MÓDULO DIDÁTICO DE BIOLOGIA Nº 6

Eixo Energia Tema - Corpo Humano e Saúde

Funções vitais do corpo humano

Autor: Profª. Rosilene Siray Bicalho & Profª. Gisele B. Machado de Oliveira

Sumário

Introdução

Sistemas

Deglutição de um alimento

Vamos continuar percurso do alimento

Processo de absorção do alimento no intestino delgado

Formação do bolo fecal

Leituras e atividades complementares

Sugestões de bibliografias

INTRODUÇÃO

Para compreendermos a dinâmica de funcionamento do organismo humano, iniciaremos antes o estudo sobre alguns aspectos importantes acerca dos Sistemas: o que são Sistemas e como eles se interagem.

Esperamos que ao final do estudo deste tópico você seja capaz de:

Estabelecer relações entre as várias funções do organismo humano.

SISTEMAS

O QUE SÃO SISTEMAS?

Muitas vezes, para uma atividade ser realizada de modo eficiente, várias pessoas são necessárias para sua execução. Do mesmo modo, quando você trabalha em grupo, para que a tarefa seja feita de modo organizado, todos devem contribuir da melhor forma. Esse tipo de trabalho pode ser chamado de cooperação. Fazendo uma auto-avaliação, como você se percebe quando é parte de um grupo de trabalho? Apresente e discuta pelo menos duas de suas qualidades e duas de suas dificuldades.

QUALIDADES

DIFICULDADES

Lembrando-se dos trabalhos de cooperação que você já realizou, quando todas as pessoas contribuem, interagindo e auxiliando

umas às outras, como é o resultado obtido?

O que ocorre quando algum colega atrapalha essa cooperação?

Do mesmo modo que nas atividades da escola feitas em grupo, também nas Ciências Naturais é possível perceber que diversos trabalhos ou fenômenos só são possíveis de ocorrer se houver uma cooperação entre as partes, se houver uma interação entre as partes. Neste caso, na linguagem das Ciências Naturais, dizemos que há diversos SISTEMAS.

Quais os Sistemas que você conhece?

E o corpo humano é um sistema ou um conjunto de sistemas?

Quando falamos nos sistemas circulatório, respiratório, escrito, digestório, nervoso, endócrino, reprodutor, locomotor, estamos falando em um conjunto de órgãos que funcionam em sincronia um com o outro e cada sistema apresenta uma interação muito forte com os outros sistemas. E somente com a interação dos sistemas é que o corpo humano mantém o seu funcionamento.

1. O Conceito de Sistema

O conceito de sistema é uma das mais simples de se escrever, um dos mais abrangentes de se aplicar, bem como um dos mais difíceis de compreender plenamente.

Um sistema pode ser definido como um conjunto de elementos inter-relacionados que interagem no desempenho de uma função. É uma definição tão abrangente que pode ser usada em uma grande variedade de contextos, como por exemplo:

sistema econômico, sistema computacional, sistema solar, a Biosfera, “O Sistema” contra o qual alguns se revoltam, sistema de injeção eletrônica, Sistema Brasileiro de Telecomunicação – SBT, Sistema Brasileiro de Pagamentos, sistema digestivo, sistema endócrino, sistema nervoso, uma colônia de formigas, uma colméia, um aquário, etc.

O que unifica todos estes exemplos é o fato de que cada um deles possui um conjunto de elementos inter-relacionados (chamados de componentes, subsistemas ou subunidades), e que podemos identificar alguma função desempenhada pelo sistema como um todo, como:

Sistema econômico: manter os recursos da economia em circulação

Sistema Computacional: atender a uma determinada necessidade de processamento de informações de usuários

Sistema Solar: “manter os planetas girando em torno do sol&rdquo”.

Sistema de injeção eletrônica: regular a mistura ótima de combustível e ar para o funcionamento do motor

Sistema digestivo: incorporar, ao corpo de um animal, a energia e matéria contidas em alimentos

Biosfera: manter a vida sobre a terra

Fonte: www.dimap.ufrn.br

Quando falamos nos sistemas circulatórios, respiratório, escrito, digestório, nervoso, endócrino, reprodutor, locomotor, estamos falando em um conjunto de órgãos que funcionam em sincronia um com o outro e cada sistema apresenta uma interação muito forte com os outros sistemas. E somente com a interação dos sistemas é que o corpo humano mantém o seu funcionamento.

