Resumo fisiologia animal - incompleto

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Fisiologia Animal P1
Homeostase
Classificação dos sistemas:
Sistemas passivos: a energia (calor) dirigida para o sistema não é regulada pelo mesmo. O crescimento de microrganismos por exemplo, depende de calor, mas os microrganismos não conseguem limitar ou controlar o calor.
Sistemas controlados: o sistema tem um mecanismo capaz de regular a quantidade de energia fornecida.
Sistema de alça aberta (open loop) – A saída não tem efeito sobre a entrada. Um sistema de medida de pressão arterial, a saída é o registro da pressão, a saída deverá espelhar a entrada sem ter influencia sobre ela.
Sistema de alça fechada (retroalimentação) – Há um controle da saída sobre a entrada.
Comunicação Celular:
Junções comunicantes – estrutura formada por duas membranas justapostas, que contém um arranjo de conexões (conexons) de cada lado das membranas. Este arranjo entre as membranas forma um poro, o conjunto estrutural é denominado junção comunicante (gap), que permite a passagem de íons e pequenas moléculas entre celular adjacentes. Os conexons são formados por proteínas transmembrânicas chamadas conexinas. O arranjo de 6 conexinas forma o hemicanal (conexon). O encontro dessas estruturas na membrana celular de ambas as células comunicantes constitui o canal ou junção comunicante.
Sinalizadores dependentes de contato – as integrinas são proteínas transmembrânicas que se conectam via proteínas de ancoragem ao citoesqueleto de actina. Possui afinidade por ligantes extracelulares, como fibrinogênio, e colágeno, regulada por sinalização celular. As integrinas também se comportam como receptores tradicionais, respondendo a ligantes extracelulares com cascatas intracelulares que modulam a polaridade celular. Uma de suas funções é estrutural, são a ponte de ligação entre a matriz extracelular e o citoesqueleto. Reconhecem muitas proteínas da matriz extracelular; este reconhecimento possibilita a percepção do meio extracelular e consequente ajuste a sinais externos.
Mensageiros extracelulares – os mensageiros químicos intercelulares devem atingir células-alvo, que podem interpretar esses sinais. Para reconhecer esses mensageiros, essas células-alvo precisam ter elementos chamados receptores, que mudam de conformação quando o mensageiro se liga a eles. Esses sistemas, ligantes/receptor, são específicos. Uma mesma molécula sinalizadora pode ligar-se a diferentes tipos de receptores em uma mesma célula ou em diferentes tecidos. 
O que confere especificidade da resposta de determinado tipo celular a um ligante? Genes são silenciados e outros ativados durante a diferenciação embrionária, de maneira especifica, que então expressará proteínas específicas. Desse modo, determinado tipo celular terá proteínas x participando da sinalização, isso leva a respostas muito distintas a um mesmo ligante ativando um tipo de receptor.
Receptores de membrana
Receptores canais 
Proteínas de canal formam poros nas membranas, podem ser fechados ou abertos, de acordo com a conformação da proteína, possuem sítios de passagem para íons específicos. Podem ser modulados por voltagem, modulados por ligante extracelular (mensageiro intercelular), modulados por ligante intracelular (segundo mensageiro) e operados mecanicamente. 
Canais dependentes de voltagem 
Dependem de voltagem específica para abertura; específico para Na+ ou K+.
 
A célula está no seu potencial de repouso (-90mV), para a célula desencadear um potencial de ação, o potencial eletroquímico precisa ser alterado dentro e fora da membrana; o gradiente eletroquímico é alterado lentamente, quando chega no limiar de ação, o potencial eletroquímico é alterado rapidamente até +35 mV (despolarização), é chamado de período refratário absoluto, o interior ficará mais positivo que o exterior; a célula precisa voltar para o potencial de repouso, esse retorno é a repolarização, porém ela fica abaixo dos -90mV do início e depois volta a subir lentamente, essa subida é a hiperpolarização. 
Os principais íons que participam são sódio, potássio e cloreto; eles alteram o potencial da célula ao entrar e sair. Esse potencial de ação gerado é mediado pelos íons.
Canais receptores abertos por ligante extracelular
Ocorre entre duas células nervosas ou entre um neurônio e uma celular efetuadora. A região de transmissão, é onde os neurônios transmissores são liberados, atuando em receptores de membrana na célula pós-sináptica. 
