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Fisiologia Humana Professor Dr. Layon Zafra Lemos Reitor Prof. Ms. Gilmar de Oliveira Diretor de Ensino Prof. Ms. Daniel de Lima Diretor Financeiro Prof. Eduardo Luiz Campano Santini Diretor Administrativo Prof. Ms. Renato Valença Correia Secretário Acadêmico Tiago Pereira da Silva Coord. de Ensino, Pesquisa e Extensão - CONPEX Prof. Dr. Hudson Sérgio de Souza Coordenação Adjunta de Ensino Profa. Dra. Nelma Sgarbosa Roman de Araújo Coordenação Adjunta de Pesquisa Prof. Dr. Flávio Ricardo Guilherme Coordenação Adjunta de Extensão Prof. Esp. Heider Jeferson Gonçalves Coordenador NEAD - Núcleo de Educação à Distância Prof. Me. Jorge Luiz Garcia Van Dal Web Designer Thiago Azenha Revisão Textual Beatriz Longen Rohling Carolayne Beatriz da Silva Cavalcante Kauê Berto Projeto Gráfico, Design e Diagramação André Dudatt 2021 by Editora Edufatecie Copyright do Texto C 2021 Os autores Copyright C Edição 2021 Editora Edufatecie O conteúdo dos artigos e seus dados em sua forma, correçao e confiabilidade são de responsabilidade exclusiva dos autores e não representam necessariamente a posição oficial da Editora Edufatecie. Permi- tidoo download da obra e o compartilhamento desde que sejam atribuídos créditos aos autores, mas sem a possibilidade de alterá-la de nenhuma forma ou utilizá-la para fins comerciais. UNIFATECIE Unidade 1 Rua Getúlio Vargas, 333 Centro, Paranavaí, PR (44) 3045-9898 UNIFATECIE Unidade 2 Rua Cândido Bertier Fortes, 2178, Centro, Paranavaí, PR (44) 3045-9898 UNIFATECIE Unidade 3 Rodovia BR - 376, KM 102, nº 1000 - Chácara Jaraguá , Paranavaí, PR (44) 3045-9898 www.unifatecie.edu.br/site As imagens utilizadas neste livro foram obtidas a partir do site Shutterstock. AUTOR Professor Doutor Layon Zafra Lemos Possui graduação em CIÊNCIAS BIOLÓGICAS pela Universidade Paranaense - UNIPAR (2009), Especialização em Biotecnologia Aplicada à Agroindústria (UNIVERSI- DADE ESTADUAL DE MARINGÁ - 2011), MESTRADO (2016) e DOUTORADO (2019) em BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL PELA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ. Docente na UNIFATECIE - Faculdade de Tecnologia e Ciências do Norte do Paraná a nível de Graduação nas disciplinas de Bases Biológicas, Fisiologia Humana, Patologia Geral, Genética e Biologia Molecular e Imunologia Geral nos cursos de Biomedicina, Farmácia, Fisioterapia, Nutrição, Estética e Cosmética e Medicina Veterinária. Além disso, possui experiência em pesquisa nas áreas de Toxicologia Ambiental (Genotoxicidade, Citotoxicidade, Mutagênese Ambiental) e Histologia de brânquias expos- tas à Agrotóxicos, com ênfase em estudos de genotoxicidade e citotoxicidade (in vivo) uti- lizando peixes como modelo experimental nas áreas de Biotecnologia Animal e Ambiental, Genética Animal e Biologia Celular. CURRÍCULO LATTES: http://lattes.cnpq.br/3323317457593344 APRESENTAÇÃO DO MATERIAL Prezado(a) aluno(a), É com muita satisfação que apresento a você, a disciplina de “Fisiologia Humana”, na qual o principal objetivo é proporcionar a você aluno, a oportunidade de adquirir conhecimentos de diferentes áreas de estudos referente aos sistemas que compõem o organismo humano. Desta forma, na Unidade I, com o tema Tópicos de Fisiologia Celular, iremos abor- dar os principais conceitos e termos utilizados na Fisiologia Humana e também entender os principais mecanismos fisiológicos de uma célula sendo através de transportes de substân- cias, produção e impulsos nervosos entre outros aspectos à nível fisiológico celular. Na Unidade II, Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora, iremos abordar as prin- cipais estruturas e mecanismos celulares dos neurônios e células musculares gerando-se os principais mecanismos fisiológicos através da produção e transporte dos impulsos nervosos e também a formação de contração e relaxamento dos músculos no organismo humano. Em seguida, na Unidade III, em Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respira- tório entenderemos todas as etapas do sistema circulatório bombeando o sangue arterial e venoso para as células, tecidos e os órgãos e entender os principais mecanismos de Hematose sendo o processo ocorrendo nos alvéolos pulmonares a troca dos gases Dióxido de Carbono para o Oxigênio, gerando-se um sangue rico em CO2 e O2. Por fim, na Unidade IV, com o tema Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal entenderemos as principais etapas e mecanismos para gerar a produção do bolo alimentar (Quimo) e bolo fecal (nutrientes não absorvidos no intestino delgado), produção de moléculas de hormônios e produção e armazenamento da urina. Portanto, prezado(a) estudante, vamos à leitura desta apostila. SUMÁRIO UNIDADE I ...................................................................................................... 3 Tópicos de Fisiologia Celular UNIDADE II ................................................................................................... 21 Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora UNIDADE III .................................................................................................. 38 Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória UNIDADE IV .................................................................................................. 