Introdução a Fisiologia Humana

Prévia do material em texto

Curso de Fisiologia 2007 Ciclo de Neurofisiologia 
Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida 
1 
 
INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA 
 
 
As células do organismo 
metazoário se associam e formam níveis 
diferentes de organização: tecidos, 
órgãos
 e sistemas de órgãos. Um 
tecido
 deve ser sempre interpretado 
morfo-funcionalmente como o produto da 
interação entre grupos de células e de 
substâncias intercelulares que 
desempenham uma ou mais tarefas 
especificas. Já um órgão é constituído 
por mais de um tipo de tecido em 
diferentes proporções e padrões. Um 
sistema de órgãos
 envolve mais de um 
órgão interagindo física, química e 
funcionalmente para que uma 
determinada tarefa seja efetuada. 
Cada célula realiza atividades 
metabólicas essenciais para a sua própria 
sobrevivência e, ao mesmo tempo, 
desempenha a função especifica do tecido de cujo órgão faz parte. Todos organismos vivos, 
independentemente de ter ou não organização metazoária compartilham características e propriedades 
comuns: 
 
1. Manutenção equilibrada do meio interno operando dentro de condições toleráveis às extremas 
variações do meio ambiente; 
 
2. Aquisição de nutrientes e outras substâncias do meio ambiente externo garantindo a distribuição 
pelo corpo; 
3. Excreção de produtos finais do metabolismo e outras substâncias indesejáveis para o organismo; 
4. Proteção contra injúrias; 
5. Reprodução; 
 
 
A figura acima mostra os diferentes sistemas de órgãos do corpo humano. Para que o 
organismo funcione como uma unidade funcionalmente integrada são necessários mecanismos de 
 
 Os principais sistemas de órgãos do ser humano: muscular; esquelético; nervoso; endócrino e 
circulatório
 
Curso de Fisiologia 2007 Ciclo de Neurofisiologia 
Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida 
2 
 
Resistência e Sobrevivência de um organismo submetido a amplas variações 
de temperatura do ambiente. 
 
Sistema de banho-maria com temperatura 
controlada 
monitoramento dos acontecimentos ambientais externo e interno (ou seja, de órgãos sensoriais), de 
processamento
 dos sinais e produção de comandos (ou seja, do sistema nervoso e endócrino) e, 
finalmente, de execução coordenada das tarefas de ajustes (ou seja de um sistema muscular e 
glandular). 
 
HOMEOSTASIA E SISTEMAS DE CONTROLE 
 
Por mais que os seres vivos apresentem uma ampla capacidade de ajuste frente às variações 
que ocorrem no meio ambiente, todos estão sujeitos aos seus respectivos limites de tolerância. 
O gráfico mostra que o peixe possui 
uma ampla zona de tolerância em relação à 
variação da temperatura ambiental. 
Denominamos de temperatura crítica 
inferior
 (Tci) e superior (Tcs) os respectivos 
limites em que a taxa de sobrevivência 
destes animais é de 100%. Quando a 
temperatura diminui ou aumenta, aquém ou 
além das temperaturas críticas, a taxa de 
sobrevivência vai diminuindo até que 
nenhum animal suporte mais as variações. A 
zona de resistência corresponde à faixa de 
variações térmicas em que a sobrevivência 
dos animais fica comprometida. Cada 
espécie possui um perfil típico de tolerância 
e de resistência às variações da temperatura 
ambiental. Essa idéia pode ser aplicada a 
outras variáveis de importância biológica 
como tensão de oxigênio, osmolaridade, pH 
etc. 
 Os seres vivos sofrem desafios contínuos frente à instabilidade e à imprevisibilidade do meio 
ambiente externo. O ideal é se manter dentro da zona de tolerância e, se submetido às variações críticas 
(zona de resistência), esquivar-se dela. Para realizar esses ajustes, os organismos necessitam de 
mecanismos detectores das variações, mecanismos que proponham soluções corretivas e mecanismos 
que efetuam esses reajustes. 
 
