As Bases Moleculares e Celulares da Regulação Fisiológica

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Disciplina: Fisiologia VeterinDisciplina: Fisiologia Veterináária I ria I 
Prof. M. Sc. Ney Rômulo de Oliveira PaulaProf. M. Sc. Ney Rômulo de Oliveira Paula
MMéédico Veterindico Veterinááriorio
neyromulo@hotmail.comneyromulo@hotmail.com
1. Sistema 1. Sistema NeuromuscularNeuromuscular;;
2. Sistema Nervoso;2. Sistema Nervoso;
3. Sistema Respirat3. Sistema Respiratóório;rio;
4. Sistema 4. Sistema CardioCardio--VascularVascular..
Fisiologia VeterinFisiologia Veterináária Iria I
III Semestre III Semestre 
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1.1. CUNNINGHAM,CUNNINGHAM, James G. James G. Tratado de Fisiologia Tratado de Fisiologia 
VeterinVeterinááriaria. 3. 3ªª. Ed. Rio de Janeiro: Guanabara . Ed. Rio de Janeiro: Guanabara KooganKoogan, , 
2004.2004.
2.2. SWENSON, Melvin J. (Edit.); REECE, Willian O. (Edit.). SWENSON, Melvin J. (Edit.); REECE, Willian O. (Edit.). 
DukesDukes: Fisiologia dos animais dom: Fisiologia dos animais doméésticos.sticos. 1111ªª Ed. Ed. 
Rio de Janeiro: Guanabara Rio de Janeiro: Guanabara KooganKoogan, 1999., 1999.
3.3. RANDALL, David; BURGGREN, Warren; FRENCH, RANDALL, David; BURGGREN, Warren; FRENCH, 
Kathleen. Kathleen. Fisiologia animal: mecanismos e adaptaFisiologia animal: mecanismos e adaptaçções. ões. 
44ªª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Ed. Rio de Janeiro: Guanabara KooganKoogan, 2000., 2000.
4.4. SCHMIDTSCHMIDT--NIELSEN, Knut. NIELSEN, Knut. Fisiologia animal: adaptaFisiologia animal: adaptaçção ão 
e meio ambiente. 5e meio ambiente. 5ªª Ed. São Paulo: Santos, 2002.Ed. São Paulo: Santos, 2002.
Aulas:Aulas:
30 aulas 30 aulas �� 60 horas60 horas
Faltas:Faltas:
AtAtéé 25% = 25% = 7 faltas 7 faltas �������� MMááximo!ximo!
AvaliaAvaliaçções:ões:
1. 1. Semanalmente* Semanalmente* 
2. Duas gerais (Maio e Julho)2. Duas gerais (Maio e Julho)
3. Participa3. Participaçção** ão** 
4. Trabalhos / semin4. Trabalhos / semináários ??rios ??
As bases moleculares e As bases moleculares e 
celulares dacelulares da
regularegulaçção fisiolão fisiolóógicagica
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• A A FisiologiaFisiologia
–– Estudo da regulaEstudo da regulaçção das alteraão das alteraçções que ões que 
ocorrem nos organismos ocorrem nos organismos -- neste caso, animais neste caso, animais 
superioressuperiores
•• Conhecimentos Conhecimentos �� mudanmudançças dramas dramááticas ticas 
�� 19801980
–– PercepPercepçção das bases moleculares da ão das bases moleculares da 
regularegulaçção biolão biolóógicagica
•• A abordagem utilizada A abordagem utilizada 
–– Anatomia molecular funcionalAnatomia molecular funcional
–– Estrutura molecular da cEstrutura molecular da céélula lula éé examinada examinada 
com particular ênfase na funcom particular ênfase na funçção fisiolão fisiolóógica, gica, 
no animal intacto, das estruturas moleculares no animal intacto, das estruturas moleculares 
e supramoleculares response supramoleculares responsááveis pela funveis pela funççãoão
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• DiscussãoDiscussão
–– Aspectos do funcionamento celular que Aspectos do funcionamento celular que 
elucidam a fisiologia melucidam a fisiologia méédica de animais dica de animais 
superioressuperiores
•• Revisão de conceitos e vocabulRevisão de conceitos e vocabuláário rio 
bbáásicossicos
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
Toda alteraToda alteraçção fisiolão fisiolóógica gica éé mediada por mediada por 
uma classe uma classe úúnica de macromolnica de macromolééculas culas 
polimpolimééricas (molricas (molééculas grandes) as culas grandes) as 
proteproteíínasnas
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• FunFunçção protão protééica ica �� subdividida em subdividida em 
categorias: categorias: 
–– catcatáálise lise 
–– reareaçção de acoplamentoão de acoplamento
–– transportetransporte
–– estrutura estrutura 
–– sinalizasinalizaççãoão
