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Profª. Érika R. G. Costa CURSO DE FARMÁCIA UNIFAP UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ Fisiologia Virótica. Fisiologia Bacteriana. Fisiologia Celular. Fisiologia Vegetal. Fisiologia Humana. É o ramo da ciência que se preocupa com o estudo do funcionamento e equilíbrio do corpo humano, assim, destina- se a explicar os fatores físicos e químicos que estão envolvidos com a origem e propagação da vida humana. É o estudo do funcionamento dos órgãos e sistemas que constituem o organismo humano. ANATOMIA FISIOLOGIA FORMA FUNÇÃO Não podem ser separadas. Função de um órgão ou tecido está intimamente ligada à sua estrutura, e a estrutura de um organismo presumivelmente evolui no sentido de estabelecer uma base física eficiente para o seu funcionamento. 5 FISIOLOGIA CONHECIMENTO DA NATUREZA Aristóteles (384-322 a.C.) Funcionamento de todos os organismos vivos Hipócrates (460-377 a.C.) poder curativo da natureza NÍVES DE ORGANIZAÇÃO DO ORGANISMO SISTEMAS FISIOLÓGICOS 8 FUNÇÃO E PROCESSO FUNÇÃO É O “PORQUE”. PORQUE ESTE EVENTO EXISTE? PORQUE ESTE EVENTO ACONTECE?. PROCESSO COMO OCORRE QUEM PARTICIPA? QUANDO ACONTECE? Embora função e processo pareçam ser dois lados de uma mesma moeda, é possível estudar processos, particularmente em nível celular e subcelular, sem compreender sua função na vida do organismo. 9 HOMEOSTASIA OU HOMEOSTASE “ Todos os mecanismos vitais, apesar de sua diversidade, têm apenas uma finalidade, a de manter constantes as condições de vida no ambiente interno.” Claude Bernard Homeostasia [Homeo, igual; stasia, estado] É o termo empregado para significar a tendência de os sistemas biológicos resistirem a mudanças e permanecerem em estado de equilíbrio". 10 Conceito atual: Variáveis fisiológicas comuns encontradas nos organismos sadios, como os dos seres humanos – pressão sanguínea, temperatura corporal e fatores transportados pelo sangue, como, por exemplo, oxigênio, glicose e íons sódio – é mantida dentro de uma faixa previsível. HOMEOSTASIA OU HOMEOSTASE 11 UNIDADE FUNDAMENTAL HOMEOSTASIA OU HOMEOSTASE 12 Durante os séculos XIX e XX, ficou claro que as células estão, em sua maioria, em contato com o liquido intersticial. Por sua vez, foi constatado que o liquido intersticial encontra‐se em um estado de fluxo, em que a água e os solutos, como íons e gases, exibem movimento bidirecional entre o interior das células e o sangue nos capilares adjacentes. HOMEOSTASIA OU HOMEOSTASE 13 A homeostasia é um processo estático ou dinâmico? HOMEOSTASIA OU HOMEOSTASE 14 A homeostase não implica que determinada função fisiológica ou variável seja rigidamente constante em relação ao tempo, mas que ela flutue dentro de uma faixa previsível e frequentemente estreita. Quando perturbada para cima ou para baixo da faixa normal, é restaurada a seu nível normal. HOMEOSTASIA OU HOMEOSTASE 15 Um indivíduo pode estar homeostático para determinada variável e não para outra? HOMEOSTASIA OU HOMEOSTASE 16 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS SISTEMAS DE CONTROLE HOMEOSTÁTICO "As atividades das células, dos tecidos e dos órgãos precisam ser reguladas e integradas entre si, de tal modo que qualquer alteração no líquido extracelular possa iniciar uma reação para corrigir a alteração.” Os mecanismos compensatórios que medeiam essas respostas são realizados por sistemas de controle homeostático." A estabilidade de uma variável do meio interno é alcançada por meio do equilíbrio de entradas e saídas. 