Fisiologia Introdução

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Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
FISIOLOGIA GERAL E COMPARADA
Introdução à disciplina
Prof.: Dr. Bruno Henrique de Oliveira
bruno@assis.unesp.br
Departamento de Ciências Biológicas
Faculdade de Ciências e Letras – UNESP/Assis
2Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 1. Caracterizar os diversos níveis de organização dos processos
fisiológicos (molecular, celular, sistêmico e de todo o organismo).
 2. Exemplificar mecanismos regulatórios envolvidos na resposta
fisiológica e seus componentes.
 3. Diferenciar respostas fenotípicas de respostas genotípicas às
mudanças ambientais.
 4. Identificar a natureza da diversidade fisiológica relacionando-a ao
processo de adaptação evolutiva a diferentes ambientes.
 6. Discutir a abordagem experimental empregada em fisiologia.
Objetivos
3Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 1. Princípios de Fisiologia
 2. Alimentação e Termorregulação
 3. Osmorregulação e Excreção
 4. Circulação (Transporte de Fluídos)
 5. Respiração Animal
 6. Controle e Integração
Conteúdo
4Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
Cronograma
 
Datas TEÓRICA 
Março 
08 
Quinta 
Introdução à disciplina 
1. INTRODUÇÃO 
1.1. Conceitos e histórico da fisiologia 
1.2. Mecanismos adaptativos e evolutivos; 
1.3. Diversidade ambiental e princípios homeostáticos internos e externos. 
15 
Quinta 
Cont. 1... 
22 
Quinta 
2. ALIMENTAÇÃO E TERMORREGULAÇÃO: 
2.1. Noções de termodinâmica; 
2.2. Energia e alimentos, Tipos de alimentação; 
2.3. Digestão; 
2.4. Taxa metabólica e termo regulação; 
2.5. Adaptações ao frio e ao calor e ambiente extremos; 
2.6. Evolução da endotermia em vertebrados. 
29 
Quinta 
Cont. 2... 
Abril 
05 
Quinta 
3. OSMORREGULAÇÃO E EXCREÇÃO 
3.1. Noções de difusão e osmose; 
3.2. Osmodepedência e osmoindependência; 
3.3. Caracterização ambiental quanto à osmorregulação; 
3.4. Regulação osmótica em diferentes ambientes; 
3.5. Órgãos de excreção na escala animal; 
3.6. Produtos de excreção nitrogenada; 
3.7. Funcionamento básico de rins de mamíferos. 
12 
Quinta 
 
Cont. 3... 
19 
Quinta 
AVALIAÇÃO 1 
- 1 e 2 
26 
Quinta 
Cont. 3... 
Maio 
03 
Quinta 
4. TRANSPORTE DE FLUIDOS (CIRCULAÇÃO): 
4.1. Princípios de hemodinâmica; 
4.2. Funções do aparelho circulatório e do sangue; 
4.3. Evolução da circulação na escala animal; 
4.4. Regulação cardiovascular nos vertebrados; 
4.5. Hemostasia e coagulação; 
4.6. Adaptações cardiovasculares no exercício e no mergulho; 
10 
Quinta 
Cont. 4... 
17 
Quinta 
Cont. 4... 
24 
Quinta 
AVALIAÇÃO 2 
- 3 e 4 
 
31 
Quinta 
FERIADO 
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 Instrumentos:
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NF= A1+A2+A3+Média D
4
Avaliação
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 PHYSOS:Φύσις
◦ Natureza/função/funcionamento
 LOGOS: λόγος
◦ Ciência/razão/palavra/estudo
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Fisiologia Animal
8Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Trata das funções orgânicas e suas regulações:
◦ Como se alimentam;
◦ Como respiram e se movimentam;
◦ Como se mantêm vivos.
 Em termos técnicos:
◦ Aborda o funcionamento dos diversos sistemas
do organismo animal.
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9Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Regulação:
◦ Processo de adaptação dos animais.
◦ Respostas as adversidades e mudanças do
ambiente.
◦ Estuda a regulação de todas as funções.
◦ Em conjunto:
 Como elas estão correlacionadas e interligadas em um
organismo de funcionamento harmonioso.
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 CONCEITOS
◦ “Ciência que estuda a vida e as funções orgânicas” (Larousse)
◦ “Ciência das funções normais dos organismos vivos e dos
seus componentes – células, tecidos e órgãos” (Collier’s)
◦ Ciência que estuda as funções do organismo vivo e de suas
partes componentes, incluindo os processos físicos e
químicos.
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11Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Níveis de organização
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12Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Níveis de organização
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13Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 HISTÓRICO
 ARISTOTELES – ( 384-322 a.C)
◦ Primeiros relatos sobre a função do corpo.
◦ “a boa saúde está associada ao equilíbrio”.
 ERASÍSTATO – ( 304-250 a.C)
◦ Explica as funções do corpo com base na física.