Controle e Integração 
 
Controlar ou Regular significa ajustar uma quantidade em um determinado nível e mantê-lo 
estável. Sabemos instintivamente que uma determinada taxa no fornecimento de oxigênio é importante 
para o organismo e é fácil deduzir que a quantidade ideal deve ser controlada em função da demanda 
dos tecidos. Quando nos referimos à quantidade de oxigênio, devemos pensar não só no trabalho do 
sistema respiratório, mas em todos os processos que participam coordenadamente na captação, 
transporte e troca do oxigênio. 
Na disciplina de Fisiologia integrar significa coordenar todos 
os componentes funcionais de um organismo de tal modo que ele opere 
como um todo. A idéia de sistemas de controle, ou mais precisamente 
a teoria do controle nasceu originalmente em outra disciplina, a 
engenharia, onde a identificação dos componentes, as respectivas 
funções e o planejamento de como estes devem operar no tempo e no 
espaço são essenciais para que um determinado mecanismo funcione. 
Para compreender seus princípios, vamos examinar um 
sistema de controle simples. Desejamos que a temperatura de um 
aquário seja controlada em torno de 27º C (ponto de ajuste). Para isso 
precisamos de um componente sensor que detecte as variações fora 
Curso de Fisiologia 2007 Ciclo de Neurofisiologia 
Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida 
3 
 
Variação da temperatura corporal de um animal homeotérmico e a respectiva variação da 
taxa metabólica. 
dos limites desejados (detector de erro). Será ainda necessário um componente efetuador que possa 
ser ativado/desativado, todas as vezes que ocorra uma variação térmica indesejada. Para que este 
sistema funcione é necessário um sistema eficiente de comunicação capaz de integrar os componentes: 
o sensor deverá enviar um sinal sobre a temperatura da água (metal termo par) para o elemento 
controlador que realiza a comparação da temperatura real da água e o desejado (termostato) e este, 
por sua vez, deverá enviar o sinal adequado para o efetuador fornecer ou deixar de fornecer calor para a 
água (aquecedor). 
Repare que a própria resposta efetuada (aumento ou diminuição da temperatura da água) 
servirá de informação térmica para o elemento de comando, retroalimentando o sistema. Em outras 
palavras, esse sistema de controle têm a capacidade de auto-corrigir a variação, todas as vezes que o 
valor se afastar do ponto de ajuste. 
A temperatura corpórea dos animais é uma variável importante já que está intimamente 
relacionada com a velocidade das reações bioquímicas e com a integridade funcional de várias 
macromoléculas. No caso do peixe, que é um animal ectotérmico, a temperatura corporal tende a se 
conformar com a variação da temperatura ambiental, entretanto, esta capacidade de ajuste tem limites 
críticos para a sua sobrevivência. 
 
Nos seres humanos (bem 
como nos demais animais 
homeotérmicos, a condição de 
operacionalidade do meio interno 
exige estabilidade estreita e 
constante da temperatura corporal 
(em torno de 37oC), sendo que a 
hipertermia ou a hipotermia se 
tornam perigosas. 
 
Denominamos HOMEOSTASE a condição de estabilidade operacional do meio interno e inclui 
não só o controle de parâmetros térmicos como de vários outros parâmetros biológicos. Nos animais 
homeotérmicos a homeostasia tem a ver com a regulação constante da temperatura corporal dentro de 
limites estreitos, pois não toleram grandes oscilações da temperatura. O fato de os animais ectotérmicos 
serem termoconformadores (dentro dos limites de tolerância) quer dizer que as condições de 
homeostase térmica são diferentes. 
Nos animais homeotérmicos os sensores térmicos (termorreceptores) monitoram 
constantemente as variações térmicas do corpo e essa informação é enviada para um termostato situado 
no sistema nervoso. A temperatura detectada é comparada com o ponto de ajuste e, se for necessário, 
são executados ajustes nos mecanismos produtores e trocadores de calor no sentido de restabelecera 
condição desejada. Quaisquer que seja o mecanismo de ajuste da homeostase corporal são necessários 
no mínimo três componentes essenciais: 
a) Órgãos sensoriais: altamente sensíveis à detecção de mudanças específicas dos meios interno ou 
externo. 
b) Órgãos de processamento e de integração: local de recebimento e processamento da informação; 
está capacitado para a analisar e elaborar comandos de ação. 
c) Órgãos Efetuadores: sistemas de órgãos que executam as tarefas necessárias para o 
restabelecimento do controle. 
 
