AULA 2, 3 e 4 - INTRODUÇÃO A FISIOLOGIA

FISIOLOGIA I:

INTRODUÇÃO A O E S T U D O D A F I S I O L O G I A H U M A N A

Esp. Pedro H. Veloso Biomédico CRBM 6.831

Capítulo I do Tratado de Fisiologia Médica, Guyton. Organização Funcional do Corpo Humano e Controle do “Meio Interno”.

FISIOLOGIA • Tenta explicar as características e os mecanismos específicos do corpo humano que fazem dele um ser vivo; • O próprio fato de nos mantermos vivos é o resultado de complexos sistemas de controle; • O ser humano é, em muitos aspectos, como um autômato; • O fato de sermos seres com sensações, sentimentos e culturas é parte dessa sequência automática da vida; • Esses atributos especiais nos permitem existir sob condições amplamente variáveis.

FISIOLOGIA • Sensações de frio nos fazem procurar calor; • Outras forças nos levam a buscar o companheirismo e a reprodução.

FISIOLOGIA • Citologia – ramo voltado para o estudo da morfologia, do desenvolvimento e das funções das células e dos componentes celulares.

FISIOLOGIA • Histologia - realiza estudos da estrutura microscópica, composição e função dos tecidos vivos.

FISIOLOGIA • Anatomia - estuda as estruturas e disposição dos tecidos e órgãos, nos seres vivos através da técnica da dissecação.

FISIOLOGIA • Fisiologia - estuda as múltiplas funções mecânicas, físicas e bioquímicas nos seres vivos.

FISIOLOGIA • Patologia – estudo da doença. Qualquer desvio anatômico e/ou fisiológico, em relação à normalidade, que constitua uma doença ou caracterize determinada doença.

FISIOLOGIA

FISIOLOGIA

AS CÉLULAS: UNIDADES VIVAS DO CORPO • A unidade viva básica do organismo é a célula; • Cada órgão é agregado de muitas células diferentes, mantidas unidas por estruturas de suporte intercelular.

• Cada tipo de célula é especialmente adaptado para realizar uma ou algumas funções determinadas; • Por exemplo, as hemácias que totalizam 25 trilhões em cada ser humano transportam oxigênio dos pulmões para os tecidos; • Embora as hemácias sejam as mais abundantes que qualquer outro tipo de célula no corpo, existem cerca de 75 trilhões de células de outros tipos que realizam funções diferentes das hemácias; • O corpo inteiro, portanto, contém cerca de 100 trilhões de células.

AS CÉLULAS: UNIDADES VIVAS DO CORPO

AS CÉLULAS: UNIDADES VIVAS DO CORPO • Embora as diversas células do corpo sejam acentuadamente diferentes umas das outras, todas têm certas características básicas comuns. Por exemplo: – Em todas as células, o oxigênio reage com carboidratos, gorduras e proteínas para liberar a energia necessária para o seu funcionamento; – Os mecanismos químicos gerais de transformação de nutrientes em energia são, basicamente, os mesmos em todas as células, e todas as células liberam produtos finais de suas reações químicas nos líquidos que as banham.

AS CÉLULAS: UNIDADES VIVAS DO CORPO • Quase todas as células também têm a capacidade de reproduzir células adicionais de seu próprio tipo; • Felizmente, quando células de determinado tipo são destruídas por uma ou outra causa, as células restantes do mesmo tipo, nas condições normais, geram novas células para suprir sua reposição.

LÍQUIDO EXTRACELULAR: O "MEIO INTERNO" • Cerca de 60% do corpo humano adulto é composto por líquidos, principalmente, uma solução aquosa de íons e outras substâncias; • Embora a maior parte desse líquido esteja dentro das células e seja chamado de líquido intracelular, cerca de um terço se encontra nos espaços fora das células e é chamado de líquido extracelular.

LÍQUIDO EXTRACELULAR: O "MEIO INTERNO" • Este líquido extracelular está em movimento constante por todo o corpo; • Ele é rapidamente transportado no sangue circulante e em seguida misturado no sangue pelos líquidos teciduais, por difusão, através das paredes dos capilares.

