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12/03/2012 1 FISIOLOGIA: CONCEITOS Prof. Dr. Luciano J. Pereira Prof. Dr Márcio Gilberto Zangeronimo Tutora: Edna Lopes Manutenção das condições constantes do meio interno. Ex: temperatura, pressão arterial, [ ] dos solutos, etc... Homeostasia Fonte:http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/ trab_estudantes/cienciasnaturais/ciencias_trab/cora caosistcardioresp.htm Fonte:http://www.datosfreak.org/datos/slug/longitud-del-intestino-delgado/ Fonte:http://www.algosobre.com.br/biologia/sist ema-muscular.html ⇒ Feedback Negativo É o mecanismo que permite oposição ao desvio de qualquer variável controlada. Set point (Ex: 36,5oC) Características dos Sistemas de Controle ↑↑↑↑ glicose pâncreas insulina ↓↓↓↓ PA baroceptores ↑↑↑↑ PA↑↑↑↑ PA Sensor Integrador - Sinal de erro Efetor Outros Exemplos de Feedback Negativo Sistema em que o efetor leva a variável para mais longe do seu valor inicial. > É instavel > Geralmente acompanha patologias Feedback Positivo 0 5 Perda 1l Perda 2l MorteHoras Exemplo: Hemorragia O Feedback positivo foi prejudicial Retorno ao normal 12/03/2012 2 + + O feddback positivo às vezes pode ser útil Ex: parto normal Estiramento cérvice uterina Contrações uterinas Fonte: http://www.alienado.net/fotos-de-parto-normal/ Perda de sangue >> Parada da perda de sangue O feddback positivo às vezes pode ser útil Ex: coagulação sanguínea Fonte: SILVERTHOR, Physiology:an integrated approach,Second Edition. FLUIDOS CORPORAIS Volume e composição dos líquidos corporais � 50 – 70% peso corporal � Inversa à quantidade de gordura corporal Líquido Intracelular Líquido Extracelular L íq u id o I n te rs ti ci a l Compartimento Hídrico Corpóreo % do peso corpóreo Água corporal total LIC LEC Líquido Intersticial Plasma 60% 40% 20% 16% 4% Volume e composição dos líquidos corporais K+ ------ 4 ------ 140 Ca+2 ----- 1,2 ------ 0,0001 Cl- ---- 108 ------ 4 Proteínas ------ 0,2 ------ 4 Existem ≠ quantitativas A OSMOLARIDADE é a mesma Diferenças de osmolaridade dissipadas pelo movimento da água. Na+ ---- 139 mOsm/L ---- 14 Fonte:http://www.grupoescolar.com/pesquisa/a-celula--uma-unidade- biologica.html Mecanismos reguladores do volume do LIC e do LEC (1) Feedback Osmoceptor-ADH-rim controla concentração do Na+ e a osmolaridade do LEC (2)Mecanismos responsáveis pela eliminação ou conservação de água pelos rins – Urina diluída – Urina concentrada (3) Mecanismo da sede e do apetite pelo sal Fonte:http://pt.dreamstime.com/imagem-de- stock-rim-image16076611 Fonte:http://maissaude.org/2010/01/18/se gredo-beba-agua-com-o-estomago-vazio/ 12/03/2012 3 • Mol • Concentração Molar • 6 x 1023 moléculas • Osmolaridade • Número de partículas osmoticamente ativas em solução • Miliosmol • Vale um milésimo do osmol • 1/1000 Osm Relação entre Mol e Osmol • Osmolalidade • Concentração de uma solução em termos do número de partículas dissolvidas em Kg de água. • Osmolaridade • Concentração osmolar por litro de solução • 1 L de água ≈ 1 Kg de água • Diferenças inferiores a 1% Osmolaridade – prática habitual em estudos fisiológicos (Guyton e Hall, 2002) Unidades de Concentração de Solutos Exemplos: Glicose > 2 M = 2 Osm Na+Cl- > 2 M = 4 Osm Na+ Cl- ISOSMÓTICA HIPOSMÓTICA HIPEROSMÓTICA Osmolaridade Concentração de partículas osmóticamente ativas Osmolaridade = [ ] Mol x nº de partículas dissociadas Osmolaridade • Número de partículas • Mais importante que a massa da patícula • Cada partícula exerce a mesma quantidade de pressão sobre a membrana Glicose: Peso Molecular= 180g NaCl: Peso molecular=58,5g 1 Mol = 1 osmol 1 Mol = 2 osmóis