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21/02/2014 1 Introdução à FISIOLOGIA Profª Danielly Cantarelli E-mail: dcantarelli.estacio@gmail.com FISIOLOGIA Sistemática da Disciplina - Aulas Teóricas, Práticas , Estudos Dirigidos, Casos clínicos - Seminários - Provas - Critérios de Avaliação : AV1 e AV2/ AV3 “ O conhecimento de fisiologia humana é básico para o estudo de várias disciplinas essenciais para a formação de todos os profissionais da área de saúde “ 21/02/2014 2 Bibliografia Recomendada: Guyton, A. C. & Hall, J.B. Tratado de Fisiologia Médica. 10a. ed., Ed. Saunders, 2006. RAFF, H. & LEVITZKY, M. Fisiologia Médica: Uma Abordagem Integrada, RS, Artmed Editora, 2012. Silverthorn, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 2a. ed., Ed. Manole, 2003. Aires, M.M. Fisiologia. 3ª ed., Ed. Guanabara, 2008. Marieb, E.N. & Hoehn, K. Anatomia e Fisiologia. 3ª.ed., Ed. Artmed, 2009. Berne, R. M., Levy, M.N., Koeppen, B.M & Stanton, B.A. Fisiologia. 5ª ed., Ed. Elsevier, 2004. Costanzo, L.S. Fisiologia. 2ª ed., Ed. Elsevier, 2004. Ganong, W.F. Fisiologia Médica. 22ª ed., Ed. McGraw-Hill, 2006. 21/02/2014 3 Professoraaaa!!! Eu vou perder meu FIES!!!! Me ajudeee!!! Final do semestre... 21/02/2014 4 É a ciência biomédica que estuda o funcionamento do organismo vivo (saudável) e de suas partes componentes, enfatizando os processos (físicos e químicos) que controlam e regulam a origem, desenvolvimento e continuação da vida. DEFINIÇÃO FISIOLOGIA ◊ Fisiologia viral ◊ Fisiologia bacteriana ◊ Fisiologia celular ◊ Fisiologia vegetal ◊ Fisiologia Humana → Explicar as características e os mecanismos específicos do corpo humano que fazem dele um ser vivo 21/02/2014 5 OBJETIVOS • Descrever a organização global do corpo • Descrever os meios pelos quais as diferentes partes do corpo atuam harmonia • Níveis de organização Átomos Moléculas Células Tecidos Órgãos Sistemas Organismos FISIOLOGIA 21/02/2014 6 Breve histórico... Aristóteles (384-322 a.C) Funcionamento de todos os organismos vivos Erasistrato (304-250 a.C) Explica as funções do corpo com base na física William Harvey (1628 ) Circulação do sangue no organismo Claude Bernard Fisiologia Moderna... “fixidez do ambiente interno é a condição para a vida livre” 21/02/2014 7 Sistemas orgânicos do corpo humano 1. Sistema Circulatório; 2. Sistema Digestivo/Digestório; 3. Sistema Endócrino; 4. Sistema Esquelético/ ósseo; 5. Sistema Imunológico; 6. Sistema Tegumentar; 7. Sistema Muscular; 8. Sistema Nervoso; 9. Sistema Reprodutivo; 10. Sistema Respiratório; 11. Sistema Urinário/Excretor. 21/02/2014 8 SISTEMA ESQUELÉTICO Principais funções: sustentação movimento proteção Principais componentes: ossos articulações 21/02/2014 9 SISTEMA MUSCULAR Principais funções: sustentação movimento Principais componentes: músculos tendões 21/02/2014 10 Constituído por um par de pulmões e por vários órgãos que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. Esses órgãos são as fossas nasais, a boca, a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios, os bronquíolos e os alvéolos, os três últimos localizados nos pulmões. Formado por um longo tubo musculoso, ao qual estão associados órgãos e glândulas que participam da digestão. Apresenta as seguintes regiões; boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso e ânus. 21/02/2014 11 Formado por um conjunto de órgãos que filtram o sangue, produzem e excretam a urina - o principal líquido de excreção do organismo. É constituído por um par de rins, um par de ureteres, pela bexiga urinária e pela uretra. Rede de tubos de vários tipos e calibres, que põe em comunicação todas as partes do corpo. Dentro desses tubos circula o sangue, impulsionado pelas contrações rítmicas do coração. 21/02/2014 12 Começamos a perguntar... • O que permite que as pessoas se movam? • Como é possível que falem? • Como podem apreciar os vastos limites do mundo? • Como sentir os objetos que as cercam? • O que acontece com os alimentos que ingerimos? • Como extrair energia desses alimentos para o exercício? 21/02/2014 13 21/02/2014 14 Variáveis mantidas dentro de estreitos limites fisiológicos: Temperatura corporal Pressão sanguínea Teor sanguíneo de oxigênio e dióxido de carbono. 