VAMOS ACOMPANHAR ESSA INTERAÇÂO DOS SISTEMAS HUMANOS PARTINDO DA DEGLUTIÇÂO DE UM ALIMENTO

O alimento ao ser levado até a boca necessita ser quebrado por uma ação mecânica e bioquímica. O esquema mostra o percurso de um determinado alimento até atingir o estômago.

Fig 1 – Caminho do alimento até o estômago Fonte: www.msd-brazil.com

No momento que o alimento é levado até a cavidade bucal, quais os órgãos e sistemas participam do preparo para a sua digestão e paladar?

LEITURA COMPLEMENTAR

O PROCESSO DA MASTIGAÇÂO

O processo de mastigação pode ser dividido em quatro etapas:

Mordida do alimento - neste momento os dentes estão desocluídos (não se tocam);

Trituração do alimento - ocorre a redução do tamanho do alimento em partículas;

Estágio de transporte - o alimento triturado é transportado pela língua ao fundo da boca, na região da faringe;

Estágio de liberação - ocorre a coleta de pedaços de alimentos que restaram no vestíbulo das bochechas, sendo auxiliado pela língua, músculos faciais e por movimentos mandibulares.

Além de toda ação muscular responsável pela mastigação, é imprescindível a participação dos dentes no corte e trituração do alimento. Dessa forma a eficiência mastigatória depende do número de contatos oclusais e saúde dentária.

No processo de mastigação os lábios participam na condução do alimento à boca, auxiliando na identificação tátil e térmica do alimento. O selamento labial favorece a adequação do posicionamento do alimento dentro da boca durante a mastigação.

Para que o alimento seja lateralizado continuamente ao longo da mastigação entra em ação a língua, que com sua movimentação constante, faz o recolhimento do alimento colocado à boca, e posiciona-o adequadamente para iniciar a mastigação.

Ao mastigar, quando ocorre a oclusão dos dentes (dentes se tocam), a língua retrai-se (encolhe) a fim de proteger-se para não ser mordida pelos dentes durante os golpes mastigatórios. Essa retração é rápida e precisa, pois, assim que os dentes são separados novamente ela realiza seus movimentos de recolhimento e lateralização do alimento, sendo este, também realizado por músculos das bochechas.

A língua é a grande responsável pela identificação de estímulos térmicos, táteis e gustativos, informações que também influenciam no ritmo mastigatório.

Outra estrutura importante na mastigação é o palato duro, que justamente por ser rígido e fixo auxilia a língua a esmagar o

alimento e a identificar sensações de textura e temperatura do alimento.

Os movimentos mandibulares durante a mastigação são muito importantes para compor a eficiência dos dentes e músculos neste processo.

Fonte: http://www.webartigos.com

O alimento após ter passado pelo processo da mastigação é conduzido até o estômago através dos movimentos peristálticos da faringe e do esôfago. No estômago, prossegue a digestão do alimento, ocorrendo a digestão parcial das proteínas e lipídeos. Para que esse processo tenha sucesso, o que é necessário para manter

o movimento do estômago:

a ativação das enzimas digestivas

a produção do ácido clorídrico

a nutrição dos tecidos que compõem o estômago

Quais sistemas participam em conjunto desse processo?

FUNÇÕES DO ESTÔMAGO:

O estômago apresenta funções mecânica e bioquímica.

Função mecânica: faz o armazenamento dos alimentos e, através de movimentos de vaivém, mistura-os e transforma-os em pequenas partículas que irão facilitar a digestão.

Função bioquímica: a face interior da parede do estômago é coberta por uma mucosa que contém células especializadas na secreção de várias substâncias: nos dois terços superiores do estômago essas células da mucosa segregam umas, ácido clorídrico efator intrínseco ( células parietais ) e outras pepsinogênio ( células principais ). O pepsinogênio em contato com o ácido clorídrico se desdobra e forma a pepsina ativa (que é uma enzima), com funções na digestão de proteínas. No terço inferior do estômago, que corresponde ao antro, as células da mucosa segregam gastrina (células G). A gastrina é um hormônio que estimula as células parietais do corpo do estômago a produzir ácido clorídrico. O ácido clorídrico baixa o pH do estômago para valores que são necessários para ativar as enzimas da digestão e servir de barreira às bactérias.

VAMOS CONTINUAR O PERCURSO DO ALIMENTO

Após ser parcialmente digerido no estômago o alimento, por meio de movimentos involuntários, é enviado ao duodeno e nesse local o alimento sofre a ação de enzimas produzidas no pâncreas, que chegam através do canal pancreático, e pelas próprias células da parede intestinal. Outra substância importante que atua no alimento é a bile, produzida no fígado e armazenada na vesícula biliar. Essas ações finalizam a digestão do alimento.

Fig 2 – Caminho do alimento até o duodeno Fonte: msd-brazil.com

QUADRO 1 - Hormônios que participam do processo da digestão

Hormônio Local de produção

Órgão-alvo Função

Gastrina Estômago Estômago Estimula a produção de suco gástrico

Secretina Intestino Pâncreas Estimula a liberação de bicarbonato

Colecistoquinina Intestino Pâncreas e vesícula

biliar Estimula a liberação de bile pela vesícula e a liberação de

enzimas pelo pâncreas.

Enterogastrona Intestino Estômago Inibe o peristaltismo estomacal

O sucesso no processo de digestão envolve a ação de vários outros sistemas. Vamos agora pensar na contribuição de cada um dos sistemas listados abaixo.

SISTEMAS PARTICIPAÇÃO

Endócrino

Nervoso

Circulatório

Respiratório

Excretor

PROCESSO DE ABSORÇÃO DO ALIMENTO NO INTESTINO DELGADO

Fig 3 – Destaque do jejuno e ileo http://www.afh.bio.br

Após o processo da digestão ocorrerá a absorção dos nutrientes.

O que significa essa absorção?

Para onde irão os nutrientes?

Que sistema é imediatamente responsável por transportar os nutrientes?

LEITURA COMPLEMENTAR

ABSORÇÃO DOS ALIMENTOS

O álcool etílico, alguns sais e a água, podem ser absorvidos diretamente no estômago. A maioria dos nutrientes é absorvida pela mucosa do intestino delgado, de onde passa para a corrente sanguínea. Aminoácidos e açúcares atravessam as células do revestimento intestinal e passam para o sangue, que se encarrega de distribuí-los a todas as células do corpo. O glicerol e os ácidos graxos resultantes da digestão de lipídios são absorvidos pelas células intestinais, onde são convertidos em lipídios e agrupados, formando pequenos grãos, que são secretados nos vasos linfáticos das vilosidades intestinais, atingindo a corrente sanguínea. Depois de uma refeição rica em gorduras, o sangue fica com aparência leitosa, devido ao grande número de gotículas de lipídios. Após uma refeição rica em açúcares, a glicose em excesso presente no sangue é absorvida pelas células hepáticas e transformada em glicogênio e sendo convertida em glicose novamente assim que a taxa de glicose no sangue cai.

Fonte: http://www.cynara.com.br (adaptado)

FORMAÇÃO DO BOLO FECAL

Fig 4. Destaque do intestino grosso Fonte: http://www.afh.bio.br

Os alimentos não absorvidos entrarão na formação do bolo fecal e serão eliminados pelo reto, que é a parte final do intestino grosso. Nesse local continuam os movimentos peristálticos importantes para a eliminação das fezes.

Que estrutura assume um importante papel para que ocorram os movimentos peristálticos ? E como é o seu funcionamento?

LEITURA COMPLEMENTAR

INTESTINO GROSSO

O intestino grosso tem um importante trabalho na absorção da água (o que determina a consistência do bolo fecal). Mede cerca de 1,5 m de comprimento Ele divide-se em ceco, cólon ascendente, cólon transverso, cólon descendente, cólon sigmóide e reto. Uma parte importante do ceco é o apêndice vermiforme vestigial, com cerca de 8 cm de comprimento, cuja posição se altera com frequência. A saída do reto chama-se ânus e é fechada por um músculo que o rodeia, o esfíncter anal. Os alimentos e materiais de secreção atravessam o intestino movidos por contrações rítmicas ou movimentos peristálticos de seus músculos, que se produz 7 vezes por minuto. O intestino grosso não possui vilosidades nem segrega sucos digestivos, normalmente só absorve água, em quantidade consideráveis.