17 SISTEMAS DE RETROALIMENTAÇÃO OU FEEDBACK • Presença do erro • Grande precisão dos resultados regulatórios • Tendência a oscilação espontânea ou instabilidade do sistema C o m p o n e n te s b á s ic o s : RECEPTOR: monitoriza, detecta desvios de um ponto de ajuste CENTRO DE CONTROLE (de integração): recebe e avalia a informação,desencadeando respostas EFETOR: recebe ordens, executa a ação 18 Um aumento ou uma diminuição na variável que está sendo regulada desencadeia respostas que tendem a movê‐lá em sentido oposto (“negativo”) ao sentido da alteração original. EX. A diminuição da temperatura corporal desencadeou respostas que tenderam a aumentar a temperatura corporal RETROALIMENTAÇÃO NEGATIVA OU FEEDBACK NEGATIVO "A retroalimentação negativa também impede que as respostas compensatórias a uma perda da homeostase continuem indefinidamente" A retroalimentação negativa pode ocorrer no nível dos órgãos, das células ou das moléculas. 19 RETROALIMENTAÇÃO NEGATIVA OU FEEDBACK NEGATIVO 20 Acelera um processo, levando‐o a um sistema “explosivo”. RETROALIMENTAÇÃO POSITIVA OU FEEDBACK POSITIVO Isso é contra o principio da homeostase, visto que a retroalimentação positiva não tem nenhum meio obvio de ser interrompida A retroalimentac ̧ão positiva é muito menos comum na natureza do que a retroalimentação negativa. 21 RETROALIMENTAÇÃO POSITIVA OU FEEDBACK POSITIVO 22 REGULAÇÃO POR ANTEROALIMENTAÇÃO Regulação e controle em que a perturbação é anulada antecipadamente à produção do erro • Gastrina no controle da calcemia baixa antecipadamente a concentração de cálcio no sangue, sem exigir elevação prévia da calcemia Proteínas do leite produção de gastrina secreção de calcitonina 23 REGULAÇÃO POR ANTEROALIMENTAÇÃO 24 REGULAÇÃO POR ANTEROALIMENTAÇÃO 25 REFLEXOS Reflexo é uma resposta “construída”, não aprendida, não premeditada, involuntária e específica a determinado estímulo" "A via que medeia um reflexo é conhecida como arco reflexo" A R C O R E F L E X O O estímulo é definido como uma alteração detectável no ambiente interno ou externo Receptor detecta a alteração ambiental Centro integrador. Interpreta a resposta 26 ARCO REFLEXO HOMEOSTÁTICO DE RETROALIMENTAÇÃO NEGATIVA NO PROCESSO DA TERMORREGULAÇÃO 27 MENSAGEIROS QUÍMICOS INTERCELULARES • A capacidade de comunicação das células umas com as outras é essencial para os reflexos e para as respostas homeostáticas locais – e, portanto, para a homeostase. "Na maioria dos casos, a comunicação intercelular é realizada com mensageiros químicos. Existem três categorias desses mensageiros: hormônios, neurotransmissores e substâncias parácrinas e autócrinas " 28 MENSAGEIROS QUÍMICOS INTERCELULARES 29 HORMÔNIO Substância que é liberada a partir de um órgão ou estrutura bem delimitados e que exerce efeito específico sobre algumas outras estruturas ou funções distintas. 30 HORMÔNIO agitar ou excitar produzidos por tecido especializado (glândulas) ou tecido neuro secretor liberados diretamente na corrente sangüínea determinam efeito em tecidos - sensibilidade específica atuam em microgramas liberação é controlada pelo SNC ou hormônios funções são numerosas (homeostática) transportados livremente ou por proteínas plasmáticas 31 •aminoácidos hs tiroidianos e catecolaminas •colesterol hs gonodais e córtex adrenal •peptídicos e protéicos (glicoproteínas) hs hipófisários natureza química (derivados): controle da secreção hormonal feedback negativo secreção pode ser provocada por estímulo externo não são consumidos em suas ações inativados: sangue, interstício, fígado, rim ou tecido alvo excretados: urina e bile HORMÔNIO 32 NEUROTRANSMISSORES São mensageiros químicos que são liberados das terminações de neurônios para outros neurônios, células musculares ou células glandulares. 