FISIOLOGIA HUMANA: Homeostase e Transporte através da membrana

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FISIOLOGIA HUMANA - MEDICINA
2° PERÍODO - ALLAN MORAIS
Conteúdos:
1. Homeostase
2. Transporte através da membrana
A Fisiologia é o estudo do funcionamento normal de um organismo e de suas partes, incluindo
todos os processos físicos e químicos.
Além de ser uma ciência integrativa: interações complexas, não lineares,
entre diferentes componentes.
1 HOMESTASIA: Walter B. Cannon propôs uma lista de variáveis que estão
sob o controle homeostático. Ele descreveu como fatores ambientais que
afetam as células (osmolaridade, temperatura e pH) e “substâncias para as
necessidades celulares” (nutrientes, água, sódio, cálcio, outros íons
inorgânicos, oxigênio, bem como “secreções internas [hormônios e outras
substâncias químicas] como efeitos gerais e contínuos). Estabilidade
dinâmica.
Se seu corpo não consegue manter a homeostasia das variáveis críticas
listadas -> função normal interrompida -> condição patológica
desenvolve-se.
Causas, internas (câncer por ex) ou externas (subs. químicas tóxicas),
quando a homeostasia é perturbada, o corpo tenta ativar um mecanismo
compensatório.
O equilíbrio interno depende da constância do ambiente externo.
LÍQUIDO EXTRACELULAR (LEC):
Funciona como um meio de transição entre o ambiente externo de um organismo e o líquido
intracelular (LIC), encontrado no interior das células.
LEC -> Uma zona de tamponamento entre as células e o mundo externo, os processos elaborados
evoluíram para manter a composição do LEC relativamente estável.
O corpo humano é um sistema aberto que troca calor e matéria com o ambiente externo. Para
manter a homeostasia, o corpo deve manter o balanço de massa.
A quantidade de subs. no corpo deve permanecer constante, qualquer ganho deve ser compensado
por uma perda igual.
SISTEMAS DE CONTROLE E HOMEOSTASIA:
Todos os sistemas de controle possuem três
componentes: Simples
(1) Um sinal de entrada
(2) Um controlador/Centro Regulador
(3) Um sinal de saída que produz uma resposta
CONTROLE REFLEXO UTILIZA SINALIZAÇÃO DE LONGA DISTÂNCIA:
Um re�lexo fisiológico pode ser dividido em duas partes:
[1] Uma alça de resposta
Estímulo > Sensor > Sinal de Entrada > Centro Integrador > Sinal de Saída > Alvo > Resposta
[2] Alça de Retroalimentação
As alças de retroalimentação negativas são homeostáticas (ou seja, sempre visam
mantê-la). O quão bem um centro integrador consegue manter a estabilidade depende da
sensibilidade do sistema.
Alças de retroalimentação positivas não são homeostáticas. A resposta reforça o estímulo.
PARTE 2:
COMUNICAÇÃO, INTEGRAÇÃO E HOMEOSTASIA:
Comunicação célula a célula:
Sinais elétricos: mudanças no potencial de membrana da célula.
Sinais químicos: moléculas secretadas pelas células no líquido extracelular. [ligantes químicos a
proteínas obedece regras gerais de interações: especificidade, afinidade, competição e saturação].
[1] COMUNICAÇÃO LOCAL:
1.1 Junções Comunicantes > transferência de sinais elétricos e químicos do citoplasma entre células
adjacentes; ex.: músculo cardíaco, músculo liso, pulmão.
1.2 Sinais dependentes de contato > moléculas da superfície de uma membrana celular se ligam a
moléculas da superfície de outra célula;
1.3 Substâncias químicas que se difundem pelo LEC para atuar sobre as células próximas.
Um sinal parácrino é uma substância química que atua sobre as células vizinhas daquela célula que
secretou o sinal.
Um sinal químico que atua sobre a própria célula que o secretou é chamado de sinal autócrino.
[2] COMUNICAÇÃO DE LONGA DISTÂNCIA:
2.1 Utiliza a combinação de sinais químicos e elétricos conduzidos pelas células nervosas e
sinais químicos transportados pelo sangue.
Atualmente, cerca de metade dos medicamentos em uso atuam em proteínas receptoras. Os
receptores protéicos das células-alvo podem ser encontrados no núcleo, no citosol ou na membrana
celular como proteínas integrais.
O local onde o sinal químico se liga ao seu receptor depende muito de se a
molécula sinalizadora é lipofílica ou lipofóbica.
a) Receptores de sinais intracelulares
Moléculas sinalizadoras lipofílicas entram na célula por difusão simples
através da bicamada lipídica da membrana celular. Se ligam a receptores
citosólicos ou nucleares.
Ativação de um gene, induzindo o núcleo a sintetizar um novo RNAm
(transcrição).
b) Receptores da Membrana Celular
Moléculas sinalizadoras lipofóbicas são incapazes de entrar na célula
por difusão simples através da membrana celular. Permanecem no LEC e
ligam-se aos receptores proteicos da membrana celular.
VIAS DE SINALIZAÇÃO:
Uma célula-alvo deve possuir um receptor para a molécula sinalizadora,
a ligação desta molécula ao seu receptor inicia uma resposta.