Fonte: http://www.cynara.com.br

O REFLEXO DA DEFECAÇÃO

Fisiologicamente a defecação é iniciada por reflexos da defecação (reflexo intrínseco e reflexo parassimpático). O enchimento das porções finais do intestino grosso estimula terminações nervosas presentes em sua parede - através de sua distenção. Impulsos nervosos são, então, em intensidade e frequência cada vez maior, dirigidos a um segmento da medula espinhal (sacral) e acabam por desencadear uma importante resposta motora que vai provocar um aumento significativo e intenso nas ondas peristálticas por todo o intestino grosso, ao mesmo tempo em que ocorre um relaxamento no esfíncter interno do ânus. Dessa forma, ocorre o reflexo da defecação.

Se durante esse momento o esfíncter externo do ânus também estiver relaxado, as fezes serão eliminadas para o exterior do corpo. Caso contrário, as fezes permanecem retidas no interior do reto e o reflexo desaparece, retornando alguns minutos ou horas mais tarde (o esfíncter externo é formado por músculo estriado e pode, portanto, ser controlado voluntariamente, de acordo com a nossa vontade).

Fonte: pt.wikipedia.org/wiki/Defecação

Os subprodutos oriundos do metabolismo celular das células do sistema digestório são eliminados nas fezes? Justifique.

De que forma podemos conseguir a energia necessària para manter todo esse funcionamento do sistema digestório?

Que tipo de energia é utilizada pelos sistemas para produzir trabalho?

Descreva o papel de cada um dos sistemas listados abaixo para obtenção dessa energia.

SISTEMAS PARTICIPAÇÃO

Endócrino

Nervoso

Circulatório

Respiratório

Excretor

De que forma o oxigênio participa da produção dessa energia?

E CO2, qual o seu papel?

LEITURA COMPLEMENTAR

NUTRIÇÃO E EMAGRECIMENTO - PRODUÇÃO DE ENERGIA

O termo energia é simplesmente definido como a habilidade de fazer trabalho. Várias formas de trabalho físico e biológico requerem energia incluindo contrações dos músculos cardíacos e esqueléticos. Permitindo-nos movimentar, trabalhar e exercitar, além de permitir o crescimento de novos tecidos em crianças, recuperação de doenças em adultos, condução de impulsos elétricos que controlam o batimento cardíaco, liberar hormônios e contrair vasos sanguíneos. A energia para todas essas funções do corpo humano é adquirida através da energia solar. Essa energia precisa primeiramente ser transformada em energia química para depois ser utilizada pelo corpo humano. A transformação desta energia se inicia nas plantas verdes através da fotossíntese.

As plantas podem estocar e formar vários tipos de carboidratos, gorduras e proteínas. Os animais e seres humanos vão adquirir esta energia ingerindo os alimentos como "combustível”. Vegetarianos consomem essa energia em forma de alimentos naturais e plantas verdes e aqueles adeptos a carne adquirem uma porção dessa energia consumindo proteína, carboidrato e gordura estocados nas carnes dos animais. Essa energia consumida será revestida em trabalho biológico ou estocada nos tecidos adiposo, muscular, esquelético e fígado para ser utilizada posteriormente. De fato, os indivíduos usam ou estocam menos que a metade da energia que eles consomem do alimento. A energia que não foi utilizada ou perdida se dissipa em forma de calor.

Quando grandes quantidades de energia são liberadas durante o exercício, a energia utilizada para o calor é bastante para aumentar a temperatura corporal. A energia adquirida através dos alimentos precisa ser transformada em um composto chamado trifosfato de adenosina (ATP) antes que possa ser aproveitada pelo organismo (WILLIAMS, 1995).

Fonte: www.cdof.com.br

FUNÇÕES DOS ALIMENTOS

O principal objetivo do alimento é fornecer ao corpo os nutrientes necessários tanto para funções fisiológicas como bioquímicas. Existem seis tipos principais de nutrientes: Os carboidratos, gorduras, proteínas, vitaminas, minerais e água. Estes nutrientes segundo WILLIAMS (1995), executam três funções principais.