Líquidos Corporais ≈ 300 m/OsmLíquidos Corporais ≈ 300 m/Osm Osmolaridade = [ ] Mol x nº de partículas dissociadas Osmose Fluxo de água através de membrana semipermeável, devido as diferenças de concentração do soluto. Osmose através de membrana semipermeável Fonte:http://www.enfermagempt.org/2010/09/osmolaridade-de- solucoes-parentericas.html 12/03/2012 4 Pressão Osmótica Força impulsora para o fluxo osmótico de água. Pressão necessária para interromper a osmose. É proporcional à osmolariade da solução. ISOTÔNICA HIPOTÔNICA HIPERTÔNICA Tonicidade > Exemplos hipotônica isotônica hipertônica Osmolaridade e Tonicidade Toda solução isosmótica é isotônica? Ex: Uréia O A=B ISOSMÓTICA HIPOTÔNICA 1 mol de NaCl 2 osmóis - 58,5g 2000 mosmóis - 58,5g 300 mosmóis - X 2000 X = 58,5 x 300 X=8,775g 8,775g - 1000ml Y - 100ml Y=0,8775% 0,9% Cálculo da concentração do soro fisiológico Fonte:http://www.infoescola.com/f armacologia/soro-fisiologico/ Fonte:http://www.infoescola.com/f armacologia/soro-fisiologico/ 1 mol de Glicos 1 osmol - 180g 1000 mosmóis - 180g 300 mosmóis - X 1000 X = 180 x 300 X=54g 54g - 1000ml Y - 100ml Y=5,4% 5% Cálculo da concentração do soro glicosado Bicamada Lipídica -- HidrofílicaHidrofílica -- HidrofóbicaHidrofóbica Cabeça 2 caudas Proteínas • Bicamada de fosfolipídios • Glicerol fosforilado (cabeça) - hidrofílico • Ácidos graxos (caudas) - hidrofóbico Características das Membranas celulares Fonte:http://www.grupoescolar. com/pesquisa/a-celula--uma- unidade-biologica.html Fonte:http://fisiologiaessencial.blogspot.com/p/trabs porte-transmembrana.html 12/03/2012 5 Proteínas Integrais: - Incrustadas através de toda a membrana - Contato com o LEC e LIC Periféricas: - Ligação frouxa - Lado intra ou extracelular - Difusão Simples Movimento aleatório das moléculas ou íons por energia cinética. • Movimentação constante • Maior movimentação de A para B • Difusão Efetiva de A para B Mecanismos de Transportes A B Fatores que interferem na velocidade da difusão � Intensidade do gradiente de concentração - Maior a diferença, maior a velocidade de difusão � Coeficiente de partição - Compostos apolares têm maior solubilidade � Coeficiente de difusão - Pequenos solutos em soluções não-viscosas têm maior solubilidade � Espessura da membrana - Maior a espessura, menor a velocidade de difusão � Área de superfície disponível para a difusão - Maior a área, maior a velocidade de difusão � Carga (somente para difusão de eletrólitos) - Pode adicionar ou anular os efeitos das diferenças de concentração Difusão simples � Difusão pela bicamada lipídica � Substâncias lipossolúveis � Difusão por canais protéicos � Água e moléculas insolúveis em lipídios � Permeabilidade seletiva � Diâmetro, forma e natureza de cargas elétricas � Presença de comportas � Mecanismo para controle da permeabilidade � Regulação pela voltagem ou agentes químicos LIC LEC Fonte:http://www.teliga.net/2010/05/transporte-atraves-de-membranas.html Difusão Facilitada É a difusão mediada por carreador • Ocorre a favor do gradiente de concentração � Possuem filtro de seletividade � Possuem comportas � Devem passar por ciclo de fixação e alteração conformacional Canais X Carreadores •Fonte:http://www.teliga.net/2010/05/transporte-atraves-de-membranas.html 12/03/2012 6 O ATP está diretamente acoplado ao processo O ATP está diretamente acoplado ao processo de transporte.de transporte. Bomba de sódio-potássio • Ocorre contra o gradiente de concentração Transporte Ativo Primário Fonte: http://e-medicine.webnode.com.br/fisiologia/fisiologia-geral/transporte • Transporte de 2 ou mais solutos acoplados • Na+ de acordo com seu