21/02/2014 15 21/02/2014 16 SISTEMAS FUNCIONAIS DO CORPO E SUAS CONTRIBUIÇÕES PARA A HOMEOSTASIA Origem Remoção SISTEMA RESPIRATÓRIO Capta oxigênio e remove gás carbônico. TRATO GASTRINTESTINAL Atua na absorção de nutrientes para o sangue e eliminação de resíduos alimentares SISTEMA MÚSCULO ESQUELÉTICO Gera o deslocamento do corpo para a aquisição de nutrientes e para sua proteção SISTEMA RENAL Atua na eliminação de substâncias tóxicas como metabólicos celulares (uréia). SISTEMA ENDÓCRINO Regula as funções metabólicas através da liberação de hormônios SISTEMA CIRCULATÓRIO Atua na distribuição de oxigênio,nutrientes, hormônios,anticorpos. SISTEMA NERVOSO Controla os sentidos humanos, o sistema Musculoesqulético, a função secretora e vários outros sistemas 21/02/2014 17 • Embora o corpo humano como um todo esteja adaptado para enfrentar um ambiente externo variável, suas células individuais são muito menos tolerantes às mudanças. • A maioria das células são protegidas do mundo externo pela zona tampão do fluido extracelular → "Meio interno” Homeostasia e controle do meio interno Profª Danielly Cantarelli E-mail: dcantarelli.estacio@gmail.com 21/02/2014 18 Organização e distribuição dos fluidos do organismo 21/02/2014 19 Organização e distribuição dos fluidos do organismo Fluido extracelular (FEC) “Meio interno” do corpo 1/3 do total no corpo humano Necessário para a sobrevivência dos tecidos e de suas células; Dinâmico, em constante movimento por todo o corpo; Contém: Grandes quantidades de íons Na+, Cl- e HCO3 -; Nutrientes para as células (O2, glicose, ácidos graxos e aminoácidos; CO2 e produtos de excreção celulares. Fluido intracelular: (FIC) •2/3 do total no corpo humano •grande concentração de K+, Mg++ e íons fosfato . 21/02/2014 20 Mecanismos homeostáticos básicos • No corpo humano, todos os órgãos e tecidos contribuem - cada um ao seu modo - para a manutenção desta constância homeostática: O sistema de transporte do líquido extracelular – Sistema Circulatório do Sangue (1) o sangue flui pelos vasos sanguíneos por todo o corpo e atinge as células através dos capilares; (2) nestes, o plasma se difunde pelos espaços entre as células e estabelece trocas com o fluido intersticial. Organização geral do Sistema circulatório 21/02/2014 21 A origem dos nutrientes do líquido extracelular: captação, pelo sangue, de O2 nos alvéolos pulmonares e de substâncias oriundas da digestão nos capilares do trato GI. O sistema músculo-esquelético põe o corpo em movimento para obter estes nutrientes. A remoção das escórias metabólicas: o sangue também remove substâncias não- recicláveis das células, tais como CO2, uréia e amônia. Os rins, a pele, otrato GI, os pulmões e a boca ajudam na remoção destas substâncias do corpo. Mecanismos homeostáticos básicos 21/02/2014 22 Mecanismos homeostáticos básicos A regulação das funções corporais: feitas primariamente por dois grandes sistemas de controle e regulação - o sistema nervoso e o endócrino. O SN inclui três divisões: • sensorial (receptores) • SNC (encéfalo e medula espinhal) • motora (nervos efetores). O sistema hormonal é composto por 8 principais glândulas que secretam hormônios que regulam funções do metabolismo (como o controle da glicose no sangue) e do funcionamento das células. Enquanto o sistema nervoso regula as atividades musculares e secretórias, os sistemas hormonais regulam muitas funções metabólicas. A reprodução: embora seja contestado se deve ser considerada ou não uma função metabólica, garante a continuidade da vida e a perpetuação da espécie. Mecanismos homeostáticos básicos 21/02/2014 23 Princípio dos sistemas de controle da homeostase • Feedback (ou retroalimentação) negativo: diante de uma mudança, é quando o sistema responde de forma a reverter a direção desta; se algum fator se torna excessivo ou deficiente, um sistema de controle específico inicia um feedback negativo que é uma série de alterações que recuperam o valor médio do fator, mantendo assim a homeostasia. corresponde a maioria das ações de controle; exemplo: a alta concentração de CO2 no FEC faz aumentar a ventilação pulmonar e assim a concentração de CO2 no fluido extracelular diminui. Já a queda na concentração de CO2 causa um feedback para aumentar a concentração; Princípio dos sistemas de controle da homeostase • Feedback positivo: diante de uma mudança, é quando o sistema responde de forma a amplificar a resposta; pode ser útil, como na cascata da coagulação, no parto e na geração de sinais elétricos pelo SN; o inverso também ocorre: pode tornar a resposta incontrolável , gerando um ciclo vicioso; menor ocorrência no organismo; exemplo de ciclo vicioso: hemorragia (+ de 2L de sangue) queda da PA e do fluxo sanguíneo diminuição do ritmo cardíaco queda ainda maior do fluxo de sangue (o ciclo se repete várias vezes até à morte). 