OS CARBOIDRATOS

Os carboidratos são a principal fonte de energia do organismo. Eles são um grupo de substâncias químicas formadas por moléculas simples, conhecidas como sacarídeos; estes são combinados para formar os principais tipos de carboidratos: açúcares e amidos. Os açúcares são carboidratos simples, formados por uma ou duas moléculas de sacarídeos ligadas. São

chamados monossacarídeos ou dissacarídeos.

O organismo só pode usar glicose. Os carboidratos ingeridos devem ser transformados em unidades simples e convertidos em glicose, no fígado, antes de poderem ser utilizados. O nosso organismo reage ao aumento de glicose no sangue, liberando insulina. Esse hormônio tem a capacidade de estimular a captação de glicose nas células. A glicose ingerida e não revertida em energia imediata é transformada e estocada em forma de gordura no corpo. Nossa necessidade diária de carboidratos, baseado em 2000 kilocalorias por dia, fica em torno de 300 g, ou seja, 60% da ingestão calórica diária.

AS PROTEÍNAS

A proteína é segundo WILLIAMS (1995), um complexo químico que contém carbono, hidrogênio e oxigênio - exatamente como as gorduras e carboidratos. A proteína tem outro elemento essencial, o nitrogênio, que constitui 16% da proteína em si. Esses quatro elementos combinados são denominados aminoácidos. A proteína pode ser encontrada tanto em alimentos de origem animal como vegetal. A ingestão de proteínas fornece uma quantidade suficiente de aminoácidos às células do organismo. Elas usam essas unidades químicas na formação de novas proteínas. As proteínas também ajudam no crescimento, regeneração e substituição de diferentes tecidos do corpo, como ossos, músculos, tecidos conectivos e as paredes de órgãos. Cada célula fabrica sua gama específica de proteínas, com o código que determina a sequência de aminoácidos contida no material genético dentro do núcleo da célula. Algumas proteínas são enzimas, as quais promovem as reações químicas que produzem a energia necessária às atividades celulares.

AS GORDURAS

As gorduras também entram no grupo dos nutrientes fornecedores de energia. Elas são uma fonte de energia altamente concentrada e são utilizadas para acionar as reações químicas do organismo.

Existem dois tipos de gorduras - as saturadas e as insaturadas. Elas se diferem na composição química e na forma como afetam seu organismo. As saturadas são encontradas em derivados do leite e em alguns produtos de origem animal. Elevam a quantidade de colesterol no sangue, o que, por sua vez, aumenta o risco de doenças coronarianas. A maior parte das gorduras vegetais fornece quantidades maiores de gorduras insaturadas. Embora o excesso seja prejudicial, alguma gordura é saudável. Pequenas quantidades de ácidos graxos, liberados de gorduras digeridas, são usadas como componentes estruturais das células. As gorduras são também valiosas no transporte das vitaminas A,D, E e K .

As gorduras que ingerimos passam pelo estômago e vão para os intestinos, onde são dissolvidas pela ação de sais biliares, liberados pelo fígado. Enzimas secretadas pelo pâncreas transformam a gordura em ácidos graxos e glicerol, que podem penetrar na parede do intestino. Ali, eles se recombinam à razão de três moléculas de ácidos graxos para uma de glicerol. Formando triglicérides são absorvidos pelo sistema linfático e passados à corrente sanguínea, que os transporta, ligados a proteínas e colesterol, a células em todo o corpo. As células usam os ácidos graxos e o glicerol como fontes de energia. Toda a gordura em excesso é armazenada sob a pele, causando aumento de peso e obesidade.

Fonte: www.cdof.com.br

Após todo esse exercício para entendimento do funcionamento do nosso organismo, vamos responder cada uma das questões abaixo de forma a envolver o maior número de sistemas possíveis:

• Faz mal praticar exercícios em piscina de água quente? Justifique.

• Como o aspecto emocional de uma pessoa influência no desencadeamento do câncer?

FAZ MAL PRATICAR EXERCÍCIOS EM PISCINA DE ÁGUA QUENTE?

Os exercícios físicos produzem calor como resultado do consumo de energia que a atividade requer, e esse calor pode ser armazenado no corpo ou dissipado no ambiente.