54 Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 3 Plano de Estudo: ● Introdução à Fisiologia Humana; ● Fisiologia Celular. Objetivos de Aprendizagem: ● Definir Fisiologia e entender os principais mecanismos Homeostáticos dos principais sistemas funcionais do organismo humano; ● Compreender que a célula é a unidade viva e funcional de um organismo a diferença do meio interno e meio externo de uma célula; ● Aprender os mecanismos de Feedback Negativo e Positivo; ● Assimilar a estrutura e organização de uma célula eucariótica animal; ● Entender os mecanismos de transportes de substâncias através das membranas celulares. UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular Professor Dr. Layon Zafra Lemos 4UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular INTRODUÇÃO Prezado (a) aluno (a)! Esta unidade aprenderemos os principais conteúdos referentes ao estudo da Fisologia Celular, dedicado ao estudos das células, suas estruturas moleculares e seus principais mecanismos à nível celular e fisiológico. Nessa unidade entenderemos o básico dos principais conteúdos necessários para o seu aprendizado, sendo os mesmos auxiliados posteriormente aos conteúdos especificos de cada curso de graduação referentes as área da saúde e biológicas. Portanto, para compreendermos os principais mecanismos fisiológicos da célula, será abordado nos tópicos referentes a introdução dos estudos da Fisiologia Humana os componentes celulares, o meio extracelular e intracelular de uma célula, os mecanismos Ho- meostáticos e respostas geradas por essas células através do Feedback Negativo e Positivo. Além disso, iremos aprender as principais funções, constituições e mecanismos como por exemplo, estudos de Membrana plasmática e seus transportes de substância através desta membrana, diversidade de moléculas como açúcares, proteínas, lipídios e carboidratos representando a diversas funções fisiológicas e estrutural dentro de uma célula eucariótica animal, gerando-se todo este mecanismo fisiológico destas células. Portanto, prezado(a) aluno(a), desejo a você, uma boa leitura e aprendizado. Windows Realce 5UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 1. INTRODUÇÃO A FISIOLOGIA HUMANA O corpo humano compreende e apresenta vários órgãos distintos apresentando um papel específico promovendo a vida e o bem-estar do indivíduo. A Fisiologia é o estudo do funcionamento normal de um organismo e de suas partes, incluindo todos os processos físicos, químicos que são responsáveis pela origem, desenvolvimento e progressão da vida (GUYTON e HALL, 2011). Assim, os estudos referentes a Fisiologia Humana apresentam e explicam as características e mecanismos específicos do corpo humano constituindo(TORTORA e DERRICKSON, 2010): ● Porção condutora: composta pelas estruturas fossas nasais, nasofaringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e bronquíolos terminais gerando-se a função de entrada e saída do ar atmosférico para dentro do organismo humano e vice-versa. ● Porção respiratória: porção formada pelos bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e alvéolos com função de desencadear as trocas gasosas através da etapa denominada de Hematose. 2.1 Hematose Etapa que ocorre as trocas gasosas entre o sangue e o ar existente nos pulmões na porção dos alvéolos pulmonares difundindo-se para os capilares sanguíneos e o O2 penetra nas hemácias (células do sangue) e ligam-se com as Hemoglobinas (proteínas presentes no sangue). As hemoglobinas apresentam em sua estrutura química 4 cadeias e cada uma delas ligam-se a um grupo químico contendo Ferro chamada de região de grupo HEME. Assim, estas hemoglobinas transportam o sangue arterial (rico em O2) via cora- ção – corpo - capilares sanguíneos – células/tecidos. O oxigênio é utilizado pelas células através da respiração celular e sendo liberado para dentro das células moléculas de CO2. Este CO2 entra nos capilares sanguíneos e levados novamente para o coração que impulsiona este sangue rico em CO2 chamado de sangue venoso, através do processo de difusão (passagem de substâncias de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração) (GUYTON e HALL, 2011) como mostra a Figura 7. FIGURA 7 – ETAPAS DA HEMATOSE 49UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória 2.2 Mecânica da ventilação pulmonar A respiração pulmonar movimento do diafragma. Esta respiração ocorre pelo pro- cesso de Inspiração onde a contração do Diafragma puxa as superfícies inferiores dos pulmões para baixo e após este processo ocorre a continuação desta respiração através do processo de Expiração em que o diafragma simplesmente relaxa e a retração elástica do músculo dos pulmões, também da parede torácica e das estruturas abdominais comprimem os pulmões expelindo o ar (GUYTON e HALL, 2011). Portanto os músculos que puxam a caixa torácica para baixo durante o processo de expiração são através do reto abdominal que exerce a função de efeito poderoso de puxar para baixo as costelas inferiores, ao mesmo tempo e em conjunto com outros músculos abdominais também comprimem o conteúdo abdominal para cima contra o diafragma e os intercostais internos (TORTORA e DERRICKSON, 2010) Por fim, as costelas durante a expiração estão anguladas para baixo, e os inter- costais externos estão alongados anterior e inferior contraindo-se e puxam as costelas superiores para frente com relação às inferiores, causando o mecanismo denominado de alavanca nas costelas, para levantar e produzir o processo de inspiração. Já os intercostais internos funcionam exatamente de modo oposto, atuando como músculos expiratórios, que se angulam entre as costelas na direção contrária e produzem a alavanca oposta (GUYTON e HALL, 2011) conforme é demonstrado na Figura 8. FIGURA 8 – ESQUEMA DOS MOVIMENTOS INSPIRAÇÃO E EXPIRAÇÃO Fonte: Adaptado de: WIKIMEDIA, 2013. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2316_Inspi- ration_and_Expiration.jpg. Acesso em: 14 out. 2021. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2316_Inspiration_and_Expiration.jpg https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2316_Inspiration_and_Expiration.jpg 50UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória SAIBA MAIS ● Hemácias: são células do sangue denominadas de Glóbulos Vermelhos. Seu tempo de vida no organismo humano é de 120 dias e sua função é transportar Oxigênio dos pulmões para todo o organismo sendo células/tecido/órgãos/sistema. ● Plasma sanguíneo: líquido de coloração amarelo claro que representa 55% do vo- lume total do sangue, sendo constituído por aproximadamente de 90% de água e armazena proteínas, glicose, lipídeos, sais minerais e hormônios. ● Anemias: ocorre através da deficiência de Hemoglobina no sangue podendo causar redução/diminuição do número das hemácias presentes no sangue, ou diminuição da redução de teor celular da hemoglobina podendo causar alguns tipos de Anemia nos seres humanos sendo: Anemia por perda sanguínea, Anemia aplástica, Anemia megaloblástica e Anemia hemolítica. Fonte: O autor (2021). REFLITA Porque é importante entender os principais mecanismos da circulação sanguínea e res- piração para auxiliar no tratamento dos pacientes acometidos a distúrbios circulatório e respiratório? Fonte: O autor (2021). 51UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória CONSIDERAÇÕES FINAIS Prezado(a) aluno(a)! Nesta unidade aprendemos os principais mecanismos da circulação humana. Além disso, vimos os principais constituintes que compõem o sistema circulatório e entendemos os tipos e as etapas da circulação humana denominada de Circulação Pulmonar (trajeto do sangue venoso rico em CO2 no sentido da via CORAÇÃO – PULMÃO – CORAÇÃO) e a Circulação Sistêmica (trajeto do sangue arterial rico em O2 no sentido da via CORAÇÃO – SISTEMAS CORPORAIS – CORAÇÃO). Estudamos os principais mecanismos da respiração humana e todo o trajeto do ar atmosférico, entrando e passando por diversas estruturas celulares e órgãos do organismo humano, formando todo o sistema respiratório e a via de locomoção do ar até o seu destino final nos pulmões, para ocorrer o mecanismo de Hematose que é uma das principais fun- ções do sistema respiratório para ocorrer as trocas gasosas gerando-se o sangue veneno e arterial para nutrir nossas células/tecidos/órgãos. Por fim, finalizamos mais uma unidade da disciplina de Fisiologia Humana e até a próxima unidade. 52UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória LEITURA COMPLEMENTAR Doenças Cardiovasculares: ● Hipertensão Arterial Sistêmica (HAS): níveis elevados da pressão arterial nos seres humanos e pode desenvolver algumas patologias sendo: cardiopatia is- quêmica, insuficiência cardíaca, acidente vascular cerebral (AVC), entre outras patologias. ● Cardiopatia Isquêmica (CI):redução ou interrupção do fluxo do sangue nos vasos sanguíneos podendo causar patologias como o infarto agudo do mio- cárdio ou ataque cardíaco desencadeados por lesões no músculo do coração reduzindo a contração ou bombeamento do fluxo sanguíneo para o corpo. ● Morte Súbita Cardíaca (MSC): podendo gerar sintomas ou sinais assintomá- ticos e levando este indivíduo a parada cardiorrespiratória em que o coração não consegue bombear o sangue para o corpo resultando a morte súbita do indivíduo. Doenças Respiratórias: ● Asma: inflamação nas partes internas do pulmão provocando inchaço e dimi- nuindo o transporte e a circulação do ar nos pulmões, causando falta de ar, dificuldade em respirar, tosse sem catarro, chiado no peito e fadiga. ● Tuberculose: causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis afetando e contaminando os pulmões causando tosse com sangue, dor para respirar, suor notorno, perda de peso e falta de ar. ● Gripe: causada pela contaminação do vírus Influenza (7 a 10 dias), apresentan- do sintomas como tosse, dor de cabeça, febre e coriza. Fonte: O autor (2021). 53UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Princípios de anatomia e fisiologia Autor: TORTORA, G. J; DERRICKSON, B. Editora: Koogan, 2010. Sinopse: Décima segunda edição de Princípios de Anatomia e Fisiologia apresenta as principais características, funções e meca- nismos homeostáticos de cada sistema fisiológico que compõem o organismo humano, através das relações entre estrutura e função das células/tecidos/órgão. FILME / VÍDEO Título: Qual é a diferença entre pressão arterial Sistólica e Diastó- lica - diferença entre pressão arterial Ano: 2020. Sinopse: Este vídeo demonstra os tipos e suas devidas diferenças entre a arterial Sistólica e Diastólica, assim como as diferençasentre pressão arterial. Link de Acesso: https://www.youtube.com/watch?v=mRbQCb- fOAAQ&t=13s FILME / VÍDEO Título: Ventilação pulmonar Ano: 2021. Sinopse: Este vídeo demonstra a etapa completa de como ocorre a ventilação pulmonar nos seres humanos. Link de Acesso: https://www.youtube.com/watch?=I-rwwI-GkzY&t=1s https://www.youtube.com/watch?v=mRbQCbfOAAQ&t=13s https://www.youtube.com/watch?v=mRbQCbfOAAQ&t=13s https://www.youtube.com/watch?v=I-rwwI-GkzY&t=1s 54 Plano de Estudo: ● Fisiologia Gastrointestinal; ● Fisiologia Endócrina; ● Fisiologia Renal. Objetivos da Aprendizagem: ● Entender e compreender os principais constituintes do Sistema Gastrointestinal; ● Compreender a via que o alimento é percorrido no Trato Gastrointestinal e seus tipos funcionais de movimentação do alimento; ● Entender os mecanismos básicos de secreção no Trato Alimentar; ● Aprender e compreender os principais constituintes do Sistema Endócrino; ● Entender as principais funções corporais dos mensageiros químicos da via endócrina; ● Entender e compreender a via endócrina dos hormônios Insulina, Glucagon e Diabetes Mellitus; ● Aprender e compreender os principais constituintes do Sistema Renal; ● Entender os mecanismos das vias de produção e condução da urina; ● Entender as etapas de absorção, secreção, reabsorção e regulação dos metabólitos e eletrólitos. UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal Professor Dr. Layon Zafra Lemos 55UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal INTRODUÇÃO Prezado(a) aluno(a)! Nesta unidade aprenderemos os principais conteúdos, conceitos e mecanismos referentes aos estudos dos Sistemas Digestório, Endócrino e Renal. No Sistema Digestório iremos aprender a via correta e completa do alimento in- gerido pela cavidade bucal indo em direção a outros órgãos e produzindo diversas etapas como os movimentos peristálticos, digestão mecânica e química, produção do bolo ali- mentar (Quimo), absorção, reabsorção, secreção e regulação dos nutrientes presentes no alimento (proteínas, lipídeos, carboidratos, glicose, etc) e finalizando a etapa da digestão pela formação/produção do bolo fecal (fezes). Além disso, iremos aprender os principais mecanismos da produção e liberação dos homônios sendo de extrema importância para o organismo gerando-se diversas funções es- pecíficas para as nossas células, e também enterder como são produzidos e suas principais funções de via metabólica no orgaanismo gerando-se a manutenção e controle da quantidade de glicose (açúcar) presente no sangue através dos homônios Insulina e Glucagon. Por fim, finalizaremos a unidade aprendendo a respeito dos Sistema Renal desde seus constituintes até a produção e armazenamento da urina e suas principais etapas no organismo sendo a absorção, secreção, reabsorção e regulação dos metabólitos e eletrólitos. Portanto, prezado(a) aluno(a), desejo a você, uma boa leitura e aprendizado. Windows Realce 56UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 1. FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL A fisiologia do sistema gastrointestinal corresponde aos estudos referentes a via que este alimento foi ingerido percorre no trato gastrointestinal, desde a primeira porção e contato com a cavidade oro/bucal até a cavidade final - intestino grosso e porção do reto desencadeando todos os processos fisiológicos da digestão sendo mecânica e química Primeiramente, antes de entendermos todas as etapas deste processo de digestão mecânica e química precisamos compreender quais são seus constituintes que fazem partes deste sistema, sendo: Boca, Faringe, Esôfago, Estômago, Intestino Delgado e Grosso, Reto e glândulas anexas (Glândulas salivares, Fígado e Pâncreas) (TORTORA e DERRICKSON, 2010) (Figura 1). ● Boca: início da digestão, sendo esta cavidade apresentando o primeiro contato com o alimento e o corpo. Além disso, na cavidade interna da boca possuem os dentes que inicia a etapa da digestão mecânica iniciando a trituração deste alimento ingerido e também apresenta a saliva que é produzida pelas glândulas salivares que apresentam enzimas como a amilase que inicia a etapa de diges- tão dos carboidratos. Windows Realce Windows Realce Windows Realce 57UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal ● Faringe: órgão que faz parte do sistema digestório e respiratório sendo o ali- mento ingerido na cavidade da boca passa pela faringe e é transportado para o esôfago. ● Esôfago: órgão de formato tubular e musculoso gerando-se a conexão da fa- ringe com o estômago apresentando o mecanismo de contrações/movimentos peristálticos. ● Estômago: órgão que recebe o alimento do esôfago e apresenta uma diversida- de de enzimas que auxiliam na digestão química destes nutrientes do alimento ingerindo sendo quebradas as suas ligações químicas através da formação do suco gástrico produzindo o bolo alimentar e este bolo alimentar quando está totalmente pronto ela passa para uma consistência denominada de Quimo que será destinado ao intestino delgado. ● Intestino delgado: porção mais longa do sistema digestório, apresentando cer- ca de 6 metros de comprimento. Este órgão é dividido em 3 segmentos sendo o duodeno, jejuno e íleo cujo apresenta a função de maior parte da digestão e absorção dos nutrientes que foram ingeridos do alimento através da formação de microvilosidades que auxiliam na absorção destes nutrientes. ● Intestino grosso: porção apresentando cerca de 1,5 metros de comprimento, sendo sua principal função de absorção de água e eletrólitos e formação do bolo fecal (nutrientes não absorvidos no intestino delgado). ● Reto: porção final do intestino grosso com função de eliminar o bolo fecal pro- duzido no intestino grosso. 