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SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 1 Tutoria É o estado de equilíbrio dinâmico do organismo, uma vez que perturbado o corpo possui formas de se reequilibrar novamente, mantendo sempre em intervalos constantes pré-determinados de íons, moléculas e substâncias no corpo, onde se estas se afastarem muito do seu ponto ótimo, irá ser ativado um mecanismo de controle/compensatório. ↳ se a compensação for bem-sucedida – homeostasia é restabelecida ↳ se a compensação falha – o resultado pode ser uma doença ou enfermidade Principais mecanismos de controle presentes em nosso corpo: controle da temperatura corporal, ph, volume de líquidos, pressão arterial, batimentos cardíacos, concentração dos elementos sanguíneos, controle glicêmico… SISTEMAS DO CORPO ENVOLVIDOS NO CONTROLE HOMEOSTÁTICO: • Sistema nervoso: capta informações e integra as funções junto com o sistema endócrino. • Sistema endócrino: faz síntese e secreção hormonal, contribui para a manutenção da disponibilidade de substratos energéticos (glicose, ácidos graxos) e do equilíbrio hidroeletrolítico. • Sistema cardiovascular: regula a frequência cardíaca e a pressão sanguínea. Leva nutrientes às células e tecidos e remove os produtos do metabolismo. • Sistema respiratório: mantém a homeostase do gás oxigênio e do gás carbônico no meio interno • Sistema urinário: os rins mantêm o nível interno de muitos componentes, incluindo concentração dos íons, osmolaridade e pH por meio da filtração. • Sistema digestório: mantém a constituição do meio interno por meio da digestão e absorção de alimentos como hidratos de carbono, proteínas e gorduras, importantes para a constância dos níveis extracelulares de glicose, aminoácidos e ácidos graxos. SISTEMAS DE CONTROLE E HOMEOSTASIA Para manter a homeostasia, o corpo humano monitora certas funções-chave, como a pressão arterial e a glicemia, as quais devem permanecer dentro de um intervalo de operação específico se o corpo deseja se manter saudável. Essas importantes variáveis reguladas são mantidas dentro de seu intervalo aceitável (normal) por mecanismos de controle fisiológico ativados se a variável se distanciar muito do seu ponto de ajuste, ou valor ótimo. Existem dois padrões básicos de mecanismos de controle: • Controle local: uma célula próxima ou um grupo de células detecta a mudança em suas imediações e responde, normalmente com a liberação de alguma substância química. A resposta fica restrita à região onde a mudança ocorreu. (EX: vasodilatação local em resposta à hipóxia tecidual) • Controle reflexo de longa distancia: qualquer via de longa distancia que utilize o sistema nervoso, o sistema endócrino ou ambos atuando em conjunto. Esse tipo de controle é mais complexo, entretanto, ele pode processar informação de múltiplas fontes e possuir uma saída que atua sobre múltiplos alvos, sendo muito importante na homeostase corporal. (EX: controle da PA.) Como pode ser observado na imagem acima, esses dois sistemas de controle vistos possuem três componentes para funcionar e enviar a informação e promover uma resposta para o retorno da homeostase: (1) um sinal de entrada; (2) um centro HOMEOSTASE SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 2 integrador (parte do sistema nervoso ou endócrino), que integra a informação aferente e inicia uma resposta apropriada; e (3) um sinal de saída que produz uma resposta que chega até o alvo que geralmente é uma célula (esse sinal pode ser químico, elétrico ou ambos). Se bem-sucedida, essa resposta leva a variável regulada de volta ao intervalo desejado de valores. MECANISMOS DE CONTROLE DA HOMEOSTASE (RETROALIMENTAÇÃO): Então como visto, acontece a chegada de um estímulo do sistema nervoso autônomo quando a alteração de uma variável regulada pela homeostase se afasta de um intervalo desejado. A variável é monitorada por um sensor corporal específico, enviando um sinal de entrada para um centro integrado, que irá avaliar a informação e mandar um sinal de saída, se direcionando para um alvo. Esse processo é chamado de alça de resposta que lida com o processo de detecção de estímulo e produção de resposta, enquanto as alças de retroalimentação referem-se à natureza da resposta em relação ao estímulo inicial podendo ser: Feedback negativo/retroalimentação negativa: a maioria dos sistemas de controle do organismo age por feedback negativo - tende a cessar o mecanismo que está tirando o organismo do equilíbrio (EX: regulação da temperatura corporal, regulação da concentração de dióxido de carbono, mecanismos de regulação da pressão arterial) Feedback positivo/retroalimentação positiva: ocorrendo em períodos curtos; aumenta ou reforça o estímulo que levou ao desequilíbrio, fazendo os valores se desviarem do padrão – em alguns casos pode levar a uma grande instabilidade levando indivíduos à