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• CatCatááliselise
–– Capacidade de aumentar acentuadamente a Capacidade de aumentar acentuadamente a 
taxa de uma reataxa de uma reaçção quão quíímica sem alterar o mica sem alterar o 
equilequilííbrio da reabrio da reaççãoão
–– Maioria das reaMaioria das reaçções bioquões bioquíímicas ocorre em micas ocorre em 
uma taxa fisiologicamente uma taxa fisiologicamente úútil devido apenas til devido apenas 
a protea proteíínas catalisadoras nas catalisadoras �� enzimasenzimas
–– Ex. Ex. �� catcatáálise enzimlise enzimáática na stica na sííntese de uma ntese de uma 
classe de molclasse de molééculas reguladoras fisiolculas reguladoras fisiolóógicas gicas 
�� catecolaminascatecolaminas
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• RReaeaçção de acoplamentoão de acoplamento
–– 2 rea2 reaçções juntamões juntam--se se �� transftransf. de energia. de energia
–– Energia liberada pela reaEnergia liberada pela reaçção de "morro ão de "morro 
abaixo" abaixo" éé usada para orientar a reausada para orientar a reaçção ão 
"morro acima" "morro acima" 
–– Capacidade das proteCapacidade das proteíínas acoplarem reanas acoplarem reaçções ões 
espontânea e espontânea e nãonão--espontaneamenteespontaneamente permite permite 
que as cque as céélulas sejam lulas sejam motores qumotores quíímicosmicos, , 
usando energia quusando energia quíímica mica �� vváárias funrias funççõesões
–– Ex: ContraEx: Contraçção do mão do múúsculo estriadosculo estriado
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• As proteAs proteíínas fornecem uma via para o nas fornecem uma via para o 
transportetransporte da maioria das molda maioria das molééculas e de culas e de 
todos os todos os ííons para dentro e para fora da ons para dentro e para fora da 
ccéélula lula 
•• ApApóós discussão s discussão �� membrana de dupla membrana de dupla 
camada lipcamada lipíídica, o maior obstdica, o maior obstááculo do culo do 
transportetransporte
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• ProteProteíínas que formam filamentos e que unem as nas que formam filamentos e que unem as 
ccéélulas umas lulas umas ààs outras e ao seu meio são s outras e ao seu meio são 
responsresponsááveis pela veis pela estrutura e organizaestrutura e organizaççãoão das das 
ccéélulas e de agregalulas e de agregaçções multicelulares ões multicelulares (os (os 
tecidos e tecidos e óórgãos de animais) rgãos de animais) 
•• Estrutura interna da cEstrutura interna da céélula muscular, bem como lula muscular, bem como 
sua capacidade de exercer sua funsua capacidade de exercer sua funçção são ão são 
governadas pelas propriedades das protegovernadas pelas propriedades das proteíínas nas 
muscularesmusculares
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• SinalizaSinalizaççãoão requer apenas uma alterarequer apenas uma alteraçção ão 
ou diferenou diferençça controladaa controlada
–– SinalizaSinalizaçção humana ocorre atravão humana ocorre atravéés de s de 
circuitos elcircuitos eléétricos abertos e fechados tricos abertos e fechados 
(telegrafia), sopros de fuma(telegrafia), sopros de fumaçça no ar e marcas a no ar e marcas 
pretas complexas em um fundo contrastante pretas complexas em um fundo contrastante 
(n(núúmeros e letras)meros e letras)
–– Uma propriedade fundamental das proteUma propriedade fundamental das proteíínas nas 
éé a capacidade de alteraa capacidade de alteraçção de formaão de forma
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• A cA céélula pode usar alteralula pode usar alteraçções na forma da ões na forma da 
proteproteíína diretamente para enviar sinais, e na diretamente para enviar sinais, e 
a funa funçção de algumas proteão de algumas proteíínas nas éé
puramente informativa; isto puramente informativa; isto éé, a , a úúnica nica 
coisa que uma protecoisa que uma proteíína fazmodificando a na faz modificando a 
forma forma éé transmitir ou transmitir ou transduzirtransduzir
informainformaççãoão