Esses canais são especializados para converter um sinal químico rapidamente em mudança no potencial de membrana da celular pós-sináptica, que é eletricamente excitável. Dependendo do íon para o qual o canal é seletivo, essa alteração no potencial de repouso da celular poderá: 1)levar à despolarização celular, como é o caso dos receptores de acetilcolina e glutamato (são canais de Na+ ou Ca2+); 2) dificultar a resposta de despolarização a um estímulo excitatório, como é o caso dos receptores do ácido gama-aminobutírico (GABA) e de glicina (são canais de Cl-). Ex: receptores acoplados a proteínas G.
Canal dependente por ligante intracelular
Regulam a expressão gênica de modo direto, pois são fatores de transcrição ativados por ligantes, situados no citoplasma ou núcleo. Incluem os receptores de hormônios esteroides (cortisol, hormônios sexuais), hormônio tireóide (T3), vitamina D e receptores órfãos. 
Finalização de sinal
Os processos mais conhecidos são: fosforilação/desfosforilação proteica, dessensibilização do sistema receptor/via de sinalização, ubiquitinação e inibição por proteínas reguladoras de proteínas G.
Organização do Sistema Nervoso
Funções gerais: 
controle do ambiente interno (funções viscerais); controle do movimento voluntário; programação dos reflexos espinhais; percepção do ambiente; aquisição de experiências necessárias para a aprendizagem e memória; atividades mentais.
As informações são processadas na sequencia: 
entrada -> integração -> saída
Há uma divisão entre sensorial e motor por todo o sistema nervoso
Entradas e saídas para o cérebro são cruzadas
O sistema nervoso opera por justaposição de excitação e inibição
Tem diversos tipos de função (músculo; medula espinhal; tronco encefálico; subcortical; cortical)
Opera como uma serie de sistemas dispostos paralela e hierarquicamente. Cérebro (córtex motor); tronco encefálico (mesencéfalo, ponte e bulbo); cerebelo; núcleos da base. 
Tipos de neurônios: 
Classificação funcional 
Sensorial ou aferente – recebem estímulos químicos, mecânicos e elétricos.
Motor ou eferente – ativação de músculo ou glândula.
Interneuronios – conecta um neurônio a outro.
Classificação estrutural
Sinalização Neuronal
Características gerais: os neurônios não são capazes de transmitir ondas sonoras nem luz. São necessárias estruturas especializadas na transformação dessas formas de energia em sinais neurais, por meio de uma linguagem comum ao sistema nervoso. As membranas neuronais são especializadas na geração de sinais elétricos.
 As informações devem ser traduzidas em sinais elétricos, essa tradução é feita pelos receptores sensoriais, terminações nervosas ou células diferenciadas. Os impulsos nervosos, ou potenciais de ação, causados por variações de permeabilidade iônica da membrana, e capazes de se propagar sem perda ao longo dos prolongamentos dos neurônios. A sinalização neural envolve variações contínuas de potencial elétrico na membrana; a informação é codificada por meio de variações de amplitude e de forma das ondas transmitidas. 
Sinais elétricos no sistema nervoso: Um aumento da diferença de potencial torna o interior da célula mais negativo, hiperpolarização, enquanto uma diminuição do potencial torna o interior menos negativo, despolarização. A bainha de mielina, formada por varias camadas de membrana das células de Schwann (no SNP) e oligodendrócitos (no SNC), aumenta a resistência através da membrana do axônio. A atividade elétrica ao longo dos axônios mielinizados demonstra que os potenciais de ação são gerados nos nós de Ranvier, sucessivamente aolongo do axônio, resultando na condução saltatória. A mielinização é uma forma eficaz de aumentar a velocidade de condução de impulsos nervosos poupando espaço. Os potenciais de ação só são gerados nos nódulos de Ranvier.
 A esclerose múltipla é resultado de reações inflamatórias que destroem a mielina, diminuindo assim a velocidade de condução de impulsos nervosos. 
Mecanismos iônicos e metabólicos do potencial de ação: O potencial de ação é gerado no corpo celular, no axônio de Hillock, percorre o axônio até sua extremidade. Inicialmente, com a membrana em repouso, o potencial de membrana é cerca de -70 mV, a geração do potencial de ação depende de um estímulo que produza um aumento da passagem de sódio para dentro do neurônio; a tendência é que o potencial vá para -55, então as bombas de Na+ e K+ irão se abrir e irá entrar mais sódio, quando chega a +50 mV, as bombas fecharão, retornando a -70 mV, e isso irá se repetir (será amplificado), sempre abrindo as bombas seguintes, até chegar ao axônio terminal.