morte (EX: parto; coagulação sanguínea → queda da pressão → diminuição do fluxo sanguíneo no coração → coração enfraquece e bombeia menos sangue (desencadeando um enfraquecimento cada vez maior) - pode levar o indivíduo a morte em consequência desse processo) CONTROLE HIDROELETROLÍTICO: Se refere ao equilíbrio de água e eletrólitos no corpo. O corpo ganha água e perde na mesma quantidade, quando há um desequilíbrio disso, gera um mecanismo homeostático – esse equilíbrio é feito principalmente pelos rins, pela ação do hormônio ADH (antidiurético), produzido no hipotálamo e armazenado na neurohipófise, necessitando de um estímulo específico para a sua liberação, gerando a reabsorção de água nos néfrons. RELAÇÃO DO SISTEMA NERVOSO COM O MEIO INTERNO E EXTERNO: Divisão do SN: • SNC: encéfalo e medula espinal. • SNP: somático e autônomo. • SNS: controla as ações voluntárias do corpo, ou seja, aquelas que estão sob controle do ser humano. • SNA ou visceral: atua nas ações involuntárias do corpo e consiste em neurônios que conduzem impulsos desde o SNC até às glândulas, músculo liso e músculo cardíaco. ↳ possui componentes: • Vias motoras (eferentes): neurônios pré- ganglionares (cérebro ou medula) e neurônios pós-ganglionares (gânglios ou órgãos periféricos) → subdividido em simpático e parassimpático. • Vias sensoriais (aferentes): em receptores que são sensíveis a estímulos fisiológicos. • Interneurônios SNA simpático: tem uma saída toracolombar e é ativado durante a resposta de luta ou fuga. Quando o corpo se prepara para lutar ou fugir, o coração acelera, os vasos sanguíneos dos músculos das pernas, dos braços e do coração dilatam, e o fígado começa a liberar glicose para fornecer energia para a contração muscular. Neste momento, o sistema digestório fica em "repouso". O papel do sistema nervoso simpático nas atividades da vida cotidiana é importante também, por exemplo no controle do fluxo sanguíneo tecidual. • Os neurônios pré-ganglionares liberam acetilcolina – as fibras são curtas. • Os neurônios pós-ganglionares liberam noradrenalina ou adrenalina – as fibras são longas. SNA parassimpático: tem uma saída craniossacral e é ativado durante a digestão e repouso. • Os neurônios pré-ganglionares liberam acetilcolina – as fibras são longas. • Os neurônios pós-ganglionares liberam acetilcolina – as fibras são curtas. SISTEMA NERVOSO SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 3 Durante a maior parte do tempo, o controle autonômico das funções corporais atua como uma "gangorra", alternando "subidas e descidas" entre as divisões simpática e parassimpática. As divisões autônomas normalmente atuam de modo antagônico no controle de um determinado tecido- alvo; entretanto, às vezes, eles atuam de maneira cooperativa (na ereção peniana por exemplo). REGULAÇÃO DO AMBIENTE INTERNO E EXTERNO: A via aferente recebe informação de algum órgão sensorial (receptor do sistema nervoso periférico) e enviaesta informação até o córtex para ser processada. A via eferente desencadeia uma resposta motora, que sai do córtex motor até chegar no sistema nervoso periférico. Arco reflexo: o estímulo entra em contato com um receptor. Neurônio aferente leva o estímulo captado pelo receptor para a porção posterior da substância cinzenta da medula – é na medula que se dará o reconhecimento do estímulo e a resposta reflexa apropriada; ao entrar na medula alguns impulsos seguem para os níveis superiores no Sistema Nervoso Central. Neurônios intercalados ou interneurônios: estão localizados na medula e são os responsáveis por conectar a informação trazida pelo neurônio aferente aos neurônios eferentes – ou seja, transmite a informação para os neurônios que irão orientar a ação (reflexo). Neurônio Eferente: leva a informação da medula para um efetor a fim de efetivamente promover o reflexo. CORPO EM SITUAÇÃO DE ESTRESSE (SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO): Inicialmente, ocorre a liberação pelo hipotálamo de corticotrofina (CRH) na hipófise anterior. Esse fator se liga a receptores na adenohipófise, induzindo a síntese e liberação do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH). Este último, por sua vez, é secretado na circulação sistêmica e induz a síntese e a liberação de cortisol, pelo córtex da adrenal. E adrenalina e noradrenalina pela medula adrenal, com respostas de luta ou fuga. O cortisol faz a liberação de glicose (energia) nas células e tecidos por meio do aumento da gliconeogênese, catabolismo de proteínas ou pela lipólise. Nesse momento são perceptíveis sintomas como taquicardia, taquipnéia, sudorese, piloereção e principalmente a estimulação da medula adrenal para secretar catecolaminas (adrenalina e noradrenalina). • Ação da adrenalina - promove a gliconeogênese hepática e renal, estimula a glicogenólise no fígado, tireóide e músculo esquelético → vasoconstrição leve (às