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ESTUDO DIRIGIDO – FISIOLOGIA HUMANA 1. Com relação ao movimento de moléculas através da membrana plasmática, explique como ocorre: a) Difusão simples e facilitada (transporte passivo) Transporte passivo: não requer gasto de energia durante o processo. Difusão simples: ocorre por duas vias. Quando a substância é lipossolúvel ela passa pelos poros da bicamada lipídica. E quando a substância é hidrosoluvel ela passa pelos canais aquosos que cruzam a espessura da membrana por meio de protéinas transportadoras. Difusão facilitada: exige interação com uma proteína transportadora para auxilia na passagem das moléculas ou dos íons pela membrana. b) Transporte por proteína carregadora (transporte ativo) O transporte ativo é aquele em que há gasto de energia. Pode ser dividido em primário e secundário. O primário é quando a energia vem diretamente da decomposição do ATB ou outro composto de fosfato com alta energia. O secundário é quando a energia é derivada do armazenamento na forma de concentrações iônicas de substâncias moleculares secundárias entre os dois lados da membrana (gerada originalmente por transporte ativo primário). 2. Descreva como ocorre o potencial de ação celular. A célula polarizada (carga + positiva do lado de fora e - negativa de dentro) se torna menos negativa e atinge um nivél crítico chamado limiar. Os canais de sódio sensíveis ao estímulo na membrana se abrem, permitindo que a carga positva (sódio) entre na célula. Esta entrada começa a neutralizar a carga interna negativa, causando a despolarização. A contínua entrada de sódio acaba alterando a carga intracelular para positiva e a extracelular negativa. Quando o estímulo acaba, a membrana entra no processo de repolarização: com os canais de sódio fechados, o excesso de carga positiva (sódio) é expulso ativamente pelas bombas de sódio e potássio e ocorre o retorno às condições iniciais. Assim, a carga intracelular volta a ser negativa e a extracelular positiva. 3. Como é gerado e conduzido o impulso elétrico no coração? O impulso elétrico cardíaco começa no nodo sinusal (Nodo SA) devido sua maior quantidade de fibras especializadas autoexcitáveis (marca passo natural do coração). O estímulo segue pelas fibras do átrio e pelas vias internodais até o nodo atrioventricular (Nodo AV), onde ele sofre um atraso e segue pelas fibras do feixe de His até os ventrículos. Finalmente, através dos ramos direito e esquerdo do feixe de His e da rede de Purkinjie, o impulso chega igualmente a todas as partes do ventrículo. 4. O eletrocardiograma (ECG) registra a atividade elétrica do coração. Com relação às ondas e intervalo do ECG, o que cada um abaixo representa? a) Onda P: despolarização atrial. b) Intervalo QRS: despolarização ventricular. c) Onda T: repolarização ventricular. d) Onda U: repolarização dos muscúlos papilares e do septo interventricular. 5. Cite e explique as 5 fases do ciclo cardíaco. O ciclo cardíaco é dividio em final da diástole, sístole atrial, contração ventricular isovolumétrica, ejeção ventricular e relaxamento ventricular isovolumétrico. 1º Final da diástole: as câmaras estão relaxadas e os ventrículos se enchem passivamente. 2º Sístole atrial: a contração atrial força uma pequena quantidade de sangue adicional para dentro dos ventrículos. 3º Contração ventricular isovolumétrica: primeira fase da contração ventricular, que empura as válvas atrioventriculares e elas se fecham, mas não cria pressão o suficiente para abrir as válvulas semilunares. 4º Ejeção ventricular: como a pressão ventricular aumenta e excede a pressão nas artérias, as válvulas semilunares se abrem e o sangue é ejetado. 5º Relaxamento ventricular isovolumétrico: a pressão ventricular cai conforme os ventrículos relaxam e o sangue flui de volta para as válvulas semilunares e elas se fecham. 6. Com relação aos vasos sanguíneos, defina: a) Artéria: vaso onde ocorre o transporte sanguíneo sob alta pressão do coração para os tecidos. Suas paredes são fortes e mais espessas. b) Capilar: vasos de pequena espessura onde ocorre a troca de líquido, eletrólitos, nutrientes, hormônio e outras substâncias entre o sangue, líquido intersticial e tecidos. c) Veia: vaso onde ocorre o transporte de sanguíneo em baixa pressão dos tecidos de volta para o coração. Possui o importante papel de reservatório de sangue extra e suas paredes são finas. 7. Com relação à mecânica respiratória, explique como se dá a inspiração e a expiração. A inspiração ocorre com a contração do músculo diagrama, explandindo a caixa torácica no sentido craniocaudal, enquanto a elevação das costelas causa o aumento do diâmetro anteroposterior e lateral do tórax, aumentando o volume torácico e provocando a entrada do ar nos pulmões. A expiração ocorre quando os músculos inspiratórios relaxam, diminuindo o diâmetro da caixa torácica, aumentando a pressão intrapulmonar e expulsando o ar dos pulmões para as vias aéreas superiores e o meio externo. 