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BIOSSISTEMAS DO CORPO HUMANO AULA Tópicos da aula Composição corporal Manutenção do volume e homeostase Ingestão e perda de água Líquidos corporais (compartimentos e distribuição) Estrutura e constituintes da membrana Transporte através da membrana Potencial de membrana Potencial de ação COMPOSIÇÃO CORPORAL Em um homem adulto, cerca de 60% do peso corporal é composto por água. Em mulheres, aproximadamente 50% do peso é composto por água (refletindo um aumento da gordura corporal em mulheres) Em recém-nascidos, esta composição é de 70%. MANUTENÇÃO DO VOLUME E HOMEOSTASE A manutenção de um volume relativamente constante e de uma composição estável dos líquidos corporais é essencial para a Homeostasia. A ingestão de líquidos é altamente variável e precisa se contrabalanceada por excreção igual, a fim de evitar qualquer aumento/redução do volume de líquidos corporais. INGESTÃO E PERDA DE ÁGUA INGESTÃO DE ÁGUA • Ingestão (líquida) e dos alimentos, cerca de 2.100ml/dia para líquidos corporais; • Síntese no corpo, em decorrência da oxidação dos carboidratos acrescentando cerca de 200ml/dia. PERDA DE ÁGUA • Transpiração • Respiração • Fezes (100 ml dia) • Urina LÍQUIDOS CORPORAIS – Compartimentos e distribuição Água corporal total (cerca de 60%) Líquido extracelular Líquido intersticial Plasma Líquido intracelular 28 Dos 42 l existentes estão no interior das células •Separa o interior da célula do ambiente externo •Consiste em uma bicamada lipídica que é semipermeável. •Regula o transporte de materiais que entram e saem da célula. MEMBRANA PLASMÁTICA MEMBRANA PLASMÁTICA – FUNÇÕES Proteção Transporte de nutrientes para o meio interno e resíduos para o meio externo. Possui proteínas que interagem com outras células Suporte estrutural •Formada basicamente por lipídios e proteínas. •Modelo do mosaico fluído - bicamada de lipídios com proteínas nela inseridas. •Os fosfolipídios e apresentam uma região hidrofóbica (voltada para o centro) e uma região hidrofílica (voltada para as superfícies interna e externa). •Também é possível encontrar glicolipídios e colesterol •Proteínas estão dispostas por toda a membrana plasmática. MEMBRANA PLASMÁTICA - CONSTITUINTES •A membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva. •Algumas substâncias, para entrarem e saírem da célula, não geram gasto energia (transporte passivo), outras envolvem esse gasto (transporte ativo).. MEMBRANA PLASMÁTICA – TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS •DIFUSÃO SIMPLES – Sem a participação de proteínas transportadoras. Moléculas de baixo peso molecular, ou lipofílicas, como os gases oxigênio (O2), nitrogênio (N2), dióxido de carbono (CO2) e até mesmo as vitaminas lipossolúveis atravessam facilmente a bicamada lipídica, se dissolvendo na matriz lipídica. •DIFUSÃO FACILITADA - Transporte passivo que acontece através de proteínas. Não há gasto de energia. MEMBRANA PLASMÁTICA – TRANSPORTE PASSIVO •O solvente passa, pela membrana, do meio menos concentrado para o mais concentrado. MEMBRANA PLASMÁTICA – OSMOSE •Ocorre o gasto de energia para transportar uma substância. •A bomba de sódio- potássio é um tipo de transporte ativo, nesse processo há o bombeamento de íons contra o gradiente de concentração. MEMBRANA PLASMÁTICA – TRANSPORTE ATIVO MEMBRANA PLASMÁTICA – ENDOCITOSE E EXOCITOSE • Absorção de grandes moléculas por meio de vesículas formadas pela membrana plasmática. ENDOCITOS E • Saída de moléculas pela fusão de vesículas com a membrana.EXOCITOSE Potenciais elétricos fundamentais para a vida Para a sobrevivência das espécies em geral é essencial que essas sejam capazes de gerar e conduzir com rapidez os impulsos elétricos. Esses sinais elétricos são chamados de potenciais de ação (PA). As células excitáveis como músculos e neurônios são capazes de gerar esses sinais elétricos. Essas células possuem uma membrana excitável e a ação dos PA’s ocorre na membrana celular. Potencial de membrana Fonte: Imagem modificada de "How neurons communicate: Figure 2," por OpenStax College, Biology (CC BY 4.0)._ A qualquer momento os potenciais elétricos de uma célula podem ser aferidos. Microtúbulos são inseridos na célula causando dano mínimo a membrana celular preenchidos com solução salina e conectados a um aparelho chamado voltímetro. Esse registra a diferença de potencial elétrico entre os meios interno e externo à membrana celular. http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.8:cs_Pb-GW@5/How-Neurons-Communicate http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.8:cs_Pb-GW@5/How-Neurons-Communicate http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.8:cs_Pb-GW@5/How-Neurons-Communicate http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.8:cs_Pb-GW@5/How-Neurons-Communicate http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.8:cs_Pb-GW@5/How-Neurons-Communicate http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.8:cs_Pb-GW@5/How-Neurons-Communicate http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Padrão de repouso de um neurônio Quando os neurônios estão em repouso e não recebem sinal elétrico. sua carga interna é negativa graças à atividade de uma notável máquina macromolecular: a bomba de sódio- potássio. ( potencial de repouso aproximadamente -65mV) Essa