Um „termostato‟ cerebral controla a temperatura ideal do organismo a cada momento: se o corpo está esfriando, ele age para armazenar calor internamente; se há sinais de que a temperatura corporal está aumentando, procura dissipar calor no ambiente. No ser humano, o armazenamento de calor acontece por meio da redução do fluxo de sangue para a superfície (palidez da pele) e da produção de calor através do tremor. Para dissipar calor, o “termostato” manda mais sangue para a pele e produz suor, que, se evaporado, retira calor da pele e resfria o sangue que está passando por ela.

Quanto mais a temperatura da água de uma piscina se aproximar da temperatura da pele (aproximadamente 32°C), mais agradável será permanecer nela em repouso. No entanto, quanto mais aquecida for a água, menor a capacidade do organismo de dissipar o calor produzido durante os exercícios, pois haverá menos troca por convecção e não haverá evaporação do suor. É como realizar exercícios no ambiente quente e úmido de uma floresta tropical. O acúmulo de calor interno resulta na aceleração dos batimentos cardíacos e em sintomas como tontura, mal-estar e desmaio, devidos à queda da pressão arterial, casada pelo desvio de parte do sangue para a pele. Assim, para evitar esses efeitos indesejáveis,

quanto maior o gasto de energia da atividade física, menor deve ser o aquecimento da piscina.

Fonte: Luiz O Carneiro Rodrigues - Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Oupacional/ UFMG - Coleção Explorando o Ensino – Biologia - MEC

COMO O ASPECTO EMOCIONAL DE UMA PESSOA INFLUENCIA NO DESENCADEAMENTO DO CÂNCER?

Hoje conhecemos muito mais sobre as interações neuroimunoendócrinas, ou seja, as relações entre o sistema nervoso (que, entre outras funções, processa as emoções); o sistema imune (que nos protege contra infecções e contra o aparecimento de células cancerosas) e o sistema endócrino (que através da produção de hormônios integra e regula as atividades do nosso corpo). Entre as células do sistema imune existe um tipo conhecido como NK (Natural Killer), capazes de destruir sem imunização (vacinação prévia) microrganismos.

Entre as células do sistema imune existe um tipo conhecido como NK (Natural Killer), capazes de destruir sem imunização (vacinação prévia) microrganismos intracelulares, células tumorais e infectadas por vírus. A célula NK não age efetivamente contra uma grande massa tumoral, mas é capaz de destruir células isoladas.

Por isso, é fundamental impedir a proliferação inicial do tumor para limitar o surgimento de metástases (tumor secundário, disseminado a distância por meio de células tumorais que caem na circulação sanguínea).

Hormônios e neurotransmissores, cuja produção é desencadeada por emoções positivas ou negativas, são responsáveis por regular as células NK. Os glicocorticoides, por exemplo, liberados em situações de estresse, podem inibir a atividade das NK, enquanto a endorfina pode aumentar a sua ação. Assim, fortes alterações emocionais podem indiretamente influenciar o desenvolvimento do câncer.

Fonte: Vivian Rumjanek – Depto de Bioquímica Médica, ICB/UFRJ - Coleção Explorando o Ensino – Biologia MEC

Como exemplos de que realmente os nossos sistemas interagem um com o outro, explique as seguintes relações:

Intoxicação alcoólica e hipoglicemia:

Hipertensão x Diabetes

Segue aqui algumas dicas de fontes interessantes para ampliar seus conhecimentos e que foram consultadas para elaboração deste material:

SITES REVISTAS LIVROS E APOSTILAS

www.brasilescola.com www.cenpec.org.br www.cidadaniapelasaguas.org.br www.coltec.ufmg.br www.cunolatina.com.br/university/university.htm www.icb.ufmg.br www.mma.gov.br www.novaescola.abril.com.br www.pordentrodaciencia.blogspot.com www.rebea.org.br www.sabesp.com.br www.sciam.com.br www.wikipedia.org www.whycos.org www.wwf.org.br www.wwiuma.org.br

Scientic American Brasil. Como deter o aquecimento global. Edição Especial. Número 19.

Ciência Hoje

National Geografic

Purves et al. Vida e a Ciência da Biologia. Porto Alegre, Artmed, 2002 .

Coleção Explorando o ensino. Mec. 2006.

Pough et al. A vida dos vertebrados. São Paulo. Atheneu.