O QUE É A FISIOLOGIA? A FISIOLOGIA É UMA COLCHA DE RETALHOS... Biologia Molecular Bioquímica Psicologia Histologia Biologia Celular Anatomia Genética Medicina Biofísica MAS OS RETALHOS FORMAM UMA... A FISIOLOGIA É O ESTUDO DA VIDA EM AÇÃO COLCHA! E tudo começa com... 1
sistema nervoso sistema endócrino sistema cardiovascular sistema excretor sistema respiratório sistema digestório...e não termina aqui! sistema musculo-esquelético DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA CORPORAL MEIO INTERNO Ambiente aquoso comum a todas as células de um organismo pluricelular. Separado do meio ambiente (meio externo) pelos epitélios. 40% 15% 5% Claude Bernard (1813-1878) 2
HOMEOSTASE Estado de condições físicas e químicas estáveis (por ex., temperatura, ph, concentração de moléculas, pressão). glicose Na + K + Equilíbrio e estado estável não são sinônimos! HOMEOSTASE DO MEIO INTERNO: ESTADO DE CONDIÇÕES ESTÁVEIS NO AMBIENTE AQUOSO (LEC) ONDE VIVEM AS CÉLULAS DO CORPO Na + K + glicose Walter Cannon (1871-1945) CIRCULAÇÃO DO MEIO INTERNO Os sistemas orgânicos atuam para manter os parâmetros físicos, químicos e funcionais do meio interno dentro de limites toleráveis pela espécie. parâmetro = variável, característica Ou seja, cada sistema orgânico tem como função a homeostase do meio interno em relação a uma ou mais de suas características. Sistema cardiovascular: Distribui moléculas rapidamente entre os órgãos de abastecimento, os tecidos internos e os órgãos de excreção por meio do fluxo do sangue. ABASTECIMENTO DO MEIO INTERNO ABASTECIMENTO DO MEIO INTERNO Sistema respiratório: fornece oxigênio para as atividades celulares oxidativas, principalmente produção de energia. Sistema digestório: absorve nutrientes para sustentar a produção de energia, a manutenção estrutural e o funcionamento corporal. 3
PURIFICAÇÃO DO MEIO INTERNO Sistema respiratório: remove dióxido de carbono, resultante do metabolismo celular. Sistema excretor: remove todos os componentes não-gasosos desnecessários ou em excesso. INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS ENTRE SI E COM O MEIO EXTERNO Sistema nervoso: recebe informações ambientais (internas e externas) e controla o movimento do corpo e a atividade dos órgãos por meio de uma complexa rede de células nervosas (neurônios). INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS ENTRE SI E COM O MEIO EXTERNO Sistema endócrino: controla funções celulares e orgânicas relacionadas a metabolismo, crescimento, diferenciação e proliferação através da liberação de hormônios. -Faixa de atuação -Retroalimentação negativa -Redundância -Prioridades -Adaptabilidade -Limitações Todos os sistemas de controle procuram manter um parâmetro dentro de limites fisiologicamente aceitáveis (faixa de controle). A homeostase frequentemente é dependente de alças de retroalimentação negativa. Parâmetro controlado Por exemplo, a concentração de glicose no sangue é mantida em torno de 100 mg/dl, mas sobe um pouco depois das refeições e diminui um pouco com jejum prolongado. Sistemas de controle Retroalimentação negativa: efeito de um sistema sobre um parâmetro, que tende a diminuir a alteração desse parâmetro Retroalimentação positiva: efeito de um sistema sobre um parâmetro, que tende a acentuar a alteração desse parâmetro 4
Vários sistemas estão envolvidos na homeostase de qualquer parâmetro do meio interno (redundância). Sistema Nervoso Sistema Endócrino Visceral Quando não é possível corrigir simultamente dois parâmetros, os sistemas de controle corrigem o parâmetro mais essencial (prioridade). Sistema Cardiovascular constrição dos vasos bombeamento cardíaco Sistema Excretor volume plasmático Por exemplo, para corrigir uma queda acentuada e persistente de pressão arterial e garantir o fluxo de sangue para o cérebro, o sistema nervoso pode reduzir e até bloquear o fluxo sanguíneo para outros órgãos (pele, intestinos). PRESSÃO ARTERIAL Sob circunstâncias crônicas, os sistemas de controle podem regular um parâmetro em novos níveis (adaptabilidade). Por exemplo, em altitudes elevadas, com atmosfera rarefeita, o organismo produz mais hemácias para suprir oxigênio extra aos tecidos. A capacidade dos sistemas de controle de corrigir um parâmetro não é ilimitada (limitações). Por exemplo, se a temperatura corporal cai demais (hipotermia), os sistemas de conservação e produção de calor podem não ser suficientes para retorná-la ao normal. A adaptabilidade nem sempre é benéfica! Por exemplo, com a recorrência de crises de hipoglicemia, o sistema nervoso de um indivíduo diabético passa a demorar mais para ser ativado pela crise. PAPEL DA MEMBRANA PLASMÁTICA NA HOMEOSTASE Subjacentes a muitos dos processos homeostáticos que os sistemas orgânicos desempenham estão eventos celulares intimamente ligados à membrana plasmática, que separa o LIC do LEC. Os principais são: - a troca de substâncias entre o LIC e o LEC - a geração e condução de sinais elétricos - a liberação e captação de moléculas de comunicação celular 5
ESTRUTURA DAS MEMBRANAS CELULARES Membrana celular = membrana plasmática BEM-VINDO AO ESTUDO DA FISIOLOGIA, A COLCHA DE RETALHOS QUE ESTUDA A VIDA EM AÇÃO! 6