1.1 Glândulas anexas: Glândulas salivares: produz saliva (água, enzimas e glicoproteínas), sendo pro- duzidas no interior da cavidade bucal com função de lubrificar o alimento ingerido. Fígado: apresenta diversas funções no organismo. No sistema digestório apresen- ta a função de produzir a Bile (auxiliando na digestão e absorção de gorduras), e esta bile é armazenada na vesícula biliar. Windows Realce Windows Realce 58UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal Pâncreas: glândula mista responsável pela produção dos hormônios Insulina e Glucagon, além disso, o pâncreas produz o suco pancreático (enzimas digestivas) facilitan- do a absorção destes nutrientes ingeridos pelo alimento. FIGURA 1 - ÓRGÃOS DO SISTEMA DIGESTÓRIO Processos da fisiologia do sistema gastrointestinal As etapas da fisiologia do sistema gastrointestinal estão relacionadas a dois tipos de digestão sendo: ● Digestão mecânica: apresentando as etapas de mastigação, deglutição, peristaltismo e defecação. ● Digestão químicas: apresentando as etapas de insalivação, quimificação e quilificação. 59UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória Através destas etapas da digestão, iniciamos o entendimento da via que este ali- mento ingerido percorrerá até o seu estágio final denominado de bolo fecal, apresentando as seguintes etapas: 1.1.1 Mastigação A etapa da mastigação é composta por dentes adaptados sendo os dentes anterio- res (incisivos) com função de cortar o alimento e os posteriores (molares) com função de ação de triturar o alimento reduzindo o tamanho do alimento ingerido. Além disso, a mastigação também é auxiliada pelos músculos da mastigação apre- sentando nervos que auxiliam no processo de estimulação através dos estímulos neurais. Este processo é desencadeado pelos reflexos de mastigação que quando o alimento está na cavidade interna da boca desencadeia os músculos da mastigação a gerar estes estímu- los para iniciar o processo da digestão alimentar (GUYTON e HALL, 2011). 1.1.2 Deglutição A etapa da deglutição é proporcionada pela Faringe (via digestória e respiratória)é dividida em 3 estágios sendo o Estágio Voluntário (fase oral) onde a língua impulsiona o bolo alimentar sendo este bolo comprimido e empurrado para trás em direção a faringe através da pressão da língua para cima e para trás contra o palato (céu da boca). O segundo estágio é denominado de Estágio Faríngeo da deglutição, onde este bolo alimentar foi levado para a parte posterior da cavidade bucal e faringe, gerando-se o fechamento das cordas vocais e da epiglote inibindo a entrada de ar atmosférico para gerar a propulsão do bolo alimentar ir em direção ao esôfago através dos movimentos peristálticos. Após este segundo estágio é finalizado a etapa da deglutição pelo estágio denomi- nado de Estágio Esofágico da deglutição gerando-se a locomoção do bolo alimentar que está no esôfago vá em direção ao estômago através das ondas peristálticas deslocando-se este bolo alimentar através da abertura e fechamentos dos esfíncteres, proporcionando este movimento da ação voluntária e involuntária da digestão (TORTORA e DERRICKSON, 2010). 1.1.3 Função motora do estômago O estômago apresenta como funções motoras as características de armazena- mento de uma grande quantidade de alimento sendo este alimento ingerido indo na direção ao estômago-intestino (duodeno) e também gerar a formação de uma mistura do alimento ingerido com sendo misturados com as secreções gástricas secretadas pelas glândulas gástricas localizadas em quase toda a extensão da parede interna do estômago 60UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal provocando ondas constritivas peristálticas fracas produzindo a mistura do alimento com diversos tipos de enzimas como por exemplos as enzimas lipases (degrada lipídeos), lactase (degrada lactose), protease (degrada proteína) presentes nesta secreção gástrica e gerando um produto final denominado de Quimo (consistência semilíquida a pastosa) (GUYTON e HALL, 2011). Com o quimo formado e produzido inicia-se a próxima etapa das funções motoras de estômago denominada de Esvaziamento do estômago sendo produzido internamente na parede do estômago as contrações peristálticas fortes que irá causar o esvaziamento do estômago e este quimo (bolo alimentar) será bombeado do estômago para o intestino delgado na porção do duodeno. 