•• InformaInformaçção ão 
–– "qualquer diferen"qualquer diferençça que faz uma diferena que faz uma diferençça", a", 
ou, mais simplesmente, qualquer diferenou, mais simplesmente, qualquer diferençça a 
que regula algoque regula algo
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• FunFunçções proteões proteíínas nas �� podem ser molpodem ser molééculas culas 
protprotééicas combinadas ou individuaisicas combinadas ou individuais
•• Uma alteraUma alteraçção em uma ou mais dessas funão em uma ou mais dessas funçções ões 
protprotééicas pode ser utilizada para conduzir icas pode ser utilizada para conduzir 
informainformaçções, para servir como um sinal dentro ões, para servir como um sinal dentro 
da cda céélula lula 
•• ProteProteíínas que conduzem exclusivamente nas que conduzem exclusivamente 
informainformaçções, alteraões, alteraçções na atividade enzimões na atividade enzimáática tica 
ou no transporte de ou no transporte de ííons podem "fazer a ons podem "fazer a 
diferendiferençça", transmitindo informaa", transmitindo informaçções e ões e 
desencadeando uma resposta apropriadadesencadeando uma resposta apropriada
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• FunFunçção da proteão da proteíína na �� 2 2 caractcaract. . MolecMolec. . 
–– (1) prote(1) proteíínas podem se ligar muito especificamente a nas podem se ligar muito especificamente a 
outras moloutras molééculas culas 
–– (2) as prote(2) as proteíínas modificam sua forma, que, por sua nas modificam sua forma, que, por sua 
vez, altera suas propriedades de ligavez, altera suas propriedades de ligaçção e sua ão e sua 
funfunççãoão
–– Especificidade de ligaEspecificidade de ligaçção da proteão da proteíína na éé o resultado o resultado 
de sua complexa estrutura tridimensional. Sulcos ou de sua complexa estrutura tridimensional. Sulcos ou 
recortes na superfrecortes na superfíície de molcie de molééculas de proteculas de proteíína, na, 
chamados de chamados de ssíítios de ligatios de ligaçção, ão, permitem interapermitem interaçções ões 
especespecííficas com uma molficas com uma moléécula de forma cula de forma 
complementar, chamada de complementar, chamada de liganteligante
–– chave e fechadurachave e fechadura
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• Forma tridimensional Forma tridimensional �� conformaconformaççãoão
–– Determina a funDetermina a funçção da proteão da proteíínana
–– Uma forUma forçça maior que estabiliza a conformaa maior que estabiliza a conformaçção ão 
protprotééica ica éé a a interainteraçção hidrofão hidrofóóbica. bica. 
–– AminoAminoáácidos oleosos, cidos oleosos, hidrofhidrofóóbicosbicos tendem a se tendem a se 
reunir no meio de uma protereunir no meio de uma proteíína longe da na longe da áágua, gua, 
enquanto os aminoenquanto os aminoáácidos cidos hidrofhidrofíílicoslicos tendem a ser tendem a ser 
encontrados na superfencontrados na superfíície externa da protecie externa da proteíína, na, 
interagindo com abundante interagindo com abundante áágua celular. gua celular. 
–– A interaA interaçção hidrofão hidrofóóbica tambbica tambéém m éé importante na importante na 
estabilizaestabilizaçção da interaão da interaçção das proteão das proteíínas com os nas com os 
liplipíídios das membranas bioldios das membranas biolóógicasgicas
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia
•• Forma da proteForma da proteíína na �� estabilizada estabilizada 
–– Pontes de hidrogênio Pontes de hidrogênio entre os aminoentre os aminoáácidos cidos 
que compõem a proteque compõem a proteíína e pelas na e pelas 
propriedades hidrofpropriedades hidrofóóbicas e hidrofbicas e hidrofíílicas dos licas dos 
aminoaminoáácidos constituintes cidos constituintes 
–– Pontes de hidrogênio tambPontes de hidrogênio tambéém estabilizam as m estabilizam as 
posiposiçções dos pares polares de aminoões dos pares polares de aminoáácidos cidos 
na cadeia polipeptna cadeia polipeptíídica (protdica (protééica)ica)
IntroduIntroduçção a Fisiologiaão a Fisiologia