1. A molécula sinalizadora é um ligante que se liga à proteína receptora.
2. O ligante também é conhecido como primeiro mensageiro, uma vez que carrega a
informação até a célula-alvo.
3. A ligação ligante-receptor ativa o receptor.
4. O receptor, por sua vez, ativa uma ou mais moléculas sinalizadoras intracelulares.
5. A última molécula sinalizadora na via gera uma resposta, modificando proteínas existentes
ou iniciando a síntese de novas proteínas.
c) Quatro categorias de receptores de membrana:
1. Receptor acoplado ao canal;
Receptores mais simples são canais iônicos dependentes de ligante. A maioria são
receptores de neurotransmissores encontrados em neurônios e células musculares.
Mecanismo > quando um ligante extracelular se liga ao receptor acoplado ao canal,
o canal abre ou fecha, alterando a permeabilidade da célula a um íon. O aumento ou a
diminuição da permeabilidade iônica rapidamente muda o potencial da memb. da célula,
criando um sinal elétrico que altera proteínas sensíveis à voltagem.
Ex: AcetilColina no músculo esquelético. O neurotransmissor acetil colina liberado de um
neurônio adjacente liga-se ao receptor de acetilcolina e abre o canal. Tanto o Na+ como K+ �luem
através do canal aberto.
2. Receptor acoplado à proteína G;
3. Receptor enzimático;
Os receptores enzimáticos possuem
duas regiões: uma região receptora, na face
extracelular da membrana celular, e uma
região enzimática, na face citoplasmática.
Em alguns casos, a região receptora e a
região enzimática são partes da mesma
molécula de proteína. Em outros casos, a
região enzimática é uma proteína separada.
A ligação do ligante ao receptor ativa a
enzima.
4. Receptor integrina
As proteínas transmembrana, chamadas de integrinas, medeiam a coagulação do sangue,
reparo de feridas (cicatrização), reconhecimento na resposta imune e o movimento celular durante
o desenvolvimento.
2 TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA:
Transporte passivo: Difusão e Osmose
Transporte ativo: Bomba de Sódio (Na+) e Potássio (K+) e Transporte Vesicular
Compartimento dos �luídos corporais:
LIC > ⅔ do volume total de água.
LEC > ⅓ do volume total de água, dividido em plasma e líquido intersticial.
Membrana celular: barreira semipermeável.
OSMOSE:
A água é capaz de se mover livremente
para dentro e para fora de quase todas as
células no corpo, atravessando os canais
especiais de água, criados pela proteína
aquaporina (AQP). Na osmose, a água se
move para diluir a solução mais
concentrada. Uma vez que as
concentrações são iguais, o movimento
resultante da água cessa.
DIFUSÃO:
Movimento de moléculas a partir de uma área de maior concentração para uma área de menor
concentração. Não requer energia para acontecer.
a) Difusão Simples
i) Apenas moléculas lipofílicas
b) Difusão Facilitada
i) Transporte mediado e passivo que move as moléculas a favor do gradiente.
1) Proteínas canal:
(a) Canais com portão (controle químico e dependentes de voltagem)
(b) Poros
2) Proteínas transportadoras/carreadoras:
(a) Uniporte: Transportam apenas um tipo de substrato;
(b) Simporte: Movem duas ou mais substâncias na mesma direção;
(c) Antiporte: Movem substratos em direções opostas.
TRANSPORTE ATIVO:
Processo que ocorre contra o gradiente de concentração: áreas de baixa concentração para áreas de
alta concentração. Requer gasto de energia.
a) Transporte ativo direto
i) A energiaque empurra as moléculas contra os seus gradientes de concentração vem
diretamente das ligações fosfato de alta energia do ATP.
b) Transporte ativo secundário
i) Usa a energia potencial armazenada no gradiente de concentração de uma
molécula para empurrar outras moléculas contra os seus gradientes de
concentração.
ii) Cotransporte sódio-glicose:
1) Na+ liga-se ao carreador.
2) A ligação de Na+ cria um sítio de ligação com alta afinidade à Glicose.
3) A ligação da Glicose muda a conformação da proteína, voltada para o LIC.
4) O Na+ é liberado no citosol em que Na+ é baixa, a liberação muda a
afinidade do sítio para a Glicose, assim, sendo liberada.
c) Transporte Vesicular (ATP)
i) Exocitose
1) Libera moléculas muito grandes para as proteínas transportadoras;
2) A exocitose é o oposto da endocitose. Na exocitose, as vesículas
intracelulares movem-se em direção à membrana celular, fundindo-se com
ela e, então, liberam o seu conteúdo no líquido extracelular;
3) A exocitose libera moléculas muito grandes para as proteínas
transportadoras.
ii) Endocitose
1) Um processo ativo que requer energia do ATP. Pode ser não seletiva,
permitindo que o líquido extracelular entre na célula, um processo
chamado de pinocitose.
2) A endocitose mediada por receptor transporta várias substâncias para
dentro da célula, incluindo hormônios proteicos, fatores de crescimento,
anticorpos e proteínas plasmáticas que atuam como carreadores de ferro e
colesterol.
iii) Fagocitose
1) A fagocitose forma vesículas usando o citoesqueleto
2) Uma célula engole uma bactéria ou outras partículas em uma vesícula
grande ligada à membrana, chamada de fagossomo
Referência: Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada. N.p., Artmed Editora.