Aula 2 Controle do ambiente interno

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Devemos Devemos 
entender com entender com 
exemplos do exemplos do 
nosso cotidianonosso cotidiano
� Um sistema de controle biológico pode ser
definido como uma série de componentes
interconectados que servem para manter um
parâmetro físico ou químico do corpo num
valor quase constante.
� (1) Receptor
� (2) Um centro de integração
� (3) Um efetor
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�� SendoSendo assimassim::
� O sinal que inicia a operação de um sistema de controle é um
estímulo, que por sua vez excita um receptorreceptor (componente
capaz de detectar uma alteração da variável em questão), o
qual envia uma mensagem ao centrocentro dede integraçãointegração, que
pode ser imaginado como uma caixa de controle.
� O centro de integração avalia a força do estímulo e envia uma
mensagem adequada a um componente conhecido como
efetorefetor, envolvido na correção do distúrbio, respondendo de
modo que as alterações do ambiente interno voltem ao
normal.
TRÊSTRÊS COMPONENTESCOMPONENTES BÁSICOSBÁSICOS FORMAMFORMAM UMUM SISTEMASISTEMA DEDE
FEEDBACKFEEDBACK
�� RECEPTORRECEPTOR::
� É a estrutura corporal que monitora as alterações da
condição controlada.
– Exemplo: Terminações nervosas, na pele, sensíveis à temperatura.
�� CENTROCENTRO DEDE CONTROLECONTROLE::
� No corpo, fixa a faixa de valores dentro da qual uma condição
controlada deve ser mantida, avalia o que lhe chega dos
receptores e gera comandos de saída, quando são
necessários.
TRÊSTRÊS COMPONENTESCOMPONENTES BÁSICOSBÁSICOS FORMAMFORMAM UMUM SISTEMASISTEMA DEDE
FEEDBACKFEEDBACK
�� EFETOREFETOR::
� É a estrutura corporal que recebe as saídas do centro de
controle, produzindo uma resposta, ou efeito que produz
variação da condição controlada.
– Quase todos os órgãos, ou tecidos, no corpo podem comportar-se como um
efetor.
– Exemplo: Quando a temperatura corporal baixa rapidamente, o encéfalo (o
centro de controle) envia impulsos nervosos para s músculos esqueléticos
(os efetores), para fazer com que você tenha calafrios, que geram calor,
aumentando assim sua temperatura.
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CENTRO DE INTEGRAÇÃO
RECEPTOR
EFETOR
ESTÍMULO
(3) Sinaliza ao 
efetor para corrigir 
o distúrbio
(2) O receptor avisa o 
centro integração sobre o 
distúrbio
(1) Estímulo excita o 
receptor
(4) O efetor corrige o 
distúrbio e remove o 
estímulo
+ = ação do estímulo
- = remoção do estímulo
� O mecanismo de retroalimentação (feedback)
pode ser positivopositivo ou negativonegativo.
� Isso significa que qualquer ação no organismo,
“realimenta” os sistemas corporais de
informações sobre suas concentrações e ou
ações.
� É quando algum desses aspectos da ação
sobre o organismo inibe de forma direta ou
indiretamente qualquer ação adicional no
organismo, impedindo a hiperatividade.
Ou seja........
� Sistema de feedback negativo inverte a
variação, em condição controlada.
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� Funciona de maneira inversa ao negativo, isto
é, promove a maior ação no organismo,
agindo por mecanismos diretos ou indiretos.
Ou seja........
� Sistema de feedback positivo tende a
fortalecer, ou a reforçar, a alteração em
uma das condições controladas do corpo.
� Um exemplo de feedback positivo é o parto normal. As primeiras
contrações do parto (estímulo) empurram parte do bebê para a cérvix,
a parte mais inferior do útero, que se abre na vagina. Células nervosas,
sensíveis ao estiramento (receptores), monitoram o estiramento do
cérvix (condição controlada). À medida que estiramento aumenta, elas
enviam mais impulsos nervosos (entrada) para o encéfalo (centro e
controle), que, por sua vez, libera o hormônio ocitocina no sangue. A
ocitocina faz com que os músculos, na parede uterina (efetor), se
contraiam com força ainda maior. Essas contrações empurram o bebê
para baixo, ao longo do útero, o que distende o cérvix ainda mais. O
ciclo de estiramento, liberação do hormônio e contrações cada vez
mais fortes (esse ciclo que ocorreu até então é considerado feedback
positivo), só é interrompido pelo nascimento da criança (quando
interrompe é feedback negativo). Assim, o estiramento da cérvix cessa
e a ocitocina não é mais liberada (só nesse momento final que vai
ocorrer o feedback negativo)
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� Um exemplo de feedback negativo pode ser observado na
regulação da concentração de CO2 no líquido extracelular
pelo sistema respiratório. Neste caso, um aumento
anormal do CO2 extracelular dispara um receptor, que envia
informações ao centro de controle respiratório – bulbo -
(centro de integração) a fim de aumentar a respiração. Os
efetores, neste exemplo, são os músculos respiratórios. O
aumento da respiração diminuirá a concentração do CO2
extracelular até que volte ao normal e, dessa forma,
restabelecerá a homeostasia.