 
 A adição de tetrodoxina bloqueia a corrente de sódio (Na+) do potencial de ação, enquanto o tetraetilamônio bloqueia a corrente para fora da célula, carreada pela saída de potássio (K+).
Transmissão Sináptica
Sinapse é o local de contato entre dois neurônios ou de um neurônio com outra célula; a passagem de informações através da sinapse é conhecida por transmissão sináptica. 
Sinapses elétricas e químicas: 
 Nas sinapses elétricas a neurotransmissão ocorre através uma passagem de íons diretamente de uma célula para outra, por meio das junções gap ou junções comunicantes. Nas junções comunicantes as membranas ficam muito próximas e possuem canais iônicos que permitem a passagem os íons. Dessa forma, as células se acoplam quimicamente. Quando uma célula entra em atividade, ou seja, produz potenciais, a corrente iônica passa diretamente para a outra célula via junções comunicantes. Sua transmissão é muito rápida e o fluxo é bidimensional. 
Nas sinapses químicas a forma de comunicação dos neurônios ocorre por meio de mediadores químicos, que são os neurotransmissores.O fluxo é unidirecional; possui uma região especializada de contato, chamada de fenda sináptica e possui um espaço bem maior que as junções comunicantes. A primeira célula, a que acontece a fenda, é chamada de neurônio pré-sináptico (geralmente composto por um axônio) e o segundo elemento é o pós-sináptica (composto por um dendrito). 
O terminal pré-sináptico destaca-se devido à presença de vesículas sinápticas, pequenas esferas que se aglomeram próximo a face interna da membrana pré-sináptica. A informação chega ao elemento pré-sináptico na forma de potenciais de ação conduzidos através do axônio até os terminais. A seguir ocorre a conversão de informação elétrica em química; os potenciais causam a liberação, na fenda sináptica, de substância química armazenada nas vesículas sinápticas, essas substâncias são os neurotransmissores. Quando os neurotransmissores chegam à fenda sináptica, reconverte a informação química em elétrica, resultando num potencial pós-sináptico na membrana da segunda célula. 
Essa possibilidade de converter as informações químicas e elétricas permite que ela tenha a capacidade de modular as informações transmitidas pelas células nervosas. 
As sinapses químicas podem ser classificadas quanto à função em:
Excitatórias – o resultado da transmissão é um potencial pós-sináptico despolarizante, ou seja, tende a se aproximar do limiar facilitando o potencial de ação do neurônio pós-sináptico.
 
Inibitórias – o resultado da transmissão é um potencial pós-sináptico hiperpolarizante, que se afasta do limiar dificultando a geração do potencial de ação. 
Neurotransmissores e receptores: 
Aminas – serotonina, histamina, dopamina e norepinefrina.
Colinas (amina) – acetilcolina.
Purinas – adenosina e ATP.
Aminoácidos – glutamato e aspartato (excitatórios); GABA, glicina e taurina (inibitórios).
Neuropeptídeos – são formados por cadeias longas de aminoácidos, endorfina e encefalina, ocitocina e vasopressina.
Gases – óxido nítrico e monóxido de carbono.
O mesmo NT pode se ligar a diferentes receptores
Síntese de NT – diferentes neurotransmissores são sintetizados de maneira diferente; o GABA e as aminas são produzidas pelos neurônios que os liberam, esses neurônios possuem enzimas específicas que os sintetizam a partir de precursores. 
Liberação de NT – a liberação é desencadeada pela chegada de um potencial de ação ao terminal axônico, que chegam na forma de ondas despolarizantes da membrana. As vesículas liberam seu conteúdo por exocitose.A frequência de potenciais de ação determina a quantidade de moléculas de NT liberada na fenda sináptica. 
Desativação dos Neurotransmissores – Os neurotransmissores exocitados não podem permanecer ligados aos receptores permanentemente. O sistema de recepção precisa voltar rapidamente ao seu estado de repouso, para receber novas mensagens. Podem ser desativados por: difusão lateral; degradação enzimática; recaptação pela membrana pré-sináptica via proteínas especificas e assistida pela glia. A acetilcolina é o único neurotransmissor que não sofre recaptação.
Receptores – o resultado final da ação do NT na fenda sináptica é uma alteração no potencial de membrana pós-sináptica, chamado de potencial pós-sináptico. O que provoca essa alteração é a interação química entre o neurotransmissor e seu receptor. Os receptores podem ser:
Ionotrópicos: são receptores ligados a canais iônicos. Quando o NT se liga ao sítio receptor ocorre uma mudança de conformação espacial que resulta na abertura (ou fechamento) do poro iônico.