LÍQUIDO EXTRACELULAR: O "MEIO INTERNO" • No líquido extracelular estão os íons e nutrientes necessários para manter a vida celular; • Dessa forma, todas as células vivem, essencialmente, no mesmo ambiente o líquido extracelular. Por esse motivo, o líquido extracelular é, também, chamado de meio interno do corpo.

LÍQUIDO EXTRACELULAR: O "MEIO INTERNO" • As células podem viver, crescer e executar suas funções especiais enquanto as concentrações adequadas de oxigênio, glicose, íons, aminoácidos, lipídios e outros constituintes estiverem disponíveis nesse ambiente interno.

LÍQUIDOS EXTRACELULAR X INTRACELULAR • O líquido extracelular contém grandes quantidades de sódio, cloreto e íons bicarbonato mais os nutrientes para as células, como oxigênio, glicose, ácidos graxos e aminoácidos; • Também contém dióxido de carbono que é transportado das células para os pulmões para ser excretado, além de outros produtos de excreção celulares, que são transportados para os rins para serem eliminados; • O líquido intracelular difere significativamente do líquido extracelular; por exemplo, ele contém grandes quantidades de íons potássio, magnésio e fosfato, em vez dos íons sódio e cloreto, encontrados no líquido extracelular; • Mecanismos especiais para o transporte de íons, através das membranas celulares, mantêm as diferenças de concentração iônicas entre os líquidos extracelulares e intracelulares.

MECANISMOS HOMEOSTÁTICOS • O termo homeostasia é usado, pelos fisiologistas, para definir a manutenção de condições quase constantes no meio interno.

MECANISMOS HOMEOSTÁTICOS • Todos os órgãos e tecidos do corpo humano executam funções que contribuem para manter essas condições relativamente constantes; • Por exemplo, os pulmões proveem oxigênio ao líquido extracelular para repor o oxigênio utilizado pelas células, os rins mantêm constantes as concentrações de íons e o sistema gastrointestinal fornece os nutrientes.

SISTEMA DE TRANSPORTE E DE MISTURA DO LÍQUIDO EXTRACELULAR — O SISTEMA CIRCULATÓRIO DO SANGUE • O líquido extracelular é transportado para todas as partes do corpo em dois estágios: – O primeiro é a movimentação do sangue pelo corpo, nos vasos sanguíneos; – E o segundo é a movimentação de líquido entre os capilares sanguíneos e os espaços intercelulares entre as células dos tecidos.

SISTEMA DE TRANSPORTE E DE MISTURA DO LÍQUIDO EXTRACELULAR — O SISTEMA CIRCULATÓRIO DO SANGUE

• Todo o sangue na circulação percorre todo o circuito circulatório, em média, uma vez a cada minuto, quando o corpo está em repouso e até por seis vezes por minuto, quando a pessoa está extremamente ativa.

SISTEMA DE TRANSPORTE E DE MISTURA DO LÍQUIDO EXTRACELULAR — O SISTEMA CIRCULATÓRIO DO SANGUE • Quando o sangue passa pelos capilares sanguíneos, também ocorre troca contínua do líquido extracelular entre a parte plasmática do sangue e o líquido intersticial que preenche os espaços intercelulares.

SISTEMA DE TRANSPORTE E DE MISTURA DO LÍQUIDO EXTRACELULAR — O SISTEMA CIRCULATÓRIO DO SANGUE • As paredes dos capilares são permeáveis à maioria das moléculas no plasma do sangue, com exceção das grandes moléculas das proteínas plas- máticas demasiado grandes para passar com facilidade através dos capilares; • Grandes quantidades de líquido e de seus constituintes dissolvidos se difundem em ambas as direções, entre o sangue e os espaços dos tecidos, como mostrado pelas setas; • Esse processo de difusão é causado pelo movimento cinético das moléculas no plasma e no líquido intersticial; • O líquido e as moléculas dissolvidas estão em movimento contínuo, em todas as direções no plasma e no líquido nos espaços intercelulares, bem como através dos poros capilares; • Poucas células estão localizadas a mais de 50 micrômetros de um capilar, o que assegura a difusão de qualquer substância dos capilares para as células em poucos segundos; • Assim, o líquido extracelular, em todas as partes do corpo — tanto no plasma quanto no fluido intersticial — está continuamente sendo misturado, mantendo homogeneidade quase completa do líquido extracelular no corpo.