gradiente eletroquímico• Outro soluto se move contra o gradiente eletroquímico • ATP indireto para Na-K ATPase Transporte Ativo Secundário Ocorre uso indireto de ATP Fonte:http://thauanadeavila.blogspot.com/ 1) CO-TRANSPORTE (Simporte)1) CO-TRANSPORTE (Simporte) 2) CONTRA-TRANSPORTE (antiporte ou troca)2) CONTRA-TRANSPORTE (antiporte ou troca) Transporte Ativo Secundário Fonte:http://www.biochem.arizona.edu/classes/bi oc462/462a/NOTES/LIPIDS/transport.html � Tem mais velocidade em baixas concentrações � É auto-limitada. (SATURAÇÃO) � É necessário especificidade química (ESTEREOESPECIFICIDADE) � Existe competição (galactose inibe o transporte de glicose) Solutos quimicamente relacionados Transporte Mediado por Carregador Fonte:http://www.biochem.arizona.edu/classes/bioc46 2/462a/NOTES/LIPIDS/transport.html Tipo de transporte Ativo ou Passivo Mediado por carreador Utiliza energia metabólica Dependente do gradiente do Na+ Difusão simples Passivo; a favor do gradiente Não Não Não Difusão facilitada Passivo; a favor do gradiente Sim Não Não Transporte ativo primário Ativo; contra o gradiente Sim Sim; direto Não Co- transporte Ativo secundário* Sim Sim; indireto Sim (solutos se movem no mesmo sentido do Na+ através da membrana) Contra- transporte Ativo secundário* Sim Sim; indireto Sim (solutos se movem no mesmo sentido do Na+ através da membrana) Resumo dos Transportes de Membrana Células excitáveis � Algumas células (neurais e musculares) são capazes de gerar impulsos eletroquímicos em suas membranas Fonte:http://www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/sala_de_aula/biologia/biologia_animal/si stemas_humanos_sistema_nervoso/sist_nervoso_impulso_nervoso 12/03/2012 7 Potenciais de membrana resultantes da Difusão Na+ + + + + + + + Na+ +61 mV K+ + + + + + + + K+ -94 mV - - - - - - - Potencial de Difusão Na+ Cl- Na+ Cl- - + - + - + - + Membrana seletiva para o Na+ Fc Fe Potencial de Equilíbrio Equilíbrio Eletroquímico (Fc = Fe) Fpropulsora = 0 •Depende do gradiente de Concentração É a diferença de potencial gerada pela difusão de íons ao longo de seu gradiente de concentração. Equação de Nernst •Calcula o potencial de equilíbrio para íon monovalente; •Para uma determinada diferença de concentração; •Admitindo-se que a membrana seja permeável a este íon FEM (mv) = ±61 log10 [ Ci ] [Ce ] Equação de Goldman � Potencial de difusão depende de 3 fatores: (1) polaridade da carga elétrica de cada íon (2) permeabilidade da membrana a cada íon (3) concentrações dentro e fora da membrana de cada íon � Repouso : maior permeabilidade ao K+ e ao Cl- FEM (mv)= -61 log [Na]i PNa + [K]i PK + [Cl]e PCl [Na]ePNa + [K]e PK + [Cl]i PCl Potencial de Membrana (Repouso) � Por convenção, o potencial de membrana é expresso como um potencial intracelular em relação ao potencial extracelular. � Resulta dos potenciais de difusão, que por sua vez resultam das diferenças de concentração dos diversos íons. � Diferença de potencial através da membrana de células excitáveis quiescentes. -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ � Gerado por potenciais de difusão � Causas da Eletronegatividade em Repouso: � Canais de vazamento Na-K (100x mais permeáveis ao K) -86 mV � Bomba Na-K (3 Na para 2 K) -4 mV. Potencial de Repouso Ecélula = -90 mv Fonte:http://dc313.4shared.com/doc/84EnFuca/preview.html 12/03/2012 8 Potenciais de Ação São variações rápidas do potencial de membrana que se propagam pelas células excitáveis. + + + + + + - - - - - - Fonte: geocities.yahoo.com.br/jcc5001pt/museuelectrofisiologia.htm#impulsos Fonte:http://www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/sala_de_aula/biologia/biolog ia_animal/sistemas_humanos_sistema_nervoso/sist_nervoso_impulso_nervoso Potenciais de Ação � Repouso � Despolarização � Repolarização Fonte:Transferred from [http://pt.wikipedia.org pt.wikipedi) Estímulo Limiar e Limiar de Excitabilidade Fonte: SILVERTHOR, Physiology:an integrated approach,Second Edition.. 