 Ciência: 1628
◦ Willian Harvey: sistema circulatório.
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14Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 HISTÓRICO
 1628:Willian Harvey
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15Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Temas Centrais
◦ Relação entre a forma e a função:
 A função depende da estrutura e ambas sofrem mudanças
ao longo da história evolutiva.
◦ Integração e regulação do sistema:
 Mecanismos que garantem a existência de processos
interdependentes ou mutualmente exclusivos.
◦ Função: o “Porque” do sistema.
◦ Processo: o “Como” do sistema.
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16Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Temas Centrais
◦ Ajuste à mudanças do ambiente:
 Respostas dos sistemas fisiológicos frente aos desafios
ambientais.
◦ A eficiência dos processos fisiológicos:
 Permite a sobrevivência e conservação de energia usada
para o crescimento e a reprodução  aptidão.
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17Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Abordagem Comparativa
◦ Evidenciar processos de adaptação dos organismos
ao meio-ambiente  Seleção Natural.
◦ Entender o significado adaptativo da variação
fenotípica.
 1- Espécies NÃO aparentadas podem desenvolver
adaptações semelhantes quando habitam ambientes
similares e/ou possuem modo de vida próprio.
 2- Espécies próximas exibem características distintas
quando habitam ambientes diferentes.
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18Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Homologia
◦ Único ancestral precursor, estruturas partilham
relações topográficas, apesar das diferenças de
função.
 Analogia
◦ Estruturas e sistemas com funções similares,
mesmo não sendo homólogos, sem qualquer
semelhança.
◦ Fornece indícios da adaptação de estruturas de
diferentes organismos a uma mesma variável
ecológica.
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19Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 ACLIMATIZAÇÃO
◦ Mudanças fisiológicas, bioquímicas ou anatômicas de
determinado animal resultante de sua exposição
crônica a condições ambientais novas em seu habitat.
◦ Significado a resposta á alterações ambientais naturais.
◦ Geralmente reversíveis.
◦ Ex.: Migração paraaltitude mais elevada, modificação da
taxa de ventilação pulmonar e produção de células
sanguíneas.
 Após alguns dias o indivíduo se torna aclimatizado.
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20Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 ACLIMATIZAÇÃO
◦ Significado a resposta á alterações ambientais
naturais.
◦ Pode ser algo bem discreto ou parte de um ciclo
periódico
 Troca da pelagem de inverno de mamíferos para uma
pelagem mais leve no verão.
◦ Aclimatização geralmente ocorre por um curto
período, e dentro do período de vida de um
organismo.
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21Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 ACLIMATAÇÃO
◦ Mudanças fisiológicas, bioquímicas ou anatômicas
induzidas pelo investigador.
◦ Resposta a mudanças ambientais impostas em
condição de laboratório.
 Ex.: animal colocado em câmara hipobárica.
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22Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 ADAPTAÇÃO
◦ Mudanças fisiológicas, bioquímicas ou anatômicas
decorrentes da evolução por seleção natural, ao
longo de milhares de gerações.
◦ Ex.: Ganso de cabeça listrada que sobrevoa o
Everest (8.848 m). Espécie adaptada.
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23Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 O Animal e o Meio
◦ Biótico e Abiótico
◦ Cond. Físico-Químicas
 Temp., Pressão, Radiação, pH, Gases, Umidade, Salinidade...
 Afeta Sobrevivência, Crescimento e Reprodução.
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24Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 O Animal e o Meio
◦ Respostas às mudanças:
 1- mudança do meio interno – ANIMAIS
CONFORMADORES.
 Quando o meio ambiente muda, eles mudam junto.
 Alguns caranguejos que vivem na de mangue, deixam que
a concentração de sais na sua hemolinfa acompanhe a
salinidade da água. Suas enzimas estão adaptadas a essa
variação
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25Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 O Animal e o Meio
◦ Respostas às mudanças:
 1- mudança do meio interno – ANIMAIS
CONFORMADORES.
 2- mecanismos de ajuste –ANIMAIS REGULADORES.
 Tentam manter o parâmetro a um nível constante,
independentemente da sua variação no ambiente externo.
 Animais endotérmicos.
 Homeostase.
 Alto custo energético.
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26Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 O Animal e o Meio
◦ Respostas às mudanças:
 1- mudança do meio interno – ANIMAIS
CONFORMADORES.
 2- mecanismos de ajuste –ANIMAIS REGULADORES.
 3- mudança para outro ambiente – DEFINITIVA OU
PERIÓDICA.
 Resposta à pressão do ambiente.
 Migração.
 Mantém condições constantes sem necessidade de regulação.
 A regulação não implica em estabilidade.
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27Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Animais CONFORMADORES X REGULADORES
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28Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Animais CONFORMADORES X REGULADORES
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29Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 HOMEOSTASE
◦ Homeo: igual;
◦ Stasia: estado
◦ “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 (1859).