ORIGEM DOS NUTRIENTES DO FLUÍDO EXTRACELULAR • A cada vez que o sangue passa pelo corpo, ele flui também pelos pulmões; • O sangue capta, nos alvéolos, o oxigênio necessário para as células; • A membrana entre os alvéolos e o lúmen dos capilares pulmonares, a membrana alveolar, tem apenas 0,4 a 2,0 micrômetros de espessura, e o oxigênio se difunde, rapidamente, por movimento molecular, pelos poros dessa membrana, para o sangue da mesma maneira que a água e os íons se difundem através das paredes dos capilares dos tecidos.

ORIGEM DOS NUTRIENTES DO FLUÍDO EXTRACELULAR • Grande parte do sangue bombeado pelo coração também flui através das paredes do trato gastrointestinal; • Diferentes nutrientes dissolvidos, incluindo carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos, são absorvidos, do alimento ingerido para o líquido extracelular no sangue.

ORIGEM DOS NUTRIENTES DO FLUÍDO EXTRACELULAR • Nem todas as substâncias absorvidas pelo trato gastrointestinal podem ser usadas na forma absorvida pelas células; • O fígado altera, quimicamente, muitas dessas substâncias para formas mais utilizáveis, e outros tecidos do corpo (células adiposas, mucosa gastrointestinal, rins e glândulas endócrinas) contribuem para modificar as substâncias absorvidas ou as armazenam até que sejam necessárias; • O fígado também elimina alguns resíduos produzidos no organismo e substâncias tóxicas que são ingeridos.

ORIGEM DOS NUTRIENTES DO FLUÍDO EXTRACELULAR • Se não existissem os músculos, o corpo não poderia se mover para o local adequado, no devido tempo, para obter os alimentos necessários para a nutrição.

• O sistema musculoesquelético também proporciona mobilidade para proteção contra ambientes adversos, sem a qual todo o organismo com seus mecanismos homeostáticos poderia ser instantaneamente destruído.

REMOÇÃO DOS PRODUTOS FINAIS DO METABOLISMO • Ao mesmo tempo em que o sangue capta o oxigênio nos pulmões, o dióxido de carbono é liberado do sangue para os alvéolos pulmonares; o movimento respiratório do ar para dentro e para fora dos pulmões carrega o dióxido de carbono para a atmosfera; • O dióxido de carbono é o mais abundante de todos os produtos finais do metabolismo.

REMOÇÃO DOS PRODUTOS FINAIS DO METABOLISMO • Os rins realizam sua função primeiramente por filtrar grandes quantidades de plasma através dos glomérulos para os túbulos e depois reabsorve para o sangue aquelas substâncias necessárias ao corpo, tais como glicose, aminoácidos, quantidades adequadas de água e muitos dos ínos; • A maioria das outras substâncias que não são necessárias para o organismo, principalmente os produtos metabólicos finais como a ureia, é pouco reabsorvida e passa pelos túbulos renais para a urina.

REMOÇÃO DOS PRODUTOS FINAIS DO METABOLISMO • O material não digerido que entra no trato gastrointestinal e parte dos resíduos não aproveitáveis do metabolismo são eliminados nas fezes.

REMOÇÃO DOS PRODUTOS FINAIS DO METABOLISMO • Entra as funções do fígado está a desintoxicação ou a remoção de muitas drogas e químicas que são ingeridas; • O fígado secreta várias dessas perdas em bile para ser, por fim, eliminadas nas fezes.

REGULAÇÃO DAS FUNÇÕES CORPORAIS • SISTEMA NERVOSO: Ele opera em um nível subconsciente e controla muitas funções dos órgãos , incluindo o nível de atividade de bombeamento pelo coração, movimentos do trato gastrointestinal e secreção de muitas das glândulas do corpo.