1. Potencial de membrana em repouso 2. Estímulo para despolarização 3. A membrana despolariza até o limiar. Os canais de Na+ voltagem-dependentes se abrem e o Na+ entra na célula. 4. A entrada rápida de Na+ despolariza a célula 5. Os canais de Na+ fecham-se e os de K+ mais lentos se abrem. 6. O K+ move-se da célula para o fluído extracelular 7. Os canais de K+ permanecem abertos e mais K+ deixa o interior da célula, hiperpolarizando-a 8. Os canais de K+ voltagem-dependentes fecham-se, e um pouco de K+ entra nas célula através dos canais 9. A célula retorna à permeabilidade iônica de repouso e ao potencial de membrana em repouso. Base Iônica do Potencial de Ação: M IL IV O L T A G E M +35 -50 -70 1- REPOUSO - Alta permeabilidade ao K+ - Baixa permeabilidade ao Na+ Base Iônica do Potencial de Ação: M IL IV O L T A G E M +35 -50 -70 2- DESPOLARIZAÇÃO - Maior condutância ao Na+ - Potencial de membrana fica menos negativo Na+Na+ Base Iônica do Potencial de Ação: M IL IV O L T A G E M +35 -50 -70 3- REPOLARIZAÇÃO K+ - Fechamento das comportas de inativação dos canais de Na+ - Aumento da condutância ao K+ K+ InativadoInativado 12/03/2012 9 Canais de Sódio Voltagem-Dependentes Comporta de ativação Comporta de inativação Repouso Na+ Despolarização Repolarização voltagem voltagem LIC LEC 1 2 3 Canais de Potássio Voltagem-Dependentes Repouso Despolarização (ativação lenta) Repolarização K+ 3 1 2 3 2 LIC Pós-Potencial Hiperpolarizante � Seguinte à repolarização: potencial fica mais negativo. � Condutância ao K+ maior que no repouso � Seguinte à repolarização: potencial fica mais negativo. � Condutância ao K+ maior que no repouso Fonte:Transferred from [http://pt.wikipedia.org pt.wikipedi) Características dos Potenciais de Ação - Amplitude - Propagação sem decremento - - - - - - - + + + + + + + + - - + - Resposta Tudo ou Nada Fonte:Transferred from [http://pt.wikipedia.org pt.wikipedi) Restabelecimento dos Gradientes Iônicos de Na+ e K+ após Potencial de Ação � Atividade de bombeamento � Proporcional ao cubo da [ ] de Na+ � Atividade de bombeamento � Proporcional ao cubo da [ ] de Na+ Fonte: http://e-medicine.webnode.com.br/fisiologia/fisiologia-geral/transporte Fonte:Transferred from [http://pt.wikipedia.org pt.wikipedi) Período Refratário Absoluto Relativo 12/03/2012 10 Inibição da Excitabilidade Na+ Lidocaína XX Fonte:http://joziiane.blogspot.com/2010/06/ta.html Potenciais de Ação - Platô � Aumenta o período de despolarização � Canais de Ca2+ - voltagem dependentes lentos Fonte:http://www.fisiologia.kit.net/fisio/pa/1.htm 1 3 2 Ritmicidade de Tecidos Excitáveis Vo lta ge m (m v) Tempo �O potencial de repouso da membrana é muito próximo do limiar; de forma que os canais de Na+ e Ca2+ são facilmente abertos. �Novo potencial não ocorre imediatamente após um potencial prévio devido o aumento na condutância ao K+ que permanece por alguns milissegundos. Fonte: http://www.endocardio.med.br/arritmias/ Fibra mielinizada Fibra amielinizada Fibras nervosas � Conduçãosaltatória http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Corpo/sistemanervoso3.php SINAPSE foto: Alexander Shirokov/ Sxc.hu Fonte:http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/bioconexoes/imagens/corra02.jpg/view
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