� O sistema de barorreceptores é responsável pela regulação
da PA.
� Os barorreceptores são receptores sensíveis à pressão que
utiliza receptores de estiramento (ou seja, detecta
aumento ou redução no volume sanguíneo) localizados na
bifurcaçãobifurcação dada artériaartéria carótidacarótida ee nono arcoarco aórticoaórtico, enviando
sinais ao cérebro (centro vasomotor) pelo nervonervo dede HeringHering
para exercer a regulação rápida da pressão arterial.
�� AssimAssim...
� Quando a PA aumenta além dos níveis normais, os
barorreceptores são estimulados e impulsos nervosos são
transmitidos ao centro de controle cardiovascular, no bulbo
localizado no tronco encefálico.
� Por sua vez, este centro diminui o nº de impulsos ao
coração, reduzindo a quantidade de sangue bombeado por
ele e fazendo com que a PA volte ao normal.
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Realce
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Resolução do esquema anterior:
A pressão arterial mais alta é detectada pelo
barorreceptores, que são as células nervosas sensíveis a
pressão (receptor), localizada nas paredes de alguns vasos
sanguíneos. Os barorreceptores enviam impulsos nervosos (a
entrada) para o encéfalo (o centro de controle), que
interpreta o impulso e responde, enviando impulsos nervosos
(a saída) para o coração (efetor), A frequência dos
batimentos cardíacos baixa, o que faz com que a pressão
arterial diminua (resposta).
Observe que essa sequência de eventos faz com que a condição
controlada – a pressão arterial – retorne ao normal, e a homeostasia é
restaurada.
POR EXEMPLO:
HipervolemiaHipervolemia = a resposta é relaxar os vasos
HipovolemiaHipovolemia = a resposta é contrair os vasos
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� PÂNCREAS
� É uma glândula tanto exócrina com endócrina (mista).
Secretam suco Secretam suco 
gástricogástrico
InsulinaInsulina e e 
GlucagonGlucagon
ANTAGÔNICOSANTAGÔNICOS
� Secretam insulina e glucagon.
• Essas ilhotas possuem três tipos de células:
1. Beta;
2. Alfa;
3. Delta.
As células BETA secretam insulina (localizam-se na parte central).
As células ALFA secretam glucagon(localizam-se na parte periférica).
As células DELTA secretam somatostatina (localizam-se entre as células alfa).
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� As ilhotas possuem um mecanismo sensível e
aperfeiçoado de regulação da glicemia. O
glucagon estimula a hiperglicemia, através da
ativação da glicogenólise hepática, sendo
considerado um hormônio hiperglicemiante;
a insulina é um hormônio hipoglicemiante,
pois promove a captação da glicose da
corrente sanguínea pelas células e
armazenando o excesso no fígado na forma
de glicogênio.
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Nota
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� A precisão com o qual um sistema de controle
mantém a homeostasia é denominado ganho
do sistema.
� O ganhoganho pode ser imaginado como a
“capacidade” do sistema de controle.� Em síntese, ganho é a quantidade teórica de
correção dividida pela quantidade de
anormalidade restante após a correção.
� Suponha que uma pessoa vestindo calção deixe um ambiente
confortável (22ºC) e entre num ambiente frio (0ºC) por um
período de 20 minutos. Ao entrar na sala fria, a sua temperatura
corporal é de 37ºC, mas, após vinte minutos, ela cai para 36ºC.