1.1.4 Movimentos do intestino delgado Após o quimo ser bombeado para o intestino delgado, gerará dois tipos de mo- vimentos sendo denominados de Contrações de mistura e Contrações propulsivas (GUYTON e HALL, 2011). ● Contrações de mistura: etapa que ocorre o recebimento do quimo vindo do estômago até a porção inicial do intestino delgado ocorrendo o estiramento da parede intestinal, provocando as contrações concêntricas localizadas, espaça- das ao longo do intestino. Estas contrações são denominadas de contrações de segmentação que gera o relaxamento da parede da musculatura do intes- tino delgado, dividindo o quimo em pedaços para iniciar e facilitar a digestão e absorção dos nutrientes. ● Contrações propulsivas: etapa que ocorre as ondas peristálticas podendo ocorrer em qualquer parte do intestino delgado, e movendo-se este quimo até a direção do ânus. 1.1.5 Movimentos do intestino grosso As principais funções do intestino grosso é a Absorção de água e de eletrólitos do quimo (sais minerais: sódio, potássio, cloreto e bicarbonato) para formar as fezes sólidas e também armazenar o material fecal até que possa ser expelido (Figura 2). 61UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal FIGURA 2 - ESQUEMA DEMONSTRANDO AS PARTES DO INTESTINO GROSSO Fonte: Adaptado de: WIKIMEDIA, 2007. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Aparelho_digestivo#/media/Ficheiro:Digestive_system_diagram_pt.svg. Acesso em: 14 out. 2021. 62UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 2. FISIOLOGIA ENDÓCRINA A fisiologia do Sistema Endócrino corresponde aos estudos referentes a múltiplas atividades das células, tecidos e órgãos do corpo humano sendo coordenadas pelo sistema denominado de mensageiros químicos. Estes mensageiros químicos podem ser denomi- nados de Neurotransmissores, Hormônios endócrinos, Hormônios neuroendócrinos, Parácrinos, Autócrinos e Citocinas, (GUYTON e HALL, 2011) sendo: ● Neurotransmissores: liberados pelos terminais de axônios dos neurônios atuando no local destes neurônios para o controle das funções destas células neurais. ● Hormônios endócrinos: liberados pelas glândulas ou algumas células sanguí- neas especializadas auxiliando no transporte destes hormônios de função de células-alvo. ● Hormônios neuroendócrinos: são hormônios que serão secretados pelos neurônios presentes no sangue circulante. ● Parácrinos: são secretados nas células do líquido extracelular afetando as células-alvo vizinhas de tipos diferentes. Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce 63UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal ● Autócrinos: secretados por células no líquido extracelular e afetam a função das mesmas células que foram produzidas e apresentando receptores na su- perfície celular. ● Citocinas: são moléculas de peptídeos (formado por aminoácidos através das ligações peptídicas), sendo secretados por células no líquido extracelular e podendo funcionar como hormônios autócrinos, parácrinos e endócrinos. Primeiramente, antes de entendermos todas as etapas da produção destes mensageiros químicos, precisamos compreender quais são seus constituintes que fazem partes do Sistema Endócrino, compondo as glândulas endócrinas (são glândulas que secretam hormônios e estes hormônios são transportados pelo Sistema Circulatório indo em direção a todas as células do nosso corpo) sendo como exemplos: Glândula Pineal, Hipotálamo, Hipófise, Tireoide, Suprarrenais, Pâncreas, Ovários e Testículos (TORTORA e DERRICKSON, 2010) (Figura 3). - Glândula Pineal: produz e secreta o hormônio Melatonina (regulação dos rit- mos biológicos). - Hipotálamo: produção de diversos hormônios como as: ● Ocitocina (estimulação da contração uterina e ejeção de leite nas glândulas mamárias); ● ADH (hormônio antidiurético – reabsorção de nutrientes e eletrólitos nos rins). - Hipófise: produção de diversos hormônios como: ● FHC (hormônio folículo-estimulante – crescimento dos folículos ovarianos e maturação dos espermatozoides); ● LH (hormônio luteinizante – gônadas masculinas e femininas – função: síntese de testosterona e estímulos da ovulação); ● TSH (hormônio estimulador da Tireoide – estimulação da secreção dos hormô- nios da Tireoide), entre outros. - Tireoide: produção de Tiroxina (T4) e tri-iodotironina (T3), e Calcitonina (dimi- nuição da concentração de Cálcio no sangue). https://brasilescola.uol.com.br/biologia/tiroxina-triiodotironina.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/tiroxina-triiodotironina.htm Windows Realce Windows Realce 64UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal - Suprarrenais: produção de: ● Epinefrina e Norepinefrina (produzidos na medula suprarrenal com função de estimular o aumento de glicose no sangue); ● Glicocorticoides: (produzidos no córtex da suprarrenal com função de metabo- lização da glicose no sangue). - Pâncreas: produção de Glucagon (aumento dos níveis de glicose no sangue) e Insulina (redução e entrada de glicose nas células). - Ovários: produção de Estrogênio (ciclo menstrual e características femininas) e o Progesterona (crescimento do endotélio – ciclo menstrual). - Testículos: produção de Testosterona (desenvolvimento do sistema reprodutor masculino e suas características corporais). FIGURA 3 - GLÂNDULAS ENDÓCRINAS 65UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 2.1 Estrutura química e produção de hormônios Hormônios são formadas por estruturas químicas produzidos através das glândulas endócrinase secretados na corrente sanguínea. Estes hormônios podem ser divididos em 3 classes sendo elas (GUYTON e HALL, 2011): ● Proteínas e polipeptídeos: sendo estes hormônios secretados pela Hipófise, Pâncreas (Glucagon e Insulina) e