33 MACAPÁ 2013 PROCESSOS RELACIONADOS COM HOMEOSTASE 34 ACLIMATAÇÃO Os sistemas de controle homeostático são adaptações biológicas hereditárias. Entretanto, a capacidade de responder a determinado estresse ambiental não é fixa, mas pode ser aumentada por meio de exposição prolongada a esse estresse. A melhora no funcionamento de um sistema homeostático ja ́ existente – é conhecido como ACLIMATAÇÃO. 35 As alterações anatômicas e fisiológicas precisas que produzem um aumento na capacidade de suportar alterações durante a aclimatação são altamente variáveis. Envolvem aumento no número, no tamanho ou na sensibilidade de um ou mais tipos celulares envolvidos no sistema de controle homeostático que medeia a resposta básica." ACLIMATAÇÃO 36 RITMOS BIOLÓGICOS O despertar e o adormecer, a temperatura corporal, as concentrações de hormônios no sangue, a excreção de íons na urina e muitas outras funções sofrem variação circadiana" 37 RITMOS BIOLÓGICOS "O que os ritmos biológicos têm a ver com a homeostase?" "Eles acrescentam um componente antecipatório aos sistemas de controle homeostático; na verdade, um sistema de anteroalimentação que opera sem detectores. As respostas homeostáticas ou retroalimentação negativa que são respostas corretivas. São iniciadas após a ocorrência de perturbação do estado de equilíbrio dinâmico do individuo. Em contrapartida, os ritmos biológicos possibilitam o uso imediato e automático dos mecanismos homeostáticos por meio de sua ativação em momentos nos quais um desafio tende a ocorrer, porem, antes que ele realmente ocorra." 38 "Os fatores ambientais não impulsionam o ritmo, mas fornecem indícios temporais importantes para integração ou ajuste das verdadeiras horas do ritmo" RITMOS BIOLÓGICOS 39 RITMO CIRCADIANO "O marca‐passo recebe a entrada das informações fornecidas pelos olhos e muitas outras partes do sistema nervoso, e essas entradas medeiam os efeitos de integração exercidos pelo meio externo. Por sua vez, o marca‐passo emite sinais neurais para outras partes do cérebro, que então influenciam os vários sistemas do corpo, ativando alguns e inibindo outros" "Uma das saídas do marca‐passo segue para a glândula pineal, uma glândula localizada dentro do cérebro que secreta o hormônio melatonina 40 "QUAL É A BASE NEURAL DOS RITMOS CORPORAIS? " "FUNCIONA COMO PRINCIPAL MARCA‐PASSO OU RELÓGIO DE TEMPO PARA OS RITMOS CIRCADIANOS." RITMOS BIOLÓGICOS 41 RITMOS BIOLÓGICOS 42 RITMOS BIOLÓGICOS 43 RESUMINDO... Estabilidade de uma variável do meio interno é alcançada pelo equilíbrio das entradas e saídas. Não são as magnitudes absolutas das entradas e saídas que importam, mas o equilíbrio entre elas. Na retroalimentação negativa, uma alteração na variável que está sendo regulada desencadeia respostas que tendem a mover a variável no sentido oposto ao da alteração original – isto é, de volta ao valor inicial (ponto de ajuste). Os sistemas de controle homeostático não podem manter uma constância completa de qualquer aspecto determinado do meio externo. Por conseguinte, qualquer variável regulada terá ́ uma faixa mais ou menos estreita de valores normais, dependendo das condições ambientais externas. O ponto de ajuste de algumas variáveis reguladas pelos sistemas de controle homeostático pode ser reajustado – isto é, fisiologicamente elevado ou diminuído. Nem sempre é possível que os sistemas de controle homeostático mantenham toda variável dentro de uma faixa normal estreita em resposta a um desafio ambiental. Existe uma hierarquia de importância, de modo que certas variáveis podem ser acentuadamente alteradas para manter outras dentro de sua faixa normal."
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