vezes vasodilatação) • Ação da noradrenalina - vasoconstrição Ambas aumentam a glicemia, inibem a liberação de insulina e estimulam a secreção de glucagon. Em um evento normal, que o indivíduo, identifica a situação ou evento estressor e o corpo realiza a liberação do Cortisol, o próprio cortisol quando chega a um nível, considerado alto na corrente sanguínea, ele envia informação ao Hipotálamo e a Hipófise para cessar a liberação dos hormônios CRH e ACTH, para que aconteça o equilíbrio do corpo novamente, diminuindo assim o nível de cortisol. Porém, em situações de estresse contínuo, um estresse crônico, o Cortisol não SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 4 é inibido acarretando em alguns problemas físicos e mentais (problemas de memória, inquietação, insônia, agravamento da ansiedade, aumento de peso corporal, dentre outros). Processo fundamental para o funcionamento sistêmico, é composto por um emissor, receptor, uma mensagem e uma resposta – pode ser de contato direto (modificações da membrana plasmática) ou a distância. VIAS DE SINALIZAÇÃO - PONTOS IMPORTANTES: Sinalização química e compartimento extracelular: as células liberam moléculas de sinalização química no compartimento extracelular – esses sinais podem se difundir pelo líquido intersticial ou serem transportados pelo sangue, mas não são altamente específicos para seus alvos. Resposta seletiva e receptores: nem todas as células respondem a todos os sinais, a capacidade de uma célula responder a um sinal químico depende da presença de proteínas receptoras apropriadas na célula-alvo. Proteínas receptoras: uma célula responde a um sinal químico se possuir um receptor proteico que se ligue a esse sinal – a ligação entre o ligante (molécula sinalizadora) e o receptor inicia a resposta da célula. CARACTERÍSTICAS DAS VIAS DE SINALIZAÇÃO: Molécula sinalizadora (ligante): o ligante é o primeiro mensageiro que carrega a informação até a célula-alvo – ele se liga à proteína receptora. Ativação do receptor: a ligação entre o ligante e o receptor ativa o receptor (ativação de moléculas sinalizadoras intracelulares: o receptor ativo ativa moléculas sinalizadoras dentro da célula). Geração de resposta: a última molécula sinalizadora na via desencadeia uma resposta celular, que pode envolver a modificação de proteínas existentes ou a síntese de novas proteínas. Importância das vias de sinalização: a maioria dos processos fisiológicos, desde funções básicas como os batimentos cardíacos até processos complexos como aprendizado e memória, utiliza variações dessas vias de sinalização. Essas vias são conservadas ao longo da evolução presentes em uma variedade de organismos. PROTEÍNAS RECEPTORAS: Localização: as proteínas receptoras podem estar localizadas dentro da célula ou na membrana celular, dependendo do tipo de molécula sinalizadora e de sua natureza lipofílica ou lipofóbica. Importância na fisiologia: as proteínas receptoras têm um papel crucial tanto na fisiologia normal do organismo quanto na medicina; aproximadamente metade dos medicamentos em uso atualmente atuam em proteínas receptoras, interferindo em vias de sinalização. Distribuição dos receptores: os receptores proteicos das células-alvo podem ser encontrados em três principais localizações: • Núcleo • Citosol • Membrana celular (como proteínas integrais) Relação com a molécula sinalizadora: a localização onde o sinal químico se liga ao seu receptor depende da natureza da molécula sinalizadora, se ela é lipofílica (solúvel em lipídios) ou lipofílica (não solúvel em lipídios). Conexão entre receptores e resposta: a ligação entre a molécula sinalizadora (ligante) e a proteína receptora inicia a cascata de sinalização, que leva uma resposta celular específica. Receptores de membrana: Receptores citoplasmáticos e nucleares: PRINCÍPIOS GERAIS DA SINALIZAÇÃO CELULAR: Durante a sinalização celular ocorre o processo de transdução de sinais, ou seja, a transformação de um estímulo em outro tipo de sinal, desencadeando uma cascata bioquímica que, ao final, leva às alterações SINALIZAÇÃO INTERCELULAR SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 5 celulares; na maioria das vezes, tem-se uma célula emissora, responsável por secretar o sinal extracelular, além de uma célula-alvo, a qual expressa um receptor em sua superfície para que a molécula em questão se ligue e ative os sistemas de sinalização. A ativação de muitas vias depende da presença de receptores específicos, o que configura até mesmo, um mecanismo de regulação. Nesse contexto, a proteína receptora recebe um tipo de sinal através da ligação com a molécula de sinalização extracelular e transmite outro tipo de sinal, atingindo outras moléculas e cascatas intracelulares até às proteínas efetoras, as quais desempenham de fato a ação molecular (consequência do sinal recebido), como as mudanças de expressão gênica