pela Paratireoide (Paratormônio), entre outros tipos. ● Esteroides: sendo secretados pelo córtex adrenal (Cortisol e aldosterona), Ovários (Estrogênio e Progesterona), Testículos (Testosterona) e pela Pla- centa (Estrogênio e Progesterona). ● Derivados do aminoácido Tirosina: sendo secretados pela Tireoide (Tiroxina e Tri-iodotironina), Medula Óssea (Epinefrina e Norepinefrina). Portanto, de acordo com estas 3 classes de hormônios citadas acima, cada tipo de hormônio apresenta e possui uma estrutura química específica para cada tipo podendo ser formados por moléculas de proteínas, lipídeos ou amina (GUYTON e HALL, 2011). ● Hormônios do tipo estrutural formados por Proteínas apresentam uma maior afinidade com as moléculas de água sendo denominados de Hormônios hi- drossolúveis transportados no sangue com maior facilidade por apresentarem afinidade com a água e sendo deslocados rapidamente para a sua célula-alvo. ● Hormônios do tipo estrutural formados por Lipídeos não apresentam afinidade com as moléculas de água, com isso não são solúveis em água e seu transporte no sangue precisa de auxilio de proteínas plasmáticas para facilitar o transporte até as células-alvo. ● Hormônios do tipo estrutural formados por Aminas são liberados principalmente nas glândulas Tireoide e Supra renais, precisando do auxílio de proteínas trans- portadoras para auxiliar e facilitar o transporte até as células-alvo. 66UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 2.2 Glândulas exócrinas As Glândulas Exócrinas (Figura 4) produzem e lançam uma secreção na super- fície do corpo ou na luz (região interna de um órgão) apresentando em sua composição/ formação de canais ou ductos por onde estas secreções produzidas irão ser transportadas e eliminadas. Estas glândulas são classificadas de acordo com sua morfologia através do local que esta secreção será liberada, podendo ser dos tipos de Glândulas exócrinas tubulares, Glândulas exócrinas alveolares e Glândulas exócrinas túbulo-acinosas, sendo encontradas no corpo humano como as Glândulas Mamárias, Sudoríparas e Se- báceas (GUYTON e HALL, 2011). FIGURA 4 - DIFERENÇA MORFOLÓGICA DAS GLÂNDULAS EXÓCRINAS E ENDÓCRINAS 2.3 Insulina, glucagon e diabetes mellitus Os hormônios Insulina e Glucagon tem como função a regulação normal do meta- bolismo da glicose dos lipídeos e das proteínas, sendo secretados pelo Pâncreas. O Pân- creas humano é formado por 2 tipos de tecidos principais denominados de ácinos (porção que secreta o suco digestivo no duodeno) e as Ilhotas de Langerhans (porção que secreta Insulina e Glucagon diretamente no sangue) (GUYTON e HALL, 2011). Windows Realce Windows Realce 67UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 2.3.1 Insulina O hormônio Insulina é uma proteína de peso molecular pequeno, sendo formada por duas cadeias de aminoácidos ligados por meio de ligações dissulfeto. Moléculas de Insulina são sintetizadas nas células beta (células endócrinas presentes nas Ilhotas de Langherans do pâncreas com função de produzir e secretar o hormônio Insulina para a corrente sanguínea). Com isso, a Insulina apresenta diversas funções e efeitos no organismo humano sendo (GUYTON e HALL, 2011): ● Insulina no metabolismo dos carboidratos: após à ingestão de alimentos rica em carboidratos, a glicose absorvida para o sangue causa uma secreção rápida de insulina sendo as mesmas armazenadas nos tecidos do organismo. ● Insulina no metabolismo de glicose nos músculos: os músculos dependem para produzir energia glicose e ácidos graxos. Quando as membranas dos mús- culos estão em repouso gera a estimulação da insulina da ingestão de alimentos sendo esta insulina secretada e produzindo energia para estes músculos. ● Insulina promove a captação e o armazenamento da glicose hepática: etapa que ocorre à absorção da insulina após as refeições sendo a mesma armazenada imediatamente no fígado sob forma de glicogênio. ● Insulina promove a produção e armazenamento de gorduras: etapa de armazenamento de gordura no tecido adiposo. A produção ocorre nas células hepáticas e os ácidos graxos são transportados do fígado para serem armaze- nados no tecido adiposo. ● Insulina no metabolismo das proteínas: etapa de após à ingestão de alimen- tos é encontrado no sangue uma grande quantidade de proteínas, carboidratos e gorduras assim esta etapa ocorre o armazenamento nos tecidos através da presença de insulina que irá desencadear o armazenamento destas moléculas. 68UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 2.3.2 Glucagon O hormônio Glucagon é formado por uma grande quantidade de polipeptídeos sen- do composto por uma cadeia de 29 aminoácidos. Este hormônio é produzido no pâncreas na porção das ilhotas de Langerhans e desencadeia as funções de metabolismo da glicose sendo a quebra do glicogênio hepático denominado de etapa da Glicogenólise e também desenvolve o aumento da Gliconeogênese no fígado. Portanto, o Glucagon atua no fígado com a função de absorver a insulina e sintetizar a quebra da glicose em glicogênio após as refeições, estimulando o fígado a decompor o glicogênio sintetizado anteriormente e convertendo este glicogênio em glicose e está glicose ser liberada para a corrente sanguínea gerando-se a homeostasia da glicose no sangue. 