01 O ESTUDO DA FUNCAO CORPORAL

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O ESTUDO DA FUNÇÃO 
CORPORAL;
INTERAÇÃO ENTRE AS 
CÉLULAS E O AMBIENTE 
EXTRACELULAR
Profa. Dra. Cristiane Queixa Tilelli
3º período de Farmácia
Disciplina Fisiologia I
2º semestre/2010
INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA
• Fisiologia: estudo da função biológica
• Célula → tecido → órgão → sistema
• Mecanismos; modo de funcionamento
• Função pode ser estudada através da patologia: 
o que acontece quando um componente do 
sistema não está realizando corretamente o que 
deveria realizar?
• Fisiologia comparada: pode dar base para as 
descobertas na fisiologia humana (semelhanças 
nos processos)
METODOLOGIA CIENTÍFICA
• Dados baseados em observações
• Hipóteses não refutadas por observações
• Formulação de hipótese baseada em fatos 
ou observações
– Experimentação, análise de dados
– Processo de confirmação, reprodutibilidade 
→ teorização
– Descoberta de fatores adicionais → reinício 
do processo
HOMEOSTASIA
• Claude Bernard (1813-
1878): estabilidade do 
milieu interieur.
• Manutenção da 
constância do meio 
interno: homeostasia
(Walter Cannon, 1871-
1945)
• Moléculas, para 
exercerem suas funções, 
necessitam de 
composição adequada do 
meio aquoso, contância
de temperatura e de pH.
RETROALIMENTAÇÃO 
NEGATIVA
• Faixas de alguns parâmetros do meio interno devem normalmente 
ser mantidas
• Desvios significativos dessas faixas podem indicar patologia
• Para manutenção, organismo determina pontos de referência ou 
ajuste
• Sensores detectam desvios, que são informados a centros de 
integração ou controladores, que por sua vez comandam efetores a 
correção do desvio
• ALÇA DE RETROALIMENTAÇÃO NEGATIVA
• Podem ser bidirecionais, quando efetor tem um nível basal de 
descarga, que pode ser regulado tanto para cima quanto para baixo
• Efetores de ação antagônica aumentam a eficiência do controle.
– Exemplo: tremor para aumento da temperatura versus suor para 
redução
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RETROALIMENTAÇÃO POSITIVA
• Em algumas situações, os efetores amplificam 
cada vez mais o desvio de um parâmetro, até
que atinja um ponto extremo.
• Fisiologicamente, coagulação e parto
• Patologicamente, pode levar a óbito
OS GRANDES REGULADORES
• Sistema nervoso e sistema endócrino trabalham 
em íntima relação e regulam o funcionamento 
de todo o organismo, de forma integrada
• São os reguladores extrínsecos aos diferentes 
órgãos (que também têm suas regulações 
intrínsecas)
• Fibras nervosas inervam órgãos por elas 
controlados, liberando neurotransmissores 
localmente, e sistema endócrino controla órgãos 
à distância, através dos hormônios liberados na 
circulação sanguínea.
OS SISTEMAS
• Neurofisiologia
• Fisiologia cardiovascular
• Fisiologia endócrina
• Fisiologia gastrintestinal
• Fisiologia do sistema respiratório
• Fisiologia renal
• Fisiologia dos sistemas reprodutores, 
gravidez e lactação
AMBIENTES LÍQUIDOS DO 
ORGANISMO
• 67% da água no compartimento intracelular
• 33% da água no compartimento extracelular
– 20% (6,6% do total) da água compõe o plasma sanguíneo
– 80% (26,4% do total) da água compõe o líquido intersticial
• Constante troca e mistura entre plasma sanguíneo e 
líquido intersticial, possibilitando
– Transporte de O2 dos pulmões para os tecidos e de CO2 dos 
tecidos para os pulmões
– Transporte de nutrientes do intestino para todos os tecidos do 
organismo
– Transporte de hormônios para céulas-alvo
– Transporte de produtos do metabolismo para serem excretados 
pelo fígado e pelos rins
BARREIRA LIPÍDICA E AS 
PROTEÍNAS DE TRANSPORTE DA 
MEMBRANA CELULAR
• Bicamada lipídica
– Barreira à passagem de 
substâncias hidro-
solúveis
– Passagem livre de 
substâncias lipo-solúveis
• Proteínas constituintes
– Canais
– Transportadoras
– Seletividade ao tipo de 
molécula
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TRANSPORTE ATRAVÉS DA 
MEMBRANA PLASMÁTICA
• A membrana plasmática é seletivamente 
permeável
– Permite a passagem de algumas moléculas e 
outras não
– Seletividade pode ser modificada conforme a 
cirscunstância
– Seletividade pode variar entre diferentes 
tecidos
– Impermeável a proteínas e ácidos nucléicos
TIPOS DE TRANSPORTE 
ATRAVÉS DA MEMBRANA
• Transporte passivo
A favor do gradiente de 
concentração
– Osmose 
– Difusão simples
– Difusão facilitada
• Transporte ativo
Contra o gradiente de 
concentração
– Primário
– Secundário
DIFUSÃO
• Moléculas em 
constante movimento
• Energia cinética
• Calor
• Forças eletrostática e 
nuclear
• Colisão de moléculas
DIFUSÃO ATRAVÉS DA 
MEMBRANA CELULAR
• Difusão simples
– Movimento iônico através de abertura na 
membrana (canais aquosos) ou pela 
bicamada lipídica
– Não há interação com proteínas 
transportadoras
• Difusão facilitada
– Requer interação com proteína 
transportadora
FATORES QUE DETERMINAM 
VELOCIDADE DE DIFUSÃO
• Quantidade de substância disponível
• Velocidade de movimento cinético
• Número e tamanho de canais aquosos ou 