e metabolismo – logo, os sinais entre as células são transformados em estímulos intracelulares capazes de acionar diversas respostas. Existem diferentes categorias de sinalização celular nos organismos multicelulares, sendo que a diferença básica é a distância percorrida pela molécula até atingir a célula-alvo. TIPOS DE SINALIZAÇÃO: • Dependente de contato: se ligam aos receptores nas superfícies das células-alvo que estão mais próximas, estabelecendo um contato direto membrana-membrana para a transmissão do sinal (é essencial para diversos processos, como a resposta imune, especialmente para o reconhecimento de antígenos). • Autócrina: atua na própria célula sinalizadora – molécula sinalizadora é produzida por uma célula sinalizadora que também é a célula-alvo (muito utilizado com a intenção de amplificar sinais, como a retroalimentação positiva; pode também atuar na retroalimentação negativa, inibindo sua própria síntese). • Parácrina: nessa sinalização, a moléculasinalizadora é liberada e atua em células que estão próximas/adjacente. • Sinalização sináptica: mecanismo de sinalização entre células distantes, como ocorre nos neurônios, em que os prolongamentos axonais possibilitam a comunicação com células muito afastadas. Pode acontecer por meio de uma comunicação química (com neurotransmissores) ou uma comunicação elétrica (através de junções comunicantes de membrana). • Sinapse elétrica: acontece através de uma ligação física entre os neurônios, a junção comunicante (conexons), sendo esta mais rápida, simples e bidirecional – a informação carregada é a carga elétrica (EX: redes neurais) • Sinapse química: ocorre através de neurotransmissores sem conexão física (fenda sináptica onde há a liberação dos neurotransmissores) – é uma transmissão unidirecional, lenta e complexa Na célula pré-sináptica há a presença de vesículas de neurotransmissores, após a chegada de um potencial de ação originado no axônio neural, esse potencial de ação estimula os canais de cálcio voltagem dependentes a abrirem, causando um influxo de cálcio na fenda sináptica estimulando a exocitose das vesículas de neurotransmissores na fenda sináptica. Os neurotransmissores se acoplam em seus receptores na célula pós-sináptica alterando o potencial de ação de forma inibitória ou excitatória. Receptores pós-sinápticos inotrópicos: o canal iônico faz parte integral desse receptor. • Sinapse endócrina: mecanismo de longa distância; as células endócrinas secretam hormônios na corrente sanguínea, transportando as moléculas sinalizadoras por todo o corpo até atingir os órgãos-alvo. É um pulso elétrico que percorre a membrana da célula, permitindo a transmissão rápida de sinais. Os neurônios geram e conduzem esses sinais ao longo dos seus processos para transmiti-los até os tecidos inervados por eles – esses tecidos serão, então, estimulados, inibidos ou modulados de alguma forma. POTENCIAL DE AÇÃO SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 6 Ele acontece nas fases de hipopolarização, despolarização, pico de ultrapassagem, repolarização e hiperpolarização. Hipopolarização: aumento inicial do potencial de membrana até o valor do potencial limiar que abre os canais voltaicos de sódio causando influxo de íons de sódio; esta fase é chamada de despolarização. Durante a despolarização, o interior da célula fica cada vez mais eletropositivo, até que o potencial chegue próximo ao equilíbrio de sódio de +61mV. Essa fase de extrema positividade é a fase do pico de ultrapassagem (-50 a -55 mV). Depois da ultrapassagem a permeabilidade do sódio reduz subitamente devido ao fechamento de seus canais. O valor de ultrapassagem do potencial de ação abre canais voltaicos de potássio, o que causa um efluxo de potássio, reduzindo a eletropositividade da célula. Essa é a fase de repolarização, cujo propósito é fazer a membrana retornar ao seu potencial de repouso. A repolarização sempre leva primeiro à hiperpolarização, um estado no qual o potencial de membrana é mais negativo do que o potencial de repouso. Resumo do acontecimento do potencial de ação: a célula inicialmente se encontra em repouso (-70mV), após estímulos supralimiares a célula despolariza (mecanismo onde se abrem os canais iônicos e entra Na+ para o LIC), ocorre o pico (50 a 55 mV), há uma repolarização celular (fechamento gradual dos canais iônicos e restabelecimento da concentração de K+ no LIC), enquanto o K+ está entrando no LIC há um estado de hiperpolarização que é regulado pela bomba Na-K- ATPase restabelecendo o estado de repouso de - 70mV. Existem receptores de dois tipos: 1. Ionotrópicos: receptores de canal que modulam uma resposta + rápida. 