proteína transmembrana bombeia ativamente os íons de sódio através de seu gradiente de concentração para o exterior da célula. Como surge o potencial de repouso da membrana? O potencial de repouso de uma célula excitável como o neurônio é de aproximadamente -65 mV Os responsáveis pelo potencial de repouso da membrana são seus próprios componentes: - fluidos salinos nos meios intra e extracelular (água e íons nela dissolvidos são responsáveis pelos potenciais de repouso e de ação) - membrana (isola o citoplasma neuronal do liquido extracelular) - proteínas nela inseridas (formando canais e bombas iônicas) . Movimento de íons A existência de um canal aberto na membrana não significa que haverá movimento de íons. Os movimentos iônicos são influenciados por dois fatores: difusão e eletricidade. DIFUSÃO: Movimento direcionado de íons da região de maior concentração iônica para a região de menor concentração iônica A difusão ocorre quando a membrana possui canais permeáveis e quando há um gradiente de concentração. Movimento de íons Eletricidade Assim, para que o íon cruze a membrana é necessário: (1)que a membrana possua canais permeáveis ao íon (2)que exista uma diferença de potencial elétrico através da membrana. Distribuição de íons através da membrana • K+ Intracelular • Na+ • Ca2+ Extracelula r Bombas iônicas Por que o potencial de repouso é próximo ao potencial de equilíbrio do potássio? EK+=-8omV ENa+= +65 mv Vrep= -65mV A membrana plasmática no repouso é mais permeável ao potássio. Importância da concentração externa do potássio O alta permeabilidade potássio pode trazer graves consequências ao SN. A barreira hematoencefálica é um mecanismo de proteção eficiente que limita o movimento dos íons potássio para o fluido extracelular. A glia também possui mecanismos eficientes para captar K+ em excesso. O Potencial de ação Trata-se de uma breve inversão do potencial da membrana em repouso. Despolarização e Repolarização Despolarização Repolarização Intracelular Extracelular Na + K+ A condução do PA Para que a informação trafegue pelo SN,o PA gerado deve ser conduzido pelo axônio. A entrada de cargas positivas durante o PA causa a despolarização até o limiar da membrana a sua frente. Velocidade de condução do PA Diâmetro axonal Rapidez na condução Tamanho do axônio O número de canais dependentes de voltagem Presença da bainha de mielina RESUMO POTENCIAL DE MEMBRANA E POTENCIAL DE AÇÃO Potencial de repouso da membrana Quando os canais iônicos da membrane estão fechados os neurônios estão em repouso e seu potencial é -65 mV .Estimulando o neurônio... Digamos que um estímulo atinge um neurônio, acionando um canal iônico para abrir. Quando os íons passam pela célula (muito mais rápido do que o mostrado abaixo), eles alteram a carga da membrana. Observe a linha branca. Ela sobe quando a voltagem se aproxima de um limiar muito importante: -55 mV. Potencial de ação Por que -55 mV? Nesse limiar, milhares de canais de sódio controlados por voltagem abrem. Uma inundação de íons de sódio carregados positivamente entra na célula e se torna rapidamente carregada positivamente ou despolarizada. Mas essa mudança no comando não durará muito. Retornando ao potencial de repouso Quando um neurônio atinge uma carga interna de cerca de 30 mV, ocorre uma mudança de formato conformacional nos canais de sódio. Eles fecham e os canais de potássio bloqueados por voltagem se abrem, permitindo que os íons de potássio carregados positivamente deixem a célula. OBRIGADA! 1-TAREFA: IDENTIFIQUE OS TERMOS: - MEDIAL DIREITO/ ESQUERDO - LATERAL DIREITO/ ESQUERDO -PROXIMAL DO BRAÇO - LATERAL DO BRAÇO -PROXIMAL DA COXA - LATERAL DA COXA. 1-TAREFA: 1. Explique, com suas palavras, o que é o potencial de repouso e como ele é mantido. 2. Descreva o que acontece durante um potencial de ação, mencionando os estágios de despolarização, repolarização e o período refratário. 3. Qual é o papel da bomba de sódio e potássio na manutenção do potencial de repouso? 4. Caso Clínico: João, 32 anos, chegou ao pronto-socorro com sintomas de fraqueza muscular severa. Após exames, foi diagnosticado com hipocalemia (baixos níveis de potássio no sangue). Sabendo que o potássio é fundamental no potencial de membrana, explique: 1. Como a hipocalemia pode afetar o potencial de repouso das células nervosas e musculares? 2. Quais sintomas neuromusculares você esperaria observar em um paciente com hipocalemia? 3. Como a reposição de potássio pode ajudar a restaurar o potencial de ação normal nesses pacientes? BIOSSISTEMAS DO CORPO HUMANO AULA Slide 2 Tópicos da aula Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Potenciais elétricos fundamentais para a vida Potencial de membrana Padrão de repouso de um neurônio Como surge o potencial de repouso da membrana? Movimento de íons Movimento de íons (2) Distribuição de íons através da membrana Por que o potencial de repouso é próximo ao potencial de equilí Importância da concentração externa do potássio O Potencial de ação Despolarização e Repolarização A condução do PA Velocidade de condução do PA Slide 30 Potencial de repouso da membrana Estimulando o neurônio... Potencial de ação Retornando ao potencial de repouso OBRIGADA! 1-TAREFA: IDENTIFIQUE OS TERMOS: - MEDIAL DIREITO/ ESQUERDO 1-TAREFA: 1. Explique, com suas palavras, o que é o potencial