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27/02/2014

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Homeostasia e

controle do meio

interno

Prof Danielly Cantarelli E-mail: [email protected]

Homeostasia (Homeo= igual, stasia= estado)

Manuteno das condies constantes do meio interno (intra e extracelular)

Manuteno da constncia extracelular

o termo empregado para significar a tendncia de os sistemas biolgicos

resistirem a mudanas e permanecerem em estado de equilbrio"

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Organizao e distribuio dos fluidos do organismo

Organizao e distribuio dos fluidos do organismo

Fluido extracelular (FEC)

1/3 do total no corpo humano Necessrio para a sobrevivncia dos tecidos e de suas clulas; Dinmico, em constante movimento por todo o corpo; Contm:

Grandes quantidades de ons Na+, Cl- e HCO3-;

Nutrientes para as clulas (O2, glicose, cidos graxos e aminocidos; Produtos de excreo celulares e CO2.

Fluido intracelular: (FIC)

2/3 do total no corpo humano grande concentrao de K+, Mg++ e ons fosfato .

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Mecanismos homeostticos bsicos

No corpo humano, todos os rgos e tecidos contribuem - cada um ao seu modo - para a manuteno desta constncia homeosttica:

O sistema de transporte do lquido extracelular Sistema Circulatrio do Sangue

Duas etapas:

(1) o sangue flui pelos vasos sanguneos por todo o corpo e atinge as clulas atravs dos capilares;

(2) nestes, o plasma se difunde pelos espaos entre as clulas e estabelece trocas com o fluido intersticial.

Organizao geral do Sistema circulatrio

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A origem dos nutrientes do lquido extracelular: captao, pelo sangue, de O2 nos alvolos pulmonares e de substncias oriundas da digesto nos capilares do trato GI. O sistema msculo-esqueltico pe o corpo em movimento para obter estes nutrientes.

A remoo das escrias metablicas: o sangue tambm remove substncias no-reciclveis das clulas, tais como CO2, uria e amnia. Os rins, a pele, o trato GI, os pulmes e a boca ajudam na remoo destas substncias do corpo.


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A regulao das funes corporais: feitas primariamente por dois grandes sistemas de controle e regulao - o sistema nervoso e o endcrino.

O SN inclui trs divises:

sensorial (receptores)

SNC (encfalo e medula espinhal)

motora (nervos efetores).

O sistema hormonal composto por 8 glndulas que secretam hormnios que regulam funes do metabolismo (como o controle da glicose no sangue) e do funcionamento das clulas.

Enquanto o sistema nervoso regula as atividades musculares e secretrias, os sistemas hormonais regulam, principalmente, as funes metablicas.

A reproduo: embora seja contestado se deve ser considerada ou no uma funo metablica, garante a continuidade da vida e a perpetuao da espcie.


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Princpio dos sistemas de controle da homeostase

Feedback (ou retroalimentao) negativo:

diante de uma mudana, quando o sistema responde de forma a reverter a direo desta;

se algum fator se torna excessivo ou deficiente, um sistema de controle especfico inicia um feedback negativo que uma srie de alteraes que recuperam o valor mdio do fator, mantendo assim a homeostasia.

corresponde a maioria das aes de controle;

exemplo: a alta concentrao de CO2 no FEC faz aumentar a ventilao pulmonar e assim a concentrao de CO2 no fluido extracelular diminui. J a queda na concentrao de CO2 causa um feedback para aumentar a concentrao;


Feedback positivo:

diante de uma mudana, quando o sistema responde de forma a amplificar a resposta;

pode ser til, como na cascata da coagulao, no parto e na gerao de sinais eltricos pelo SN;

o inverso tambm ocorre: pode tornar a resposta incontrolvel , gerando um ciclo vicioso;

menor ocorrncia no organismo;

exemplo de ciclo vicioso: hemorragia (+ de 2L de sangue) queda da PA e do fluxo sanguneo diminuio do ritmo cardaco queda ainda maior do fluxo de sangue (o ciclo se repete vrias vezes at morte).

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Feedback positivo gerando ciclo vicioso


A Arquitetura Celular

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Os Componentes Celulares

O Citoplasma- separado dos lquidos circundantes pela membrana plasmtica

A Membrana plasmtica

O Ncleo- separado do citoplasma pela membrana nuclear Protoplasma diferentes substncias que formam a clula: gua, eletrlitos, protenas, lipdios e carboidratos.

Permite a modificao da forma e do tamanho da clula: Flexibilidade

A Membrana Plasmtica

Funes:

Define os limites da clula

Separa o contedo intracelular do meio extracelular

Seleciona as molculas polares que possam entrar na clula: Permeabilidade Seletiva

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Estrutura

Modelo do mosaico fluido (Singer e Nicholson 1972):

Bicamada lipdica (fosfolipdios) onde encontram-se imersas molculas de protenas que apresentam uma mobilidade, podendo se deslocar lateralmente ou atravessar a bicamada lipdica, projetando-se nas superfcies interna ou externa da membrana plasmtica fluidez.

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Protenas da membrana

Protenas perifricas Protenas integrais Canais Protenas carreadoras Receptores

Componentes

A Membrana Plasmtica

Protenas

Lipdios Protenas Protenas

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Transportes Celulares

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Transporte atravs da membrana celular

ons e molculas pequenas Transporte passivo ou Difuso

Transporte ativo

Macromolculas e Partculas Exocitose

Endocitose Pinocitose

Fagocitose

Transporte atravs da membrana

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Ocorre por 2 processos

Transporte passivo (difuso):ocorre a favor de um gradiente de energia seja por prtn carreadora, de canais ou diretamente.