MECANISMOS HOMEOSTÁTICOS 
Há dois mecanismos universais utilizados pelos sistemas vivos para se realizar a regulação dos 
parâmetros biológicos. 
1) Controle por retroalimentação negativa (Feedbak negativo) 
 Quando uma determinada alteração é detectada pelos receptores sensoriais, esta é 
comunicada ao integrador. Este compara a variação com o ponto de ajuste ideal e elabora comandos 
apropriados para que os órgãos efetuadores contrabalancem o efeito do estimulo cancelando-o ou 
agindo contra ela. 
Curso de Fisiologia 2007 Ciclo de Neurofisiologia 
Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida 
4 
 
 
 Vamos reexaminar a 
regulação da temperatura corporal. 
Suponha que você esteja correndo 
num dia bem quente: a atividade 
muscular produz muito calor e o 
meio interno "esquenta". O aumento 
da temperatura corporal estimula os 
receptores térmicos e estes 
informam o sistema nervoso central 
sobre a nova situação térmica do 
meio interno. Imediatamente, 
comandos nervosos são enviados 
aos órgãos efetuadores no sentido 
de contrabalançar os efeitos do 
aumento de temperatura: você então 
pára, deita-se à sombra, continua a 
suar profusamente e a ofegar (forma 
de perder calor por evaporação). 
Esses e outros mecanismos contra o 
superaquecimento são desencadeados para refrear as atividades geradoras de calor e estimular as 
atividades que facilitam a perda de calor para o meio. Veremos ao longo do curso de Fisiologia, vários 
exemplos sobre os mecanismos que operam regulando o meio interno por meio da retroalimentação 
negativa como forma de restabelecer e manter a homeostasia. 
 
2) Controle por retroalimentação positiva (Feedback Positivo) 
 
Algumas vezes, os sistemas de 
controle agem exacerbando uma 
mudança, porém por um determinado 
limite de tempo. 
Uma vez iniciadas as atividades de 
interação sexual, sinais de receptividade 
sexual estimulam fortemente o parceiro. A 
reação positiva do parceiro excita a mulher 
mais ainda e, assim reciprocamente, até 
que a penetração ocorre e, eventualmente, 
a fertilização do óvulo. Note que a 
exacerbação da atividade sexual foi sendo 
retroalimentada progressivamente, mas 
até que o orgasmo fosse atingido. 
O trabalho de parto inicia-se com o 
bebê exercendo pressão mecânica sobre a 
parede do útero. A distensão mecânica da 
parede uterina estimula a secreção da ocitocina, um hormônio hipotalâmico. A função da ocitocina é a de 
estimular a contração causando aumento da pressão intra-uterina num ciclo vicioso até que finalmente o 
bebe é expulso. 
 
Quais são os principais órgãos efetuadores do corpo e quem os controla? 
 Podemos deduzir que os órgãos efetuadores do corpo são aquelas estruturas que executam 
tarefas determinadas por um determinado comando. Podemos reconhecer como sistemas executores 
de tarefas do corpo: 
1) Sistema músculo esquelético: efetua os movimentos e posturas do corpo e relaciona o organismo 
com o meio externo. 
2) Sistema cárdio-circulatório: efetua os ajustes do bombeamento sanguíneo, da pressão e do seu 
fluxo nos tecidos. 
Curso de Fisiologia 2007 Ciclo de Neurofisiologia 
Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida 
5 
������
� � � 	 
 � � ��
 
3) Sistema digestório: efetua a digestão e absorção do alimento 
4) Sistema respiratório: efetua a captação de O2 e a eliminação de CO2 
5) Sistema renal: efetua a regulação hidro-eletrolítica dos fluidos corporais 
 
Esses sistemas de órgãos efetuadores estão sob o controle do Sistema Nervoso (e do Sistema 
Endócrino). 
Os elementos funcionais do sistema nervoso são os neurônios cujas células são altamente 
especializadas e classificadas funcionalmente em: 
Neurônios sensoriais: monitoram e detectam as variações do ambiente 
Neurônios associativos: processam as informações e elaboram comandos apropriados 
Neurônios motores: enviam os comandos apropriados para respectivos os órgãos efetuadores. 
 