2. Metabotrópicos: acoplados a proteína G e modulam uma resposta + lenta. Neurotransmissores de acetilcolina (ACh): são sintetizados por uma reação enzimática na extremidade axonal dos neurônios a partir do Acetil- CoA e da colina; possui receptores colinérgicos (nicotínicos e muscarínicos). Neurotransmissores aminas: são derivados de um único aminoácido, todos ativos no SNC. • Noradrenalina (NA) e Adrenalina (A); • Dopamina (DA); • Serotonina (5-HT); • Histamina. Neurotransmissores aminoácidos: são aminoácidos que atuam como neurotransmissores no SNC, despolarizando as células alvo abrindo os canais iônicos permitindo a entrada de íons positivos na célula. (EX: glutamato, asparato e GABA). Neurotransmissor peptídeo: agem como neurotransmissores e neuromoduladores. (EX: CCK, arginina vasopressina (AVP) e o peptídeo natriurético atrial ANP). Ainda temos os neurotransmissores de purina, neurotransmissores gasosos e neurotransmissores de lipídios. NEUROTRANSMISSORES SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 7 O sistema endócrino é composto por diversas glândulas (hipófise, tireoide, paratireoides, adrenais, pâncreas endócrino, pineal e gônadas) que são comandadas pelo sistema nervoso e influenciadas umas pelas outras. O sistema nervoso capta informações do meio externo e leva essas informações ao sistema endócrino, que por sua vez secreta hormônios a fim de manter a homeostase. Os órgãos que integram esses dois sistemas são: Hipotálamo: parte do diencéfalo que liga o sistema nervoso com o sistema endócrino por meio do controle da hipófise – ele é um centro coletor de informações relativas ao bem-estar interno do organismo, que são utilizadas para controlar as secreções dos vários hormônios hipofisários. Hipófise: é a principal glândula do organismo – produz hormônios que regulam o funcionamento de outras glândulas endócrinas (é dividida em neurohipófise e adenohipófise) ‣ Neurohipófise: não sintetiza hormônios, apenas armazena e libera hormônios que o hipotálamo produz (neurohormônios) que chegam até ela por meio de neurônios do trato hipotálamo-hipofisário – a partir daí são armazenados ou liberados nos diversos sistemas do corpo. Os neurônios longos secretam o ADH (hormônio antidiurético), que interage com o sistema urinário, e a ocitocina que interage com o sistema reprodutor feminino. Os neurônios curtos secretam peptídeos que controlam a função da adenohipófise (interrelação neuroendócrina) – são os chamados fatores liberadores ou inibidores dos hormônios hipofisários. ‣ Adenohipófise: produz hormônio por meio da estimulação de outros hormônios produzidos pelo hipotálamo (hormônios liberadores) que são levados por meio dos vasos portais hipotalâmico-hipofisário até a adenohipófise • Lactotropos - PRH (PIH): estimula a secreção/inibição de prolactina. • Somatotropos - GHRN (GHIH): estimula a secreção/inibição GH (hormônio do crescimento). • Corticotropos - CRH: estimula a secreção de ACTH (hormônios adrenocorticotróficos). • Tireotropos - TRH: estimula a secreção do TSH (hormônio estimulante da tireoide) • Gonadotropos - GNRH: estimula a secreção do LH (hormônio luteinizante) e FSH (hormônio • folículo estimulante). TBL É a tendência a resistir mudanças (internas e externas) a fim de manter um ambiente interno estável e relativamente constante. Todos os seres vivos possuem limites de resistência contra as variações do meio ambiente externo e interno. Caso a temperatura externa reduza muito, logo aparece a percepção de frio (o organismo passa a ter respostas voluntárias e involuntárias que irão permitir a manutenção da temperatura). • Ação voluntária: procurar se aquecer. • Ação involuntária: tremores com aumento das contrações musculares, produção de calor e o aumento da PA para melhorar a circulação de sangue. Caso a temperatura externa aumente muito, logo aparece a percepção de calor (o organismo passa a ter respostas voluntárias e involuntárias que irão permitir a manutenção da temperatura). • Ação voluntária: procurar se refrescar. • Ação involuntária:sudorese que faz a eliminação de água e calor (melhora a percepção do calor e refresca a pele). HOMEOSTASE INTEGRAÇÃO SISTEMA NERVOSO E ENDÓCRINO SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 8 MECANISMOS DE AÇÃO: EX: pressão arterial (negativa): EX: manutenção da estabilidade das taxas de glicose a longo prazo (mecanismo de sinalização da insulina para a redução da glicemia) MECANISMOS DE RETROALIMENTAÇÃO: ⇒ Negativa: • Manutenção a longo prazo e necessidade de constância. • Promove um estímulo contrário àquele que levou ao desequilíbrio. • Reverte uma variação em uma condição controlada. ⇒ Positiva: • Regulam uma determinada quantidade em um nível de tempo limitado. • Ocorre em curtos períodos de tempo. • Consiste em aumentar ou reforçar o estímulo que leva ao desequilíbrio fazendo com que os valores estejam cada vez mais diferentes do padrão. EX: trabalho de parto: SINALIZAÇÃO CELULAR: ⇒ À curta distância: ⇒ À longa distância: ↓ pressão -> ↑ vaso (vasodilatação) ↑ pressão -> ↓ vaso (vasoconstrição) QUESTÕES CORRIGIDAS: 1) Analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta: I - Podemos entender a homeostase como um estado fixo, sem qualquer condição de adaptação, indicando um ambiente adequado e equilibrado em suas SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 9 funções. II - A homeostase é um evento dinâmico, onde as diferentes estruturas do corpo se adaptam para tentar alcançar o equilíbrio. a) As duas afirmações são corretas. b) Apenas a afirmação I é correta. c) Apenas a afirmação II é correta. d) As duas afirmações são incorretas. 