◦ “Termo empregado para significar a tendência de
os sistemas biológicos resistirem a mudanças e
permanecerem em estado de equilíbrio”
 Walter Cannon (1929): homeostase.
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30Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 HOMEOSTASE
◦ Homeo: igual;
◦ Stasia: estado
◦ “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 (1859).
◦ “Termo empregado para significar a tendência de
os sistemas biológicos resistirem a mudanças e
permanecerem em estado de equilíbrio”
 Walter Cannon (1929): homeostase.
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31Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 HOMEOSTASE
◦ Condição de estabilidade interna relativa mantida
por sistemas de controles fisiológicos.
◦ Mecanismos de retroalimentação (feedback):
 Quando uma informação sensorial sobre uma variável é
usada para controlar processos que influenciam esta
variável.
Componentes: Sensor Centro de Controle Efetor
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32Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 HOMEOSTASE
◦ Os organismos mais derivados farão uso
principalmente de dois recursos básicos:
◦ Sistema nervoso
 Controle.
◦ Sistema endócrino
 Sinalização.
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33Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Retroalimentação NEGATIVA: modificação
◦ Resposta diminui o estímulo inicial.
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Excesso de H2O
 H2O no LEC
 osmolaridade
Osmorreceptores 
do Hipotálamo
Hipófise Posterior 
Hipotálamo
 ADH
 Reabsorção de H2O
 H2O excretada
34Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Retroalimentação NEGATIVA: modificação
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35Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Retroalimentação POSITIVA: modificação
◦ Resposta aumenta o estímulo inicial.
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Cortisol 
Prostaglandinas
 Contrações 
Uterinas
Receptores de 
estiramento (canal 
cervical)
Hipófise Posterior 
Hipotálamo
 Oxitocina
36Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 Retroalimentação POSITIVA: modificação
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37Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES AQUÁTICOS
◦ Maior proporção do planeta.
 Oceanos, Lagos, Rios, Correntezas, Poças...
 Doce, salobra, salgada (3,47%), hipersalina...
◦ TEMPERATURA
 Elevado valor de calor específico (alta estabilidade).
 Condutividade térmica: 25 vezes maior que terrestre.
 Variação: latitude, estação e profundidade.
 Movimentos de grandes massas de água: vento, Lua.
 Distribuição de calor, nutrientes e gases.
HOMEOSTASE
38Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES AQUÁTICOS
◦ Luz
 Diminui rapidamente.
  λ (azul): maior profundidade.
 Turbidez (sedimentos e fitoplânctons).
 Fotossíntese.
◦ O2 e CO2
 O2: 1-6 mL/L
 CO2: 45-54 mL/L
 Respiração em pequenas massas de
água:  pO2
HOMEOSTASE
39Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES AQUÁTICOS
◦ O2 e CO2
 CO2: 44-46 mL/L
 pH 8,2
HOMEOSTASE
40Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES AQUÁTICOS
◦ O2 e CO2
 O2: 1-6 mL/L
 CO2: 44-46 mL/L
 CO2 combina-se com água para formar o ácido carbônico;
 Quanto mais CO2, mais ácido carbônico é formado;
 Mais corrosiva a água se torna.
HOMEOSTASE
41Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES AQUÁTICOS
 CO2 combina-se com água para formar o ácido carbônico;
 Quanto mais CO2, mais ácido carbônico é formado;
 Mais corrosiva aágua se torna.
HOMEOSTASE
42Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES AQUÁTICOS
◦ Densidade
 800x mais densa que o ar.
 Pressão hidrostática dobra a cada 10 m.
 1 atm  376 atm (3800 m).
HOMEOSTASE
43Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES AQUÁTICOS
◦ Densidade
 A água do mar é densa o suficiente para dar suporte aos
organismos
◦ Adaptações:
 Ausência de esqueletos rígidos, apêndices, ou extensos
sistemas radiculares.
 Em vez disso, eles contam com flutuabilidade e fricção para
manter sua posição na coluna d’água.
HOMEOSTASE
44Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES TERRESTRES
◦ Diversos Biomas = precipitação e temp.
◦ Atmosfera: constante
 Correntes de convecção – 100 km.
HOMEOSTASE
45Fisiologia Geral e Comparada: regulação – FCL/CAs – Bruno Henrique de Oliveira – 08/03/2018
 AMBIENTES TERRESTRES
◦ Temperatura
 Variação acentuada.
 Altitude:  6-10 °C/km
 Localização (latitude): Polos -70 °C, Desertos 50 °C.
 Ciclos diários.
◦ Precipitação e Umidade
 Desertos,Tundras Secas, Polos: ±125 mm/ano.
 Florestas Tropicais, Bosques: ± 2000 mm/ano.
HOMEOSTASE