REGULAÇÃO DAS FUNÇÕES CORPORAIS • SISTEMA HORMONAL: Os hormônios são transportados no líquido extracelular para todas as partes do corpo para participar da regulação da função celular; • Por exemplo, o hormônio da tireoide aumenta a velocidade da maioria das reações químicas em todas as células, contribuindo assim para estabelecer o ritmo da atividade corporal; • A insulina controla o metabolismo da glicose;

PROTEÇÃO DO CORPO • SISTEMA IMUNOLÓGICO: O sistema imune é composto pelos glóbulos brancos, pelas células teciduais derivadas dos glóbulos brancos, pelo timo, pelos linfonodos e pelos vasos linfáticos que protegem o corpo contra patógenos, como as bactérias, os vírus, os parasitas e os fungos; • O sistema imune supre o corpo com mecanismo que lhe permite : – (1) distinguir suas próprias células das células e substâncias estranhas – (2) destruir os invasores por fagocitose ou pela produção de leucócitos sensibilizados, ou por proteínas especializadas (p. ex., anticorpos) que destroem ou neutralizam os invasores.

PROTEÇÃO DO CORPO • SISTEMA TEGUMENTAR: A pele e seus diversos apêndices (fâneros), incluindo os pelos, as unhas, as glândulas e várias outras estruturas, cobrem, acolchoam e protegem os tecidos e os órgãos do corpo e, em geral, formam o limite entre o meio interno do corpo e o mundo externo; • O sistema integumentar é também importante na regulação da temperatura corporal e na excreção das escórias, criando a interface sensorial entre o corpo e seu ambiente externo; • A pele, em geral, representa cerca de 12% a 15% do peso corporal.

REPRODUÇÃO • Às vezes, a reprodução não é considerada uma função homeostática; • Entretanto, ela realmente contribui para a homeostasia através da geração de novos seres em substituição dos que estão morrendo; • Isto pode parecer um uso pouco rigoroso do termo homeostasia, mas ilustra, em última análise, que essencialmente todas as estruturas do corpo são organizadas para manter a automaticidade e a continuidade da vida.

SISTEMAS DE CONTROLE DO CORPO • O corpo humano tem milhares de sistemas de controle; • O mais intrincado deles é o sistema de controle genético que opera em todas as células para o controle das funções intra e extracelular.

SISTEMAS DE CONTROLE DO CORPO • Regulação das Concentrações de Oxigênio e Dióxido de Carbono no Líquido Extracelular: • Quando o sangue passa pelos capilares dos tecidos, a hemoglobina, devido à sua alta afinidade química pelo oxigênio, não o libera para o líquido tecidual se já houver oxigênio demais no local; • Se a concentração de oxigênio estiver baixa demais, a quantidade suficiente é liberada para restabelecer a concentração adequada.

• Se todo o dióxido de carbono, formado nas células, se acumulasse continuamente nos líquidos teciduais, todas as reações que fornecem energia às células cessariam.

SISTEMAS DE CONTROLE DO CORPO • Regulação da Pressão Sanguínea Arterial: • Sistema barorreceptor;

CARACTERÍSTICAS DO FLUÍDO EXTRACELULAR • Regulação da Pressão Sanguínea Arterial: • Sistema barorreceptor;

NATUREZA DO FEEDBACK • Na regulação da concentração de dióxido de carbono, a alta concentração do gás no líquido extracelular aumenta a ventilação pulmonar; • A pressão elevada causa uma série de reações que promovem a redução da pressão, ou pressão baixa faz com que uma série de reações promova a elevação da pressão; • Em geral, se algum fator se torna excessivo ou deficiente, um sistema de controle inicia um feedback negativo que consiste em série de alterações que restabelecem o valor médio do fator, mantendo, assim, a homeostasia.

NATUREZA DO FEEDBACK

NATUREZA DO FEEDBACK

NATUREZA DO FEEDBACK

NATUREZA DO FEEDBACK

REFERÊNCIAS DE LITERATURA • Adolph EF: Physiological adaptations: hypertrophies and superfunctions, Am Sei 60:608, 1972.

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• DiBona CF: Physiology in perspective: the wisdom of the body. Neural con- trol of the kidney,Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 289:R633, 2005.

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Garland T Jr, Carter PA: Evolutionary physiology,Annu Rev Physiol 56:579, 1994.

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