Durante a exposição ao frio, os sistemas de controle
automaticamente diminuem o fluxo sanguíneo cutâneo para
minimizar a perda de calor e iniciam os tremores para aumentar
a sua produção. Coletivamente, essas alterações impedem que a
temperatura corporal diminua drasticamente. O ganho de
retroalimentação desse sistema de controle pode ser calculado
da seguinte maneira (slide seguinte):
�� ConsequentementeConsequentemente:
� GANHO = quantidade necessária de correção
quantidade de anormalidade após a correção
GANHO = ambiente confortável – ambiente frio
Temperatura corporal antes de entrar na sala – Temperatura corporal durante e
após entrar na sala
GANHO = 22ºC – 0ºC
37ºC – 35ºC
GANHO = 22
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GANHO = 22
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�� OO ganhoganho calculadocalculado dede 2222 parapara oo exemploexemplo significasignifica queque aa
diminuiçãodiminuição observadoobservado nana temperaturatemperatura corporalcorporal centralcentral seriaseria 2222
vezesvezes maiormaior sese osos sistemassistemas dede controlecontrole parapara mantermanter aa
temperaturatemperatura nãonão estivessemestivessem funcionandofuncionando..
� Se a medida fisiológica em questão for a temperatura corporal
interna e 30 minutos de exercício contínuo em estado estável
resultar em um gasto energético de 291 Kcal com um aumento
de temperatura interna de apenas 0,5ºC, uma expressão pode
ser desenvolvida para comparar o armazenamento e a produção
de calor. Como o armazenamento de calor (calor específico) no
corpo tem uma relação de 0,83 Kcal/Kg/ºC, cada aumento de
1ºC na temperatura interna de uma pessoa de 70Kg representa
um armazenamento de calor de 58,1 Kcal.
�� ConsequentementeConsequentemente:
� GANHO = quantidade necessária de correção
quantidade de anormalidade após a correção
GANHO = produção de calor com exercício – produção de calor no repouso
armazenamento de calor após o exercício – armazenamento de calor do corpo em
repouso
GANHO = (291 – 35) Kcal
(2.179 – 2.150) Kcal
GANHO = 256 Kcal
29 Kcal
GANHO = 8,8 Kcal
�� OO ganhoganho calculadocalculado dede aproximadamenteaproximadamente 99 parapara oo exemploexemplo
significasignifica queque oo aumentoaumento observadoobservado nana temperaturatemperatura corporalcorporal
centralcentral seriaseria 99 vezesvezes maiormaior sese osos sistemassistemas dede controlecontrole parapara
mantermanter aa temperaturatemperatura nãonão estivessemestivessem funcionandofuncionando..
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�� OO graugrau emem queque umum sistemasistema dede controlecontrole mantémmantém aa homeostasiahomeostasia
éé denominadodenominado ganhoganho dodo sistemasistema.. UmUm sistemasistema dede controlecontrole comcom
umum grandegrande ganhoganho éé maismais capazcapaz dede mantermanter aa homeostasiahomeostasia dodo
queque umum sistemasistema comcom umum pequenopequeno ganhoganho..
� Exemplos de quando um ou vários sistemassistemas dede controlecontrole falhamfalham:
� Hipertermia (aumento da temperatura corporal) durante
treinamentos de inúmeras modalidades esportivas, bem como
em corridas de longa distância.
� Hiponatremia (diminuição da concentração sérica de sódio) –
causando risco de vida durante exercícios prolongados devido
a regulação incorreta dos fluídos e eletrólitos corporais.
� Como é de se esperar, os sistemas de controle
mais importantes do corpo apresentam
ganhos substanciais.
• Regulação da temperatura corporal
• Sistema pulmonar (respiração)
• Sistema vascular (liberação do sangue)
Sistemas Sistemas 
que tratam que tratam 
de de 
questões questões 
de vida e de vida e 
mortemorte
�� HomeostaseHomeostase – manutenção de um ambiente
interno constante ou inalterado.
�� EstadoEstado EstávelEstável – condição em que certas
funções corporais atingiram uma constância
dinâmica em um nível diferente de
homeostase.
�� SistemaSistema dede controlecontrole biológicobiológico – unidade
funcional do corpo para manter a
homeostase.
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�� ReceptorReceptor – o componente do sistema de
controle biológico que detecta estímulos e
libera informações para a unidade integrada
de controle.
�� CentroCentro dede integraçãointegração – componente que
recebe as informações sensoriais do receptor
e redireciona a informação para causar uma
resposta.
�� EfetorEfetor – resposta resultante do receptor e da
função da unidade integradora.
� 1 – Explique as diferenças entre homeostase e estado estável.
� 2 – Defina um sistema de controle biológico e liste os
componentes desse sistema
� 3 – Você conhece algum sistema de controle biológico que
funcione durante o exercício? Em caso afirmativo, liste pelo
menos dois e explique como funcionam.
� 4 – Por que a maioria dos sistemas de controle biológico
funciona através de retroalimentação negativa?
� 5 – Explique o que significa “ganho” de um sistema de controle.
É desejável um grande ou pequeno ganho? Explique.
ATIVIDADE COMPLEMENTAR
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