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Resumo AVP1 – Fisiologia ● Introdução a fisiologia (Aula 01): 1. A fisiologia tenta explicar os fatores físicos e químicos responsáveis pela origem, desenvolvimento e progressão da vida. Na fisiologia animal, estamos interessados nas características e mecanismos específicos do corpo que o tornam um ser vivo. 2. Células: é a unidade viva fundamental do corpo. Cada tipo de célula é especialmente adaptada para a execução de uma função determinada. Todas as células eliminam os produtos finais de suas reações químicas nos líquidos onde ficam imersas. Quase todas as células tem capacidade de se reproduzir, ou seja, tem capacidade de regeneração para que seja restabelecido o seu número adequado. Todas as células vivem em um mesmo meio, o meio interno. Às células são capazes de viver, crescer e desempenhar suas funções específicas enquanto estiverem disponíveis oxigênio, glicose, derivados de íons, aminoácidos, substâncias gordurosas e outros constituintes em concentrações adequadas. 3. Fluido intracelular: substância aquosa interna à célula. É rico em potássio, magnésio, fosfato, ânios orgânicos(aminoácidos carregados negativamente). 4. Fluido extracelular/líquido intersticial/meio interno do corpo: substância aquosa externa à célula. Todas as substâncias importantes para que a célula sobreviva/funcione/se movimente estão concentrados no interstício. É rico em sódio, bicarbonato, cloreto, glicose, oxigênio, Dióxido de carbono e uréia. O fluido extracelular está sendo constantemente renovado, pois o líquido extracelular se movimenta continuamente por todo o corpo. É transportado rapidamente no sangue circulante e, em seguida, misturado entre o sangue e os líquidos teciduais por difusão através das paredes dos capilares. 5. Forças de Starling: se relacionam a forças de líquidos, são as pressões hidrostáticas e osmóticas/oncótica/coloidosmótica. 5.1 Pressão Hidrostática: é a força biológica que desloca o líquido do recipiente em que se encontra. 5.2 Pressão Osmótica: é a força biológica que retém/conserva o líquido no recipiente em que se encontra. Relaciona-se com os eletrólitos (aminoácidos). 6. Transporte do líquido extracelular: O líquido extracelular é transportado para todas as partes do corpo em duas etapas distintas. A primeira depende do movimento do sangue ao longo do sistema circulatório, e a segunda, do movimento de líquido entre os capilares sanguíneos e as células. Conforme o sangue circula pelos capilares, ocorre troca contínua de líquido extracelular entre a parte de plasma do sangue e o líquido intersticial que preenche os espaços entre as células: os espaços intercelulares. Os capilares são porosos, de modo que grandes quantidades de líquido e de seus constituintes em solução podem difundir, nos dois sentidos, entre o sangue e os espaços teciduais. O liquido e as moléculas em solução estão continuamente em movimento e saltando em todas as direções no interior do próprio líquido e também através dos poros e pelos espaços teciduais(movimentação cinética das moléculas). Quase que nenhuma célula fica distante mais de 25 a 50 μm de um capilar, o que assegura a difusão de quase todas as substâncias do capilar para a célula dentro de poucos segundos. Assim, o líquido extracelular, por todo o corpo, tanto o do plasma como o do líquido contido nos espaços intercelulares, está sendo continuamente misturado, o que garante sua homogeneidade quase total. 7. Homeostasia: manutenção dinâmica das condições que são favoráveis ao equilíbrio do meio interno. Todos os órgãos e tecidos realizam funções que contribuem para a manutenção da homeostasia. (Animal em homeostase=animal saudável)(EQUILÍBRIO). 8. Regulação das funções corporais: os sistemas reguladores das funções corporais são o sistema nervoso e endócrino. O sistema nervoso, em termos gerais, regula, principalmente, as atividades motoras e secretoras do corpo, enquanto o sistema endócrino (hormonal) regula, de modo primário, as funções metabólicas. Sistemas de controle homeostáticos: 8.1 Feedback negativo: Efeitos negativos em relação ao estímulo inicial, série de alterações que recuperam o valor médio do fator. 