lipossolubilidade
– Substâncias altamente lipossolúveis
• Oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono e álcool
– Canais aquosos numerosos permitem a passagem 
de água
• A passagem de demais moléculas depende do 
tamanho das moléculas em relação aos canais 
aquosos
DIFUSÃO PELOS CANAIS 
PROTÉICOS E AS “COMPORTAS”
DESSES CANAIS
• Proteínas canais
– Seletivamente 
permeáveis
• Diâmetro
• Forma
• Cargas elétricas e 
ligações químicas 
internas
– Abertura e fechamento 
por comportas
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AS COMPORTAS DAS 
PROTEÍNAS CANAIS
• Controle da 
permeabilidade iônica 
dos canais
– Variações do potencial 
elétrico através da 
membrana
– Controle químico por 
ligante
• Ex: neurotransmis-
sores
DIFUSÃO FACILITADA
• Mediada por transportador
• Velocidade de difusão 
tende a aumentar de 
acordo com a diferença de 
concentração
• No entanto, depende de
– Número de transportadores 
disponíveis
– Velocidade do transportador
• VMÁX
O EFEITO DA DIFERENÇA DE 
CONCENTRAÇÃO SOBRE A VELOCIDADE 
EFETIVA DA DIFUSÃO ATRAVÉS DA 
MEMBRANA
• Velocidade de difusão 
efetiva de uma substância 
do lado externo para o 
lado interno de uma 
membrana é diretamente 
proporcional à diferença de 
concentração da 
substância entre os dois 
lados da membrana
EFEITO DA DIFERENÇA DE 
PRESSÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA
• Soma de todas as 
forças das diferentes 
moléculas que se 
chocam contra uma 
determinada 
superfície
• Exemplo: pressão 
intra-capilar
OSMOSE ATRAVÉS DE MEMBRANAS 
SELETIVAMENTE PERMEÁVEIS
DIFUSÃO EFETIVA DE ÁGUA
• Água se difunde em ambas 
as direções: volume celular 
constante
• No caso de alteração de 
concentração de solutos 
aos quais a membrana é
impermeável em um lado 
da membrana, pode ocorrer 
osmose efetiva
– “Diferença de concentração 
da água”
• Pressão osmótica
– Pressão contrária ao 
movimento da água, 
necessária para interromper a 
osmose
TRANSPORTE ATIVO DE 
SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DE 
MEMBRANAS
• Necessário para a manutenção das diferenças de 
concentração iônicas entre partes interna e externa das 
células
• Transporte de substâncias contra seus gradientes 
químico e/ou elétrico
• Gasto de energia necessário
• Tipos de transporte ativo:
– Primário
• Energia diretamente derivada de ATP
– Secundário
• Energia derivada de transporte ativo primário de outras moléculas
• Depende de proteínas transportadoras
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TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO
• Joga sódio para fora e potássio para 
dentro (da célula)
• Características:
– 3 receptores de sódio na parte interna 
da célula
– 2 receptores de potássio na parte 
externa da célula
– Atividade ATPase
• Manutenção das diferenças de 
concentração de sódio e potássio 
dentro e fora da célula
• Estabelecimento de diferença de 
voltagem: eletrogenicidade
• Células excitáveis gastam até 70% de 
sua energia no funcionamento da 
bomba de sódio-potássio
• Função na manutenção osmótica da 
célula:
– Moléculas protéicas atraem íons 
positivos; 
– Bomba envia mais íons para fora que 
para dentro da célula
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
ÍONS CÁLCIO
• Íons cálcio: baixa concentração no citosol
• Bombas de cálcio
– Na membrana celular
– Nas membranas de organelascelulares
• Retículos e mitocôndrias
• Utilizam ATP
• Sítio de ligação para o cálcio na região do 
citosol celular
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
CO-TRANSPORTE E CONTRA-
TRANSPORTE
• A substância 
transportada 
secundariamente (contra 
seu gradiente de 
concentração) depende 
da energia provida por 
outra substância (a favor 
do seu gradiente de 
concentração) 
previamente transportada 
ativamente contra seu 
gradiente de 
concentração.
TRANSPORTE ATIVO 
SECUNDÁRIO
CO-TRANSPORTE
• Glicose e aminoácidos são 
co-transportados para 
dentro da célula, contra 
seu gradiente de 
concentração
• Isto ocorre juntamente com 
o sódio, que está a favor 
do seu gradiente de 
concentração
• Sódio previamente 
transportado para fora da 
célula contra seu gradiente 
de concentração, pela 
bomba de sódio-potássio 
(transporte ativo primário)
TRANSPORTE ATIVO 
SECUNDÁRIO
CONTRA-TRANSPORTE
• Exemplos importantes
– Sódio-cálcio
• Extrusão de íons cálcio do citosol
– Sódio-hidrogênio
• Excreção de íons hidrogênio nos rins
TRANSPORTE ATIVO ATRAVÉS 
DE CAMADAS CELULARES
• Camadas especializadas de 
células
– Epitélio intestinal
– Epitélio tubular renal
– Epitélio de glândulas exócrinas
– Epitélio da vesícula biliar
– Barreira hemato-encefálica
– Etc
• Células polarizadas: um lado 
da célula que compõe o epitélio 
realiza o transporte, enquanto 
que a substância atravessa o 
outro lado da célula por difusão 
(simples ou facilitada)
Ex: epitélio intestinal.
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REFERÊNCIAS
• Fisiologia Humana, Stuart Ira Fox, 7ª
edição, Editora Manole, 2007.
– Capítulos 1 e 6.