Transporte de ons e de Molculas atravs da Membrana Celular

Transporte ativo: a passagem de uma substncia de meio menos concentrado para um meio mais concentrado (contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia em combinao com uma ptrn carreadora

Transportes Passivos

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Osmose - (osmos= empurrar) um fenmeno de difuso em presena de uma membrana semipermevel. Nele, duas solues de concentraes diferentes esto separadas por uma membrana que permevel ao solvente e praticamente insolvel ao soluto. H, ento, passagem do solvente de onde est em maior quantidade (soluo hipotnica) para onde est em menor quantidade (soluo hipertnica).

Transportes Passivos

Osmose em clula animal

1 2 3

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A osmose um processo passivo

objetiva igualar a concentrao

Na osmose passa sempre o solvente da menor para maior

concentrao

Difuso Simples Figura 2

Pequenos poros na superfcie da membrana permevel permitem a passagem seletiva de ons. Existem canais especficos para cada on (sdio, cloro, potssio, etc). A taxa de passagem regulada pelo nmero e tamanho dos poros. Aps algum tempo, a concentrao de ambos os ons (barras verde e amarela na figura 1) ser a mesma em ambos os lados da membrana.

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Fatores que Alteram a Intensidade Efetiva da Difuso

Lei de Fick Vd = A.(P1-P2).K E

Espessura de membrana; rea de superfcie da membrana; Diferena de presso entre os dois lados da membrana; as dimenses moleculares da substncia difusora; Lipossolubilidade da substncia que se difunde atravs da membrana; Nmero de canais proticos pelos quais a substncia pode passar

Difuso facilitada

Pode ocorrer atravs de canais com comportas ou protenas carreadoras de membrana.

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Difuso facilitada

Difuso facilitada da glicose

Ligando = insulina

Molcula transportada = glicose

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Transporte Ativo

Bomba de NA+ e K+

Este tipo de transporte se

d, quando ons como o

sdio (Na+) e o potssio

(K+), tem que atravessar

a membrana contra um

gradiente de

concentrao.

Transporte Ativo Primrio

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Transporte Ativo

Bomba de Na+ e K+ Este mecanismo transportador composto por uma protena carreadora que possui: *3 locais (ou pontos) na membrana para a fixao do sdio na face voltada para o LIC; *2 locais (ou pontos) para a fixao do potssio na face externa da membrana, voltada para o LEC; *1 poro interna com atividade enzimtica (ATPase) que tem como funo liberar energia.

Obs: ouabana (digoxina) droga bloqueadora da bomba de Na+ e K+ (irreversvel)

Transporte Ativo Secundrio

A energia derivada do armazenamento energtico oriundo da atividade do transporte ativo primrio. Com a energia produzida primariamente, h o armazenamento de parte desta para produzir um transporte secundrio, sem que seja necessria a atividade da enzima ATPase. H dois tipos deste transporte: Co-transporte: a medida que uma molcula entra na clula por sua protena carreadora, movendo-se de um meio de maior concentrao para o de menor concentrao, essa sua tendncia de difuso tende a arrastar outra molcula consigo. Contratransporte: neste os ons/molculas se movimentam em sentidos opostos. Da mesma maneira como descrito para o co-transporte para a obteno de energia, neste a molcula a ser transportada movimenta-se em sentido oposto quela que se difunde passivamente.

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Transporte Ativo Secundrio

Correlao clnica Fibrose cstica

Fibrose cstica: doena gentica causada por um defeito no gene regulador transmembrana da fibrose cstica (CFTR) CFTR: Regula canais apicais eletrognicos de cloreto Consequncias: Efeitos no transporte de ons e de fluido, especialmente nos pulmes e no pncreas. Nestes tecidos, a secreo de cloreto para dentro do lmen das vias condutoras areas e ductos pancreticos crtica, levando com ele Na+ e gua. Na fibrose cstica, h uma reduo significativa das protenas CFTR, diminuindo a secreo de Cl-, o que resulta em secrees espessas. No existe cura para a doena.

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Correlao clnica Fibrose cstica

Efeitos nos Pulmes: Camada espessa e seca de muco contribui para o aumento de infeces Efeitos no Pncreas: Os ductos dos cinos ficam entupidos com muco e incapazes de secretar quantidades adequadas de tampes e enzimas necessrios a uma digesto apropriada. Insuficincia pancretica resultando em complicaes gastrointestinais.

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O desenho abaixo representa uma situao semelhante a da questo anterior, porm, agora as substncias esto separadas por uma membrana que possui diferena de carga eltrica entre os dois lados (ou seja, um lado positivo e o outro negativo). Vamos supor que a concentrao das substncias X e Y a mesma nos dois lados da membrana. Agora, vamos supor que a substncia X um on semelhante ao on sdio (Na+), possuindo uma carga positiva (X+) e a substncia Y um on semelhante ao cloreto (Cl -), possuindo uma carga negativa. De acordo com o gradiente eltrico estabelecido, para que lado as substncias X+ e Y- se moveriam passivamente (sem gasto de energia)?

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