8. Cite e explique os volumes e capacidades pulmonares. • Volume corrente (VC): quantidade de ar inspirado e expirado espontameamente em cada ciclo respiratório (350-500ml). • Volume de reserva inspiratório (VRI): volume máximo de ar que pode ser inspirado voluntariamente após uma inspiração espontânea. • Volume de reserva expiratória (VRE): volume máximo de ar que pode ser expirado voluntariamente após uma expiração espontânea. • Volume residual (VR): volume que permanece nos pulmões após uma expiração máxima. • Capacidade vital (CV): quantidade de ar mobilizada entre uma inspiração e uma expiração máxima. (VC+VRI+VRE) • Capacidade inspiratória (CI): volume máximo inspirado a partir do final de uma expiração espontânea. (VC+VRI) • Capacidade residual funcional (CRF): quantidade de gás contida nos pulmões após uma expiração espontânea. (VRE+VR) • Capacidade pulmonar total (CPT): quantidade de ar contido nos pulmões após uma inspiração máxima. (VC+VRI+VRE+VR) 9. Como ocorre a troca gasosa entre os alvéolos-capilares-tecidos? O gás alveolar rico em O2 apresenta pressão parcial de O2 maior e de CO2 menor. Já o sangue capilar rico em CO2 apresenta PO2 menor e PCO2 maior. Visto que os gases se movem de uma região de maior pressão para uma de menor pressão, o O2 passa dos alvéolos para os capilares e o CO2 passa dos capilares para os alvéolos, ocorrendo a troca gasosa e a oxigenação sanguínea. No sangue, maior parte do oxigênio se liga à hemoglobina e parte é dissolvida no plasma. Chegando aos tecidos, o oxigênio se difunde do sangue arterial (onde está em maior concentração) para o interior da célula tecidual, enquanto o gás carbônico vai do interior das células para o sangue dos capilares venosos, também por diferença de concentração. 10. Como ocorre o transporte de oxigênio no sangue? Através de dois mecanismos: ligado à hemoglobina (98%) e dissolvido no plasma (2%). OBS.: CO2: HCO3 (70%); Hemoglobina (23%) e no Plasma (7%). 11. Com relação aos quimiorreceptores, responda: a) Onde estão localizados os quimiorreceptores centrais? Estes são mais sensíveis à concentração de quais substâncias? Os quimiorreceptores centrais estão localizados na superfície central do bulbo (centro respirátorio) e são mais sensíveis à concentração de CO². b) Onde estão localizados os quimiorreceptores periféricos? Estes são mais sensíveis à concentração de qual substância? Os quimiorreceptores periféricos estão localizados nas carótidas e em partes da aorta e são mais sensíveis à concentração de O². c) Qual resposta é desencadeada pela ação dos quimiorreceptores? Os quimiorreceptores captam as alterações de concentração de O2 e CO2, além do pH, estimulam o centro respiratório para ajustar a ventilação (frequência e amplitude) com o objetivo de manter a PO2 e PCO2 arterial dentro da faixa de normalidade. 12. Cite e explique as 4 funções principais dos rins. 1º Regulação da pressão arterial e do volume do líquido extracelular: trabalhamde maneira complementar com o sistema circulatório, garantindo que a troca tecidual e pressão arterial permaneçam normais. 2º Manutenção do equilíbrio iônico: conservam as concentrações de íons sódio, potássio e cálcio. 3º Regulação do pH: contribuem para a regulação do equilíbrio ácido-básico, realizando a excreção de ácidos. 4º Excreção de resíduos: removem produtos restantes do metabolismo, substâncias ingeridas e outras toxinas do ambiente, além de substâncias endógenas, como hormônios. Além das funções citadas, os rins ainda participam da produção de alguns hormônios e da regulação da osmolalidade. 13. Qual o papel dos rins na regulação da pressão arterial? Os rins são responsáveis pela liberação da renina, enzima que participa do sistema renina-angiotensina- aldosterona, que ajuda a regular a pressão arterial. Quando a pressão arterial cai, os rins liberam a renina na corrente sanguínea. Ela ativa o angiotensinogênio (produzido no fígado), o convertendo em angiotensina I. Esta é convertida em angiotensina II pela enzima conversora de angiotensina (ECA) produzida nos pulmões. A angiotensina II faz com que as paredes musculares das arteríolas se contraiam, aumentando a pressão arterial, além de provocar a liberação de aldosterona pelas glândulas adrenais e de vasopressina (antidiurético) pela hipófise. 14. Sobre o sistema digestório, explique os seguintes processos: a) Secreção: movimento de substâncias do interior das células para o lúmem do TGI (trato gastrointestinal) ou para o líquido extracelular. b) Digestão: quebra química e mecânica do alimento em unidades para absorção. c) Absorção: movimento de substâncias do interior do TGI para o líquido extracelular. d) Motilidade: movimento do material no TGI como resultado da contração muscular. 15. O sangue venoso proveniente do TGI não vai diretamente de volta ao coração, ele passa pelo sistema porta-hepático. Qual o papel do fígado no sistema digestório? O fígado é responsável pela produçao da bile, que é uma solução não-enzimática que auxilia na quebra de grandes partículas e na disgestão das gorduras, tornando-as solúveis para que possam ser digeridas. 16. Os principais hormônios relacionados à regulação da glicose no sangue são: insulina, glucagon, catecolaminas (adrenalina e noradrenalina), cortisol e hormônio do crescimento. Responda: a) Onde ocorre a produção e qual a via de estimulação de cada um destes hormônios? Insulina: hormônio anabólico produzido pelas células beta do pâncreas e estimulada pela alta concentração de glicose circulante no sangue (estimulação humoral). Glucagon: hormônio catabólico produzido pelas células alfa do pâncreas e estimulado pela baixa concentração de glicose circulante no sangue (estimulação humoral). Catecolaminas: produzidas pela medula da glândula suprarrenal (adrenalina e noradrenalina) e estimuladas pelo estresse (estimulação neural). Cortisol: produzido pelo córtex da adrenal e estimulado pelo ACTH (adrenocorticotrófico) produzido pela hipófise (estimulação hormonal). Hormônio do crescimento (GH): produzido pela hipófise, estimulada pelo GHRH produzido pelo hipotálamo e inibida pela somatostatina. b) Quais as ações de cada um destes hormônios? Insulina: facilita o transporte de glicose da corrente sanguínea para o interior das células. Glucagon: facilita o transporte de glicose do interior das células (principalmente fígado) para a corrente sanguínea. Catecolaminas: inibem a ação da insulina e ativam o glucagon, além de produzir efeitos que intensificam a resposta do sistema nervoso simpático. Cortisol: reduz a utilização da glicose pelos tecidos, além de participar da degradação de proteínas, gliconeogênese, lipólise, resistência ao estresse, além de efeitos anti-inflamatórios. Hormônio do crescimento (GH): reduz da utilização da glicose pelos tecidos, além de estimular tecidos a produzir fatores de crescimento. 17. Como ocorre a captação de glicose independente da insulina? A captação de glicose ocorre por meio de transportadores, sendo GLUT4 o principal, presentes na membrana plasmática e nas membranas de vesículas intracelulares. O exercício físico e a contração muscular ocasionam uma cascata de sinalizações envolvendo várias quinases e miocinas que estimulam o transportador GLUT4 a deslocar-se para a membrana plasmática, visando a captação de glicose sanguínea e sua absorção no tecido muscular, bem como adiposo, essa captação é independente da insulina. 18. O sistema nervoso autônomo (SNA) se divide em 2 sistemas que atuam de forma antagônica: sistema nervoso simpático (SNS) e sistema nervoso parassimpático (SNP). Descreva suas diferenças quanto à: a) Origem das fibras Simpático: Regiões toracica e lombar da medula espinhal. Parassimpático: Tronco encefálico e na região sacral. b) Tamanho das fibras Simpático: pré-ganglionares curtos e pós-ganglionares longos Parassimpático: pré-ganglionares longos e pós-ganglionares curtos c) Neurotransmissores Simpático: pré-ganglionares acetilcolina e pós-ganglionares noradrenalina Parassimpático: pré-ganglionares acetilcolina e pós-ganglionares acetilcolina 19. O coração é inervado tanto pelo SNS quanto pelo SNP. Quais são as ações de cada um desses sistemas sobre o coração? Explique como estas ações ocorrem. Sistema nervoso simpático (SNS): aumenta a frequência e a contralidade cardíacas através da produção de catecolaminas, que estimulam os receptores adrenérgicos e aumentam o influxo de cálcio (efeitos cronotrópico, inotrópico e dromotrópico positivos). Sistema Nervoso Parassimpático (SNP): reduz a frequência cardíaca através de produção de acetilcolina, que estimula os receptores muscarínicos e reduz o influxo de cálcio (efeitos cronotrópico, inotrópico e dromotrópico negativos). 20. Explique como ocorre a redistribuição do fluxo sanguíneo durante o exercício físico. No início do exercício, o sistema nervoso simpático promove vasoconstrição nas arteríolas, redirecionando o fluxo sanguíneo para longe de áreas como rins e o trato gastrointestinal. Nos músculos esqueléticos ativos, ocorre a liberação de substâncias vasodilatadoras que superam a influência simpática e causam aumento da acidez, do CO2 e da temperatura. Tais mudanças desencadeiam vasodilatação e aumentam o fluxo sanguíneo muscular.