21/02/2014 24 Feedback positivo gerando ciclo vicioso Princípio dos sistemas de controle da homeostase 21/02/2014 25 A Arquitetura Celular Os Componentes Celulares • O Citoplasma- separado dos líquidos circundantes pela membrana plasmática • A Membrana • O Núcleo- separado do citoplasma pela membrana nuclear 21/02/2014 26 • Permite a modificação da forma e do tamanho da célula: Flexibilidade A Membrana Plasmática Funções: • Define os limites da célula • Separa o conteúdo intracelular do meio extracelular • Seleciona as moléculas polares que possam entrar na célula: Permeabilidade Seletiva Estrutura Modelo do mosaico fluido (Singer e Nicholson – 1972): Bicamada lipídica (fosfolipídios) onde encontram-se imersas moléculas de proteínas que apresentam uma mobilidade, podendo se deslocar lateralmente ou atravessar a bicamada lipídica, projetando-se nas superfícies interna ou externa da membrana plasmática fluidez. 21/02/2014 27 Componentes A Membrana Plasmática Proteínas Lipídios Proteínas Proteínas 21/02/2014 28 Proteínas da membrana → Proteínas periféricas → Proteínas integrais • Canais • Proteínas carreadoras • Receptores Transportes Celulares 21/02/2014 29 Transporte através da membrana celular • Íons e moléculas pequenas – Transporte passivo ou Difusão – Transporte ativo • Macromoléculas e Partículas – Exocitose – Endocitose • Pinocitose • Fagocitose 21/02/2014 30 Transporte através da membrana • Ocorre por 2 processos – Transporte passivo (difusão):ocorre a favor de um gradiente de energia seja por ptrn carreadora, de canais ou diretamente. Transporte de Íons e de Moléculas através da Membrana Celular – Transporte ativo: É a passagem de uma substância de meio menos concentrado para um meio mais concentrado (contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia em combinação com uma ptrn carreadora 21/02/2014 31 Transportes Passivos Osmose - (osmos= empurrar) É um fenômeno de difusão em presença de uma membrana semipermeável. Nele, duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana que é permeável ao solvente e praticamente insolúvel ao soluto. Há, então, passagem do solvente de onde está em maior quantidade (solução hipotônica) para onde está em menor quantidade (solução hipertônica). Transportes Passivos 21/02/2014 32 Osmose em célula animal 1 2 3 •A osmose é um processo passivo •objetiva igualar a concentração •Na osmose passa sempre o solvente da menor para maior concentração 21/02/2014 33 Difusão Simples Figura 2 Pequenos poros na superfície da membrana permeável permitem a passagem seletiva de íons. Existem canais específicos para cada íon (sódio, cloro, potássio, etc). A taxa de passagem é regulada pelo número e tamanho dos poros. Após algum tempo, a concentração de ambos os íons (barras verde e amarela na figura 1) será a mesma em ambos os lados da membrana. Difusão facilitada 21/02/2014 34 Difusão facilitada Difusão facilitada da glicose Ligando = insulina Molécula transportada = glicose 21/02/2014 35 Transporte Ativo Bomba de NA+ e K+ Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de concentração. Transporte Ativo Primário 21/02/2014 36 Transporte Ativo Bomba de NA+ e K+ Este mecanismo transportador é composto por uma proteína carreadora que possui: *3 locais (ou pontos) na membrana para a fixação do sódio na face voltada para o LIC; *2 locais (ou pontos) para a fixação do potássio na face externa da membrana, voltada para o LEC; *1 porção interna com atividade enzimática (ATPase) que tem como função liberar energia. Transporte Ativo Secundário • A energia é derivada do armazenamento energético oriundo da atividade do transporte ativo primário. • Com a energia produzida primariamente, há o armazenamento de parte deste para produzir um transporte secundário, sem que seja necessária a atividade da enzima ATPase. • Há dois tipos deste transporte: Co-transporte: a medida que uma molécula entra na célula por sua proteína carreadora, movendo-se de um meio de maior concentração para o de menor concentração, essa sua tendência de difusão tende a arrastar outra molécula consigo. Contratransporte: neste os íons/moléculas se movimentam em sentidos opostos. Da mesma maneira como descrito para o co-transporte para a obtenção de energia, neste a molécula a ser transportada movimenta-se em sentido oposto àquela que se difunde passivamente. 21/02/2014 37 Transporte Ativo Secundário TESTANDO O CONHECIMENTO SOBRE TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR !!! 21/02/2014 38 21/02/2014 39 O desenho abaixo representa uma situação semelhante a da questão anterior, porém, agora as substâncias estão separadas por uma membrana que possui diferença de carga elétrica entre os dois lados (ou seja, um lado é positivo e o outro é negativo). Vamos supor que a concentração das substâncias X e Y é a mesma nos dois lados da membrana.Agora, vamos supor que a substância X é um íon semelhante ao íon sódio (Na+), possuindo uma carga positiva (X+) e a substância Y é um íon semelhante ao cloreto (Cl -), possuindo uma carga negativa. De acordo com o gradiente elétrico estabelecido, para que lado as substâncias X+ e Y- se moveriam passivamente (sem gasto de energia)?
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