8.2 Feedback positivo: efeitos potencializadores ao estímulo inicial. Leva ao desequilíbrio. Célula: Componentes Básicos Celulares (Aula 02) A célula é a menor unidade de um ser vivo. Ela apresenta formas e funções diferenciadas. Os seres vivos podem ser classificados de acordo com a quantidade de células que eles são formados: unicelulares (uma única célula) e pluricelulares (mais de duas células). Às células podem ser procariontes (células que não tem núcleo, pois elas não apresentam carioteca deixando assim o seu material genético solto no citoplasma) e eucariontes (células mais complexas e que apresentam carioteca, ou seja, o seu material genético fica “guardado” dentro do núcleo). 1. Membrana celular: esta membrana limita exteriormente o citoplasma, separando o meio intracelular do meio extracelular. Tal membrana é formada por uma dupla camada de lipídios que mantém a integridade celular, tendo uma permeabilidade seletiva sendo assim responsável pelas trocas de substâncias entre o meio intracelular e o meio extracelular. 2. Núcleo: estrutura delimitada pela carioteca, que possui vários poros que permite a comunicação entre o núcleo e o citoplasma. No seu interior contém o nucleoplasma, no qual é possível encontrar as massas de cromatina (onde contém toda a informação necessária para o funcionamento da célula) que constituem o material genético. É a maior organela celular e controla a atividade celular. 3. Mitocôndria: é uma das organelas mais importantes, sendo extremamente relevante para a respiração celular. Possuem duas membranas, uma externa e outra interna (pode apresentar invaginações para o interior). Às mitocôndrias estão envolvidas em processos de obtenção de energia por parte da célula. Ela tem seu próprio material genético e seus próprios ribossomos. 4. Ribossomo: pequenas estruturas constituídas por duas porções(por muitas vezes associadas ao RE). Sua principal função é a síntese de proteínas e enzimas usadas pela célula (produção). 5. Lisossomo: estruturas esféricas, rodeadas por uma membrana simples, que contém no seu interior enzimas (hidrólases) que intervém na decomposição de moléculas e estruturas celulares. Ou seja, tem função de degradação de partículas vindas do meio extracelular(heterofagia), assim como a reciclagem de outras organelas e componentes celulares envelhecidos(autofagia). 6. Retículo endoplasmático: estrutura formada a partir de invaginações da membrana plasmática, é constituído por uma rede de tubos e vesículas achatadas que comunicam-se com o envoltório nuclear (carioteca). Tem basicamente a função de transportes de partículas e dividi-se em: 6.1: RER: tem vários ribossomos grudados e tem a função de síntese de proteínas que serão utilizadas normalmente no meio externo à célula. 6.2: REL: não tem ribossomos grudados e tem a função de síntese de lipídios. Os lipídios vão desintoxicar a célula, ou seja, vai degradar substâncias tóxicas que estão dentro da célula. 7. Complexo de Golgi: conjunto de cisternas achatadas e de vesículas, que intervém em fenômenos de secreção celular (tirar o que tem dentro da célula para fora). 8. Centríolos: estrutura de aspecto cilíndrico, constituída por microtúbulos. Os centríolos intervém na divisão celular (meiose e mitose). 9. Peroxissomos: são bolsas que no seu interior existe a enzima catalase que tem a função de quebrar água oxigenada que é tóxica para a célula. 10. Citoplasma: é composto por uma substância gelatinosa chamada citosol e as organelas presentes na célula. 11. Citoesqueleto: rede de fibras intercruzadas, existentes no citoplasma. É responsável por manter a forma da célula e as junções celulares, auxiliando nos movimentos celulares. Composiçãoda Membrana Celular (Aula 02) A membrana celular reveste inteiramente toda a célula, constituindo uma estrutura muito delgada e elástica. Todas as organelas também são revestidas por uma membrana. A bicamada lipídica é formada por meio de interações hidrofóbicas da região apolar dos lipídeos, que ficam voltadas para o interior da membrana e a porção hidrofílica para o citoplasma ou meio extracelular (meio aquoso). As proteínas de membrana possuem resíduos hidrofílicos e hidrofóbicos que se dispõem de acordo com a região da bicamada, sendo assim, as proteínas podem deslocar-se com facilidade no plano da membrana. Podendo assim ser chamado de modelo do mosaico fluido. A membrana celular separa o meio intracelular do extracelular e participa de numerosas funções, como: 1) é responsável pela manutenção da constância do meio intracelular, controlando as substâncias que entram e saem da célula; 2) por meio de receptores específicos tem a capacidade de reconhecer outras células e diversos tipos de moléculas; 3) membranas de certas células se prendem firmemente umas às outras, formando muitas vezes camadas que delimitam compartimentos diferentes; 4) e podem estabelecer canais de comunicação entre si para trocas de moléculas e íons que participam da coordenação das atividades desses agrupamentos celulares. A atividade metabólica da membrana depende principalmente das proteínas, portanto cada tipo de membrana carrega as proteínas características às suas funções. Essas proteínas de membrana podem ser divididas em dois grandes grupos: integrais e periféricas. 