Metabolotrópicos: são molecular que possuem sítios para os NT mas que não são canais iônicos. Receptores ligados a segundos mensageiros. Esses receptores ativam uma reação em cascata e usam um segundo mensageiro (o primeiro é NT). 
Qual a vantagem de se usar 2° mensageiro? A vantagem é que intracelularmente são produzidos muitos mediadores, amplificando o sinal inicial. Mediadores químicos são agentes moduladores de neurotransmissão, já que os receptores metabolotrópicos demoram mais tempo para modificar a excitabilidade do neurônio.
Se predomina o fluxo de sódio para dentro da célula, o receptor provoca uma despolarização de membrana, se aproximando do limiar para gerar potenciais de ação, nesse caso chamamos esse potencial de potencial pós-sináptico excitatório (PEPS). 
Se predominar a entrada de Cloreto, de fora para dentro da célula, provocará uma hiperpolarização do neurônio e é chamado de potencial pós-sináptico inibitório (PIPS), pois estará se afastando do potencial de ação. 
Os PEPS e PIPS são, portanto, alterações localizadas no potencial de membrana causadas por aberturas de canais iônicos dependentes de NT.
Reciclagem e degradação dos neurotransmissores :
Recaptação dos neurotransmissores: a membrana dos terminais pré-sinápticos possui proteínas transportadoras específicas para os neurotransmissores que produz; algumas células da glia (astrócitos) possuem transportadores para NT. Esse mecanismo de recaptação constitui um importante mecanismo de defesa contra os efeitos tóxicos das aminas.
Degradação enzimática do neurotransmissor: a presença de enzimas que degradam o NT garante que este será degradado após transmitir a informação. Na fenda sináptica a acetilcolinesterase degrada acetilcolina; no citoplasma da célula pré-sináptica a monoaminoxidase degrada as monoaminas. 
Difusão: a difusão do NT para fora da fenda sináptica possibilita o final da transmissão.
Função das células gliais: suporte e estrutural, produção de mielina, nutrição dos neurônios (regulam a composição dos fluidos extracelulares), formação da barreira hemato-encefálica, liberação de fatores de crescimento, reparo pós-lesão (microglia, macrófagos especializados) e tamponamento de neurotransmissores. 
Mecanismos de integração dos sinais neurais:
Se a despolarização atingir o limiar será gerado um PA
Se a despolarização ultrapassar o potencialcrítico então mais de um PA será gerado
Se a despolarização atingir valores menores que o crítico ou se houver hiperpolarização, não haverá PA.
O neurônio pós-sináptico gera PEPS e PIPS conforme a sinapse que está em atividade.
 Ele realiza uma análise combinatória de potenciais pós-sinápticos denominada somação; os potenciais pós-sinápticos pode ser:
Somação espacial – somação de potenciais pós-sinápticos causados por diferentes neurônios pré-sinápticos.
Somação temporal – somação de potenciais pós-sinápticos em rápida sucessão deflagrados pelo mesmo neurônio pré-sináptico.
Um neurônio pode regular a excitabilidade de outro neurônio por meio de neurônios inibitórios
Supondo que apenas o neurônio excitatório está em atividade. O eletrodo colocado no dendrito acusa um PEPS e no soma (corpo celular) observamos a propagação eletrônica da despolarização.
 Repare que o corpo celular já não manifesta qualquer resposta excitatória, indicando a total incapacidade de gerar PA.
Integração sináptica
Sensibilidade somática e dor
Transdução – capacidade de transformar qualquer estímulo em despolarização da membrana.
Modalidade dos receptores:
Mecânico – diferentes tipos de estímulos
Químico – presença de irritantes
Termorreceptor – canal Na+ ou K+ modulado por enzimas sensíveis a determinadas faixas de temperatura 
Gustativos; fotorreceptor; elétrico.
Nocicepção – consciência da estimulação de nociceptores. No cérebro, esses estímulos associados com a lesão real ou potencial podem ser interpretados como dor. 
Hiperalgesia – aumento da sensibilidade dolorosa. Estímulos antes inóculos provocam despolarização de nociceptores polimodais. 
Mecanismo da hiperalgesia: 
Sangramento → anóxia 
 Extravasamento de conteúdo celular (K, bradicinina, etc)
 Migração de mastócitos (histamina e serotonina)
 Reação do acido aracdônico → prostaglandinas e prostaclclinas 
 Sensibilização de nociceptores 
Os nociceptores liberam prostaglandinas e sub P acentuando o processo inflamatório