 
 
Estímulos do ambiente 
(interno/ externo) 
 Sistema Nervoso 
 
Órgãos 
efetuadores 
 Movimentos e Posturas 
do Corpo; 
Ajustes homestáticos; 
Secreção glandular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Além do sistema nervoso, o Sistema Endócrino atua regulando a função celular dos mesmos 
órgãos efetuadores, porém fazendo ajustes que afetam o metabolismo celular. Ambos operam de 
maneira mais ou menos independente, mas o sistema nervoso controla o sistema endócrino. Enquanto o 
sistema nervoso exerce a sua influência rápida e localizadamente sobre os órgãos efetuadores por meio 
de impulsos elétricos, o sistema endócrino age mais lenta, difusa e sustentadamente, através de 
mediadores químicos que chegam até os órgãos efetuadores através da circulação. 
Mais adiante estudaremos como ocorre a integração do sistema nervoso e endócrino. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
��������������	����������������������	� ���������������	�����������������������������������
�������
 ��� 	��� 
��������������� � � 	� �� ��� 	������������������ 	�	��
 
���������������������������������
 �
 	 � � � �� � �� �
 ��
Curso de Fisiologia 2007 Ciclo de Neurofisiologia 
Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida 
6
������
� � � 	 
 � � ��� 
 
������
� � � 	 
 � � ��� 
 �
�� �� � �
 
 
Sistemas de Controle sobre os Órgãos Efetuadores do Corpo
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA ENDÓCRINO 
 
 
 
 
 
��������������	���������������������������	� �������������������	�����������������������������������
�������
 ��� 	��� 
������������������� � � 	� �� ��� 	������������������� 	�	��
 
���������������������������������
 �
 	 � � � �� � �� �
 ��
� � � � �
	��� � ��
� ��� 	�
 
 
� � � � �
	�� � �� �� � 	�
�
� � � � �
	�� �� 	�
�
� 
� �� �
� �
 
� � ��� �
	� �
� � � ����� �� �
 
� 	� �� ���	� ����� 	� ���� � �� 	�� 	�� 	���� � ���� �� 	�
� 	�� 	�
 
 � ��� ���	�� � �� �� � 	�
! � � 	� �� � �" ����	� #�� � ��� $ % 	��	�� � 
�� ���� 	� �
� � � 	� �� � �" ����	� &�
' �� �	������ ���� 
#�� � ��� $ % 	�� � �� 	��
�� � � ����
� 	���	
��� � �� �� ��$ % 	�" ( � ���� � �
 �) �" � �����( ��� #��� � � * �� � ���	�� � �� �) �" � �
+ ���	#�� 	��
�� � � ��
� 
� �� �
� � �� �� 	��� � �� � #�� �� 	��� �
 
� 
� �� �
� �
� �� , � ���� �
- ���.� ��� � �
� � � � �
	��� � ��
� ��� 	�
/ �" � � 	&�0 �� �
' �� �� 	�� � �� 	� 	�
' �� �� 	�1 � � �	�
� �� �
� � � � �
	�
�� 	�
� � � � �
	�� � �� �� � 	�
� 
� �� �
� � �
� � ��	2 �� 	.�� ��
� � ��� �
	�
� ��� � 	
�� � 	�� �
�
� ��
� � � �� $ % 	�� ��� �� � ��� �	�����" � ��� 	�
 �� ��$ % 	�
� 	���� ��
�� � � ���
Curso de Fisiologia 2002 Ciclo de Neurofisiologia 
Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida