal para K+