4.1) Proteínas integrais: são firmemente aderidas à membrana, nesse grupo inclui a maior parte das enzimas de membrana, proteínas transportadoras e receptoras. Algumas atravessam inteiramente a bicamada (transmembrana) uma única vez ou várias vezes (transmembrana de passagem múltipla). 4.2) Proteínas periféricas(extrínsecas): não interagem com as regiões hidrofóbicas da bicamada, interagem com as proteínas integrais ou com a região lipídica polar. As células apresentam, na superfície externa da membrana celular, uma camada de glicídios ligados a proteínas ou lipídeos, o glicocálice, que é formado pelas porções glicídicas das moléculas de glicolipídeos de membrana; por glicoproteínas integrais da membrana; por proteoglicanas. Tal estrutura tem função: Proteção mecânica e contra agressões químicas e físicas; Por constituir uma espécie de malha que envolve as células, ele retêm substâncias que possam alterar condições naturais de acidez e salinidade, assim conferindo um microambiente específico para a célula; Reconhecimento celular, as células iguais apresentam a mesma composição no glicocálix, o que permite que se reconheçam, favorecendo também a adesão entre as células. Transportes de Membrana (Aula 03) 1) Fatores energéticos que guiam o transporte de materiais: O movimento de moléculas é fortemente influenciado por forças, tais como concentração, pressão (ambas são parte do potencial químico) e voltagem (potencial elétrico). As moléculas se movem espontaneamente de uma região mais alta para outra mais baixa, seja de concentração, pressão ou potencia elétrico. Cada um desses fatores é uma fonte de energia livre. O transporte de uma molécula não depende necessariamente de qualquer um desses; mais adequadamente, a soma de todas as contribuições de energia livre é o determinante de transporte. Essa soma em uma substância é o potencial eletroquímico. O potencial eletroquímico é a energia livre da substância, de todas as fontes, por mol da substância Existem dois tipos de transportes envolvendo a membrana: o transporte pela membrana plasmática e o transporte através da membrana plasmática. 2) Transporte pela membrana plasmática: A entrada das substâncias é feita por endocitose e a saída por exocitose. Nesses processos o transporte é realizado por meio de vesículas limitadas por membranas, formadas por invaginação da membrana (plasmática ou de organelas) seguidas de fusão e separação de um seguimento da mesma. 2.1) Endocitose: é dividida em pinocitose, quando as vesículas são de pequena dimensão e as moléculas transportadas solúveis, ou fagocitose, quando o material envolvido pela membrana não está dissolvido. São processos com gasto energético e muito seletivo para certas substâncias. 2.2) Exocitose: a vesícula que se encontra no citoplasma (lisossomo ou enzimas que vão atuar no exterior da célula) migra em direção à periferia celular, em seguida ocorre a fusão com a membrana e, por fim, lança-se o conteúdo da vesícula no meio extracelular. 3) Transporte através da membrana plasmática: Para ocorrer transporte espontâneo, deve haver uma diferença no potencial eletroquímico(força motriz) da substância entre duas regiões. O material se move espontaneamente das regiões de alto para as de baixo potencial eletroquímico. Tal transporte é denominado difusão ou transporte passivo. O movimento total do material cessa quando a diferença eletroquímica entre as regiões é igual a zero. O estado no qual a energia livre ou a diferença de potencial eletroquímico é zero é chamado de equilíbrio, que significa “balanço”, não igualdade. Este é alcançado quando a energia livre (potencial eletroquímico) está balanceada; o valor em um lado é o mesmo do outro. Na maioria dos casos, a fonte de energia livre nos dois lados nunca se torna igual; a concentração, a pressão e a voltagem permanecem diferentes, mas suas diferenças “se equilibram” de forma que