Aula2- Homeostasia e controle do meio interno

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27/02/2014 
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Homeostasia e 
controle do meio 
interno 
Profª Danielly Cantarelli 
E-mail: dcantarelli.estacio@gmail.com 
 
Homeostasia (Homeo= igual, stasia= estado) 
 
• Manutenção das condições constantes do meio interno (intra e extracelular) 
 
• Manutenção da constância extracelular 
 
• É o termo empregado para significar a tendência de os sistemas biológicos 
resistirem a mudanças e permanecerem em estado de equilíbrio" 
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Organização e distribuição dos fluidos do organismo 
Organização e distribuição dos fluidos do organismo 
Fluido extracelular (FEC) 
 
 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; 
 Produtos de excreção celulares e CO2. 
 
 
Fluido intracelular: (FIC) 
 
•2/3 do total no corpo humano 
•grande concentração de K+, Mg++ e íons fosfato . 
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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 
 Duas etapas: 
 (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 
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 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, o trato GI, os 
pulmões e a boca ajudam na remoção destas substâncias do corpo. 
 
Mecanismos homeostáticos básicos 
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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 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, principalmente, as 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 
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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). 
 
 
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Feedback positivo gerando ciclo vicioso 
Princípio dos sistemas de controle da homeostase 
A Arquitetura Celular 
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Os Componentes Celulares 
• O Citoplasma- separado dos líquidos 
circundantes pela membrana plasmática 
 
 
• A Membrana plasmática 
 
 
• O Núcleo- separado do citoplasma pela 
membrana nuclear 
 
•Protoplasma – diferentes substâncias que 
formam a célula: água, eletrólitos, proteínas, 
lipídios e carboidratos. 
 
• 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 
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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. 
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Proteínas da membrana 
→ Proteínas periféricas 
 
→ Proteínas integrais 
 • Canais 
 • Proteínas carreadoras 
 • Receptores 
Componentes 
A Membrana Plasmática 
Proteínas 
Lipídios 
Proteínas Proteínas 
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Transportes Celulares 
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Transporte através da membrana celular 
• Íons e moléculas pequenas 
– Transporte passivo ou Difusão 
– Transporte ativo 
 
• Macromoléculas e Partículas 
– Exocitose 
– Endocitose 
• Pinocitose 
• Fagocitose 
 
Transporte através da 
membrana 
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• Ocorre por 2 processos 
– Transporte passivo (difusão):ocorre a favor de um 
gradiente de energia seja por prtn 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 
Transportes Passivos 
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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 
Osmose em célula animal 
1 2 3 
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•A osmose é um processo passivo 
 
•objetiva igualar a concentração 
 
•Na osmose passa sempre o 
solvente da menor para maior 
concentração 
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.27/02/2014 
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Fatores que Alteram a Intensidade 
Efetiva da Difusão 
Lei de Fick Vd = A.(P1-P2).K E 
Espessura de membrana; 
Área de superfície da membrana; 
Diferença de pressão entre os dois lados da 
membrana; 
as dimensões moleculares da substância 
difusora; 
Lipossolubilidade da substância que se 
difunde através da membrana; 
Número de canais protéicos pelos quais a 
substância pode passar 
Difusão facilitada 
 Pode ocorrer através de canais com comportas ou proteínas 
carreadoras de membrana. 
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Difusão facilitada 
Difusão facilitada da glicose 
Ligando = insulina 
Molécula transportada = 
glicose 
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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 
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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. 
Obs: ouabaína (digoxina) → droga bloqueadora da bomba de Na+ e K+ (irreversível) 
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 desta 
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. 
 
 
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Transporte Ativo Secundário 
Correlação clínica 
Fibrose cística 
Fibrose cística: doença genética causada por um defeito no gene 
regulador transmembrana da fibrose cística (CFTR) 
 
CFTR: Regula canais apicais eletrogênicos de cloreto 
 
Consequências: Efeitos no transporte de íons e de fluido, especialmente 
nos pulmões e no pâncreas. 
Nestes tecidos, a secreção de cloreto para dentro do lúmen das vias 
condutoras aéreas e ductos pancreáticos é crítica, levando com ele Na+ e 
água. 
Na fibrose cística, há uma redução significativa das proteínas CFTR, 
diminuindo a secreção de Cl-, o que resulta em secreções espessas. 
 
Não existe cura para a doença. 
 
 
 
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Correlação clínica 
Fibrose cística 
Efeitos nos Pulmões: 
Camada espessa e seca de muco 
contribui para o aumento de 
infecções 
 
Efeitos no Pâncreas: 
Os ductos dos ácinos ficam 
entupidos com muco e incapazes 
de secretar quantidades 
adequadas de tampões e 
enzimas necessários a uma 
digestão apropriada. Insuficiência 
pancreática resultando em 
complicações gastrointestinais. 
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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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