2. O sistema nervoso contribui para a manutenção da homeostase. Os neurônios diretamente envolvidos com o controle homeostático estão localizados: a) No hipotálamo. b) No córtex cerebral. c) No cerebelo. d) No tálamo. 3. Analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta: I - O controle de retroalimentação negativa é utilizado para regular atividades em longo prazo. II - O controle de retroalimentação positiva é utilizado para regular atividades em curto prazo. a) As duas afirmações são corretas. b) Apenas a afirmação I é correta. c) Apenas a afirmação II é correta. d) As duas afirmações são incorretas. 4. Analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta: I – A retroalimentação negativa consiste em aumentar ou reforçar o estímulo que leva ao desequilíbrio, fazendo com que os valores estejam cada vez mais diferentes do padrão. II – A retroalimentação positiva promove um estímulo contrário aquele que levou ao desequilíbrio. Reverte uma variação em uma condição controlada. (estão trocadas) a) As duas afirmações são corretas. b) Apenas a afirmação I é correta. c) Apenas a afirmação II é correta. d) As duas afirmações são incorretas. 5. Analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta: I - Os mecanismos de comunicação celular colaboram para a manutenção da homeostase apenas quando um grande desequilíbrio ocorre. (manutenção constante II - A especificidade da comunicação celular garante variedade de respostas. a) As duas afirmações são corretas. b) Apenas a afirmação I é correta. c) Apenas a afirmação II é correta. d) As duas afirmações são incorretas. CASO DE APLICAÇÃO: 1. Quando os níveis de pressão arterial são alterados, o organismo aciona mecanismos que visam trazê-los para normalidade. Logo, se a pressão arterial se eleva além do normal, o organismo utiliza mecanismos para que ela possa retornar aos valores habituais. Sendo assim, a regulação da pressão arterial ocorre por retroalimentação negativa ou positiva? Justifique. R= A regulação da pressão arterial ocorre pela retroalimentação negativa, pois ao desregular a pressão, o organismo responde de maneira inversa para consertar a situação (voltar a homeostase), portanto, característico da retroalimentação negativa. 2. O sistema de retroalimentação positiva sempre será benéfico? Justifique e dê um exemplo. R= Não, a retroalimentação positiva tem casos em que será positiva e outros negativa. Um exemplo onde será ruim é na brusca perda de sangue (quando perdemos muito sangue, a pressão cai, diminuindo o fluxo sanguíneo no coração, assim ele começa a enfraquecer e bombeia menos sangue, ficando cada vez mais fraco, podendo levar o indivíduo a morte). Laboratório Morfolofuncional ⇒ 3ª semana do desenvolvimento humano • Gastrulação. • Formação da notocorda. • Neurulação. • Formação dos somitos e alantóide • Desenvolvimento do sistema cardiovascular primitivo. ‣ Gastrulação: • Disco bilaminar (epi e hipoblasto) passa a ser disco trilaminar. • Processo que estabelece as 3 camadas germinativas (ectoderma, endoderma e mesoderma). • Início da morfogênese (desenvolvimento da forma do corpo). • O SN se originará por meio do ectoderma (grande consumidor de ATP; vascularizado; pouca matriz). • No final desse período (final do 2º mês), a maioria dos sistemas se estabeleceu, possibilitando o reconhecimento das características do corpo. ‣ Formação da notocorda: Estrutura em forma de bastão a qual defini o eixo do embrião. ↳ É a base para a formação do esqueleto axial (ossos do crânio e coluna), discos intervertebrais e SNC e indica o futuro local das vértebras. EMBRIOLOGIA DO SISTEMA NERVOSO SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 10 - Disco embrionário: estrutura responsável pela formação dos tecidos e órgãos do embrião. - Âmnio (líquido + bolsa): envolve o embrião. protegendo-o contra impactos e evitando aderência. - Saco vitelino: responsável pela nutrição do embrião, síntese protêica, atividade fagocitária, etc (é o intestino primitivo do embrião). ↳ A notocorda funciona como o indutor primário (centro sinalizador) do embrião inicial. ↳ A notocorda em desenvolvimento induz o ectoderma sobrejacente a espessar-se e formar a placa neural (primórdio do SNC). ‣ Neurulação: • Formação da placa neural, pregas neurais e o fechamento das pregas para formar o tubo neural). • Esses processos terminam