as disparidades da soma de energia livre sejam zero. As moléculas em equilíbrio ainda se movem e trocam de lugar, mas vão tanto em uma direção como em outra, então não há fluxo resultante do material. Se a célula requer material para se mover do potencial eletroquímico baixo para o alto - na direção contrária do equilíbrio- aumentando a diferença na energia livre entre as duas regiões, alguma força motriz ou trabalho deve ser propiciado por outra diminuição de energia livre. Este tipo de transporte é o transporte ativo. Este se vale de proteínas que combinam as funções de transporte e de reação de acoplamento com o gasto de ATP. 3.1) Transporte passivo: 3.1.1) Difusão simples: ocorre a passagem de moléculas pequenas através da bicamada lipídica sem nenhum auxílio de proteínas carregadoras até que ocorra um equilíbrio no gradiente de concentração entre o meio extra e intracelular.(Moléculas polares, pequenas e sem carga: água e ureia./Moléculas apolares: oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono). 3.1.2) Osmose: Na osmose ocorre o movimento de moléculas de um solvente através de uma membrana semipermeável, de uma área com alta concentração de moléculas de solvente para uma área de baixa concentração. O movimento da água cessa quando o potencial eletroquímico se torne igual em ambos os lados da membrana. 3.1.3) Difusão facilitada: as moléculas polares médias e grandes e os íons atravessam a membrana com a ajuda de proteínas carreadoras específicas chamadas permeases. Tal movimento é em direção natural do gradiente eletroquímico. 3.2) Transporte ativo: é o transporte de íons ou moléculas não carregadas através da membrana plasmática por intermédio de proteínas carreadoras com gasto de energia, este transporte acontece contra o gradiente de concentração ou gradiente eletroquímico. Etapas limitantes: concentração do Soluto, ativação do transportador, energia disponível para o transporte. 3.2.1) Primário: energia liberada da hidrólise do ATP é diretamente acoplada ao sistema de transporte. EX: Bomba de sódio e potássio: A concentração do sódio é maior no meio extracelular enquanto a de potássio é maior no meio intracelular. A manutenção dessas concentrações é realizada pelas proteínas transportadoras descritas anteriormente que capturam íons sódio (Na+) no citoplasma e bombeia-os para fora da célula. No meio extracelular,capturam os íons potássio (K+) e os bombeiam para o meio interno. Se não houvesse um transporte ativo eficiente, a concentração destes íons iria se igualar. Desse modo, a bomba de sódio e potássio é importante uma vez que estabelece a diferença de carga elétrica entre os dois lados da membrana que é fundamental para as células musculares e nervosas e promove a facilitação da penetração de aminoácidos e açúcares. Além disso, a manutenção de alta concentração de potássio dentro da célula é importante para síntese de proteína e respiração e o bombeamento de sódio para o meio extracelular permite a manutenção do equilíbrio osmótico. 3.2.2) Secundário: processo envolve o movimento de uma substância contra seu próprio gradiente de concentração, mas acoplado a uma segunda substância que se move a favor do seu gradiente eletroquímico. Tendo o gasto da energia da segunda substância. 4) Cotransporte: 4.1) Uniporte: apenas uma molécula é transportada seja para dentro ou para fora da célula. 4.2) Simporte: duas moléculas são transportadas em conjunto para dentro ou para fora da célula. 4.3) Antiporte: uma molécula é transportada para dentro da célula enquanto outra é transportada para fora da célula. Por meio desses diversos processos de transporte a membrana realiza sua função de manter constante o conteúdo celular, absorvendo as substâncias necessárias às atividades celulares, expelindo aquelas que não são necessárias ou moléculas que atuarão no meio extracelular e, além disso, digerindo e eliminando protozoários que se alimentam por fagocitose de outros microrganismos menores. 5) Potencial de Repouso: Alternância intracelular e extracelular de íons através da membrana. Ou seja, ocorre a alternância entre o transporte passivo e ativo de íons. VALOR: -65mV a -90mV. EX: Há a entrada passiva de íons sódio (Na+), que posteriormente são expulsos ativamente, ao mesmo tempo em que íons potássio (K+) entram ativamente. Em seguida, o K+ sai passivamente da célula, tornando o meio externo positivo em relação ao meio interno. Com isso, a célula fica polarizada.