na 4ª semana (com o fechamento do neuroporo caudal. ⇒ Estruturas originadas do tubo neural: • Nervo espinal • Gânglios • Terminações nervosas • Córtex cerebral → RESPOSTA • Tubo neural – formado pelo SNC • Crista neural – formado pelo SNP DESENVOLVIMENTO DO ENCÉFALO: ‣ Vesículas encefálicas primárias e secundárias ↳ A fusão das pregas neurais da região cefálica e o fechamento do neuroporo rostral formam as três vesículas encefálicas primárias e as cinco secundárias (durante a 5ª semana). ‣ Vesículas encefálicas primárias: ‣ Vesículas encefálicas secundárias: FORMAÇÃO DOS SOMITOS (NOTOCORDA + NEURULAÇÃO): Consistem em cada um dos blocos bem distintos e nitidamente segmentados do mesoderma embrionário, formadores da coluna vertebral e da musculatura segmentar, bem como do SNP. SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 11 SISTEMA NERVOSO: Bilhões de neurônios e um número ainda maior de neuroglias (5 a 25 vezes mais) estão organizadas formando as duas subdivisões principais do SN. Ele é responsável pelo ajustamento do organismo ao ambiente (tem a função de perceber e identificar as condições ambientais externas, bem como as condições de dentro do próprio corpo e elaborar respostas que adaptem a essas condições). Suas funções principais são: • Monitorar e coordenar a atividade dos músculos movimentar os órgãos. • Construir e finalizar estímulos dos sentidos. • Iniciar ações de um ser humano. ⇒ Organização anatômica: Sistema nervoso central (SNC): responsável por funções mais complexas (interpretação de estímulos, desencadeamento de respostas, raciocínio…) ↳ Composto por: 1. Encéfalo: ‣ Cérebro: - Telencéfalo (2 hemisférios,corpo caloso, córtex cerebral, giros, sulcos e núcleo de base) ↳ Maior parte do encéfalo e divide-se em: hemisfério direito e esquerdo. ↳ Responsável pelos sentidos e pelas funções: linguagem (escrita e falada), raciocínio, aprendizagem, memória, consciência e controle voluntário dos músculos ↳ Na sua camada externa (córtex) encontramos corpo celular de muitos neurônios (cor cinzenta). ↳ A camada interna possui muitos axônios cobertos por um tipo de gordura (mielina) - cor branca. - Diencéfalo (tálamo – estímulos sensitivos e hipotálamo – funções viscerais). ‣ Cerebelo ‣ Tronco encefálico: mesencéfalo, ponte e bulbo. 2. Medula espinal: comunica SNC com SNP ↳ Protegida pelo canal formado pela sobreposição das vértebras. ↳ Está subordinada ao cérebro, porém pode agir independente dele (respostas reflexas). MEDULA ESPINAL: 31 pares de nervos espinais e 31 segmentos medulares, sendo: • 8 Cervicais • 12 Torácicos • 5 Lombares • 5 Sacrais • 1 Coccígeo SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 12 ↳ Medula espinal e seus níveis e a conexão com os nervos espinais: ↳ Segmento medular de um nervo: parte da ME onde se conectam os filamentos radiculares que compõem o nervo espinal. ⇒ Componentes do nervo espinal: ↳ É misto constituído por: - Raiz posterior (sensorial). - Raiz anterior (motora). - Ramo posterior (pele e mm. dorso). - Ramo anterior. ↳ Forames intervertebrais (conjugação) ⇒ Anatomia interna (corte transversal): ‣ Substância cinzenta (colunas ou cornos) ↳ Anteriores: encontram-se núcleos motores somáticos - agrupamento de corpos celulares de neurônios motores que geram impulso para a contração dos músculos esqueléticos. ↳ Posteriores: contém corpos celulares e axônios de interneurônios, bem como axônios de neurônios sensitivos. SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 13 ↳ Laterais: encontrados somente nos segmentos torácicos e lombar alto; contém neurônios motores autônomos que regulam o miocárdio, a musculatura lisa e as glândulas. ⇒ Processamento das aferências (sensitivas) e eferências (motoras): ‣ Canal central ou medular ou ependimário: ↳ Situada na comissura cinzenta formando a barra central do "H" da ME. ↳ Estende-se por toda a extensão da ME e é preenchido pelo líquor (líquido cefalorraquidiano - protegem os órgãos do SNC pelas meninges). ↳ Sua parte superior continua com o quarto ventrículo, situado no bulbo do tronco encefálico. INERVAÇÃO SOMÁTICA E VISCERAL: Sistema nervoso periférico (SNP): capta estímulos de todo o corpo, levando-os até o SNC – este, por sua vez, produz respostas transmitindo-as de volta ao SNP, que leva a todos os órgãos. Ele é composto por: • Nervos: espinais ou cranianos (união de vários axônios envolvidos por uma capa de TC) • Gânglios: corpos de neurônios (nódulos ou dilatações dos nervos, onde ficam os corpos celulares-ponto de informação dos neurônios) • Terminações nervosas (porção localizada na parte final do nervo que tem função de contatar nervos periféricos) O SNP pode ser dividido em: 1. Sistema Nervoso Somático: • Relacionado com os movimentos voluntários. • Neurônios (levam a informação) do SNC → músculos esqueléticos inervando-os diretamente (pode ter movimentos involuntários). SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 14 2. Sistema Nervoso Autônomo (SNA): • Relacionado com os movimentos involuntários. • Neurônios (levam a informação) do SNC → glândulas, músculo liso e músculo cardíaco. • Eles têm função oposta sobre o outro (um estimula a contração da musculatura do órgão ou o funcionamento de uma glândula enquanto outro inibe) não possui nervos específicos, utiliza apenas os cranianos e espinhais para conduzir suas fibras. Ele é dividido em: • Simpático: comanda situações estressantes, conhecido como uma resposta de “luta ou fuga” (libera noradrenalina). • Parassimpático: comanda momentos de repouso/atividades rotineiras (libera acetilcolina). Em ambos os sistemas, a inervação é feita por meio de uma via de dois neurônios em série (o 1º neurônio - pré-ganglionar - sai do SNC e projeta-se para um gânglio (conjunto de corpos celulares de neurônios localizados fora do SNC). No gânglio, o neurônio pré-ganglionar faz sinapse com o 2º neurônio - neurônio pós-ganglionar. O corpo celular do neurônio pós- ganglionar localiza-se no gânglio autônomo, e o seu axônio projeta-se para o tecido alvo. ⇒ Fibras simpáticas: ⇒ Trajetos das fibras motoras simpáticas: SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 15 Divisão dos componentes do sistema nervoso: • Substância branca: prolongamento de neurônios - Possui axônios mielinizados, oligodendrócitos e astrócito fibroso - Presente nas partes centrais do cérebro e cerebelo e nas partes externas da medula espinal • Substância cinzenta: corpo de neurônios - Possui corpos celulares, dendritos, porção não mielinizadas e astrócitos protoplasmáticos. - Presente nas partes externas do cérebro e cerebelo e nas partes centrais da medula espinal. TIPOS DE NEURÔNIOS: • Sensoriais/aferentes: recebem o estímulo dos do meio ambiente (tato, dor, olfação, gustação, audição e visão) e organismo (receptores) SNP → SNC. • Motores/eferentes: levam a informação do SNC → SNP (órgãos executores); controla glândulas endócrinas, exócrinas e fibras musculares. • Interneurônios: conectam um neurônio no outro. PARTES DO NEURÔNIO: • Dendritos: - Pequenas ramificações do corpo celular que acumulam muitos receptores para neurotransmissores. - Recebe estímulos do ambiente ou dos neurotransmissores. - Neurônios aumentam a quantidade de dendritos por meio da neuroplasticidade (importante para o amadurecimento e manutenção da atividade dos neurônio). •Corpo celular: - Possui citoplasma, organelas (ribossomos, RE e complexo de golgi) e núcleo - Importante para as atividades metabólicas •Axônio: - Faz a condução de estímulos, com o potencial de ação feito na zona de gatilho - São revestidos pela bainha de mielina (proteção do impulso elétrico saltatório) • Terminações nervosas: - Responsáveis por liberar os neurotransmissores. CAMINHO DO IMPULSO NERVOSO: terminação nervosa → liberação do neurotransmissor → dendrito → corpo celular → axônio → potencial de ação zona de gatilho → fenda sináptica Pode ter dois sentidos: • corpo celular → axônio (movimento anterógrado - proteína cinesina) • terminal axônico → corpo celular (movimento retrógrado - proteína dineína) Medicina Laboratorial MEMBRANA CELULAR: É uma bicamada fosfolipídica com diversas proteínas inseridas parcial ou integralmente e carboidratos associados à superfície. TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANAS E OSMOSE SP 1.1 – “E Agora?” Rebecca Castro e Vitória Freiberger 16 Suas funções são: separação conteúdo intra e extracelular; permeabilidade seletiva; modificação forma e tamanho célula (flexibilidade); possui sub- compartimentos que delimitam processos bioquímicos; auxilia na manutencao do potencial de membrana; participa no reconhecimento e adesão celular TIPOS DE TRANSPORTE: Transporte passivo: ocorre sem gasto de energia (meio hiper -> meio hipo) para a célula, igualando a concentração da célula com o meio externo, como: • Difusão simples: movimento de partículas de pequeno tamanho (O2 e íons) de onde estão mais concentradas (meio hipertônico) para onde estão menos concentradas (meio hipotônico) até o equilíbrio (meios isotônicos). • Difusão facilitada: algumas proteínas da membrana (permeases) facilitam a passagem de certas substâncias de modo a igualar as concentrações entre dois meios. • Osmose: nome dado ao movimento do solvente (água) entre meios com concentraçõesdiferentes de solutos separados por uma membrana semipermeável. Transporte ativo: movimento contra o gradiente de concentração do menos concentrado para o mais concentrado com o processo de despolarização (bomba de potássio). IMPORTÂNCIA DA BOMBA DE SÓDIO: • Estabelecer a diferença de carga elétrica entre os dois lados da membrana. • Síntese de proteínas e respiração e o bombeamento de sódio para o meio extracelular. permite a manutenção do equilíbrio osmótico • Fundamental para as células musculares e nervosas.