2.3.3 Diabetes mellitus A diabetes mellitus é uma síndrome metabólica defeituosa de carboidratos, lipídeos e proteínas, causado pela ausência da secreção de insulina como também pela diminuição da sensibilidade dos tecidos à insulina. A diabetes existe dois tipos sendo denominadas de diabetes tipo I e tipo II (GUYTON e HALL, 2011). ● Diabetes tipo I: Diabetes mellitus sendo o portador dependente de insulina e ocorre pela ausência de secreção da insulina, devido a lesões das células beta do pâncreas prejudicando a produção de insulina. ● Diabetes tipo II: Diabetes mellitus sendo o portador não dependente de insulina e ocorre pela diminuição da sensibilidade dos tecidos-alvo ao efeito metabólico da insulina (resistência insulínica). Corresponde aproximadamente 90%-95% de todos os casos de diabetes, sendo desencadeado pelo aumento da prevalência da obesidade gerando-se esta resistência à insulina. Windows Realce Windows Realce Windows Realce 69UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 3. FISIOLOGIA RENAL A fisiologia do Sistema Renal corresponde aos estudos das principais funções dos rins eliminando do corpo humano o material indesejado ingerido/produzido pelo metabolis- mo e também controlar o volume e a composição dos líquidos corporais produzindo a urina. Primeiramente, antes de entendermos todas as etapas da produção da absorção, secreção, reabsorção e regulação dos metabólitos e eletrólitos produzidos no organismo humano, precisamos compreender quais são seus constituintes que fazem partes do siste- ma renal sendo os Rins, Vias Urinárias (Bexiga, Ureteres e Uretra) (Figura 5). FIGURA 5 - ÓRGÃOS DO SISTEMA URINÁRIO 70UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 3.1 Anatomia e fisiologia dos Rins: O ser humano é composto por 2 Rins, sendo situados na parede posterior do ab- dômen. Cada rim pesa cerca de 150 gramas e sua estrutura é composta pelo lado medial, e cada rim apresenta uma região denominada de Hilo. Este Hilo passam a artéria e veia renais, vasos linfáticos, suprimento nervoso e ureter com função de transporta a urina do rim para a bexiga (GUYTON e HALL, 2011). Com isso, os Rins realizam diversas funções no organismo humano produzindo: ● Filtração do plasma e remoção de substâncias do filtrado emintensidades variá- veis gerando-se a limpeza destas substâncias como os metabólitos e eletrólitos presentes no plasma; ● Regulação do balanço de água e eletrólitos; ● Regulação da osmolaridade dos líquidos corporais e concentração dos eletró- litos; ● Regulação da pressão arterial; ● Regulação acidobásico nas células; ● Secreção, metabolismo e excreção de moléculas de hormônios; ● Gliconeogênese (vias metabólicas de produção de glicose). Internamente, os rins apresentam uma estrutura denominada de Néfrons sendo estes Néfrons uma unidade funcional dos Rins para a produção da urina no corpo humano. Cada rim é composto por aproximadamente de 800.000 a 1 milhão de néfrons que produzirá a urina. Cada estrutura de um néfron contém um grupo de capilares denominados de (GUYTON e HALL, 2011) (Figura 6): ● Glomérulo: função de apresentar uma grande quantidade de líquido que será filtrado no sangue e estes glomérulos são recobertos por células epiteliais sendo envolvidos pela cápsula de Bowman (filtração dos metabólitos e eletrólitos do sangue); ● Túbulo: recebe o líquido filtrado do glomérulo e o mesmo é convertido em urina em direção ao túbulo proximal, alça de Henle e túbulo distal até a pelve renal, sendo esta urina transportada até o ureter. Windows Realce Windows Realce Windows Realce 71UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal FIGURA 6 - ESTRUTURA DE UM NÉFRON 3.2 Ureteres O Sistema Urinário dos humanos é composto por 2 estruturas denominadas de Ureter e cada ureter apresenta uma estrutura tubular formada por tecido muscular liso desencadeando as funções de recebimento e impulsionar a urina produzida nos néfrons (parte interna dos rins) e esta urina transportada até a bexiga urinária. 3.3 Bexiga urinária A bexiga urinária é composta por 2 partes sendo a parte principal denominada de Corpo (região interna da bexiga onde a urina é armazenada) e a região denominada de Colo (parte inferior do colo da bexiga/porção de conexão com a uretra) (TORTORA e DERRICKSON, 2010) (Figura 7). 72UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal FIGURA 7 - ESTRUTURA DA BEXIGA A urina é armazenada na bexiga devido ao processo denominado de Micção (es- vaziamento e encher a bexiga com a urina). Este processo de Micção ocorre através de 2 etapas sendo: ● Primeira etapa: a bexiga se enche progressivamente até que a tensão na parede interna da bexiga atinja seu nível máximo de armazenamento de urina. ● Segunda etapa: reflexo do nervo Reflexo da micção que gera a etapa de esvaziamento da bexiga, sendo esta urina translocada para a uretra. 3.4 Uretra A uretra é um órgão do Sistema Urinário que tem a função de eliminar a urina armazenada na bexiga para o meio externo do corpo humano. Nos homens, a uretra corres- ponde a um canal e transporte de urina e também a ejaculação apresentando um tamanho de 20 cm sua extensão, essa uretra masculina é dividida em 3 porções: Uretra prostática, Uretra membranosa e Uretra esponjosa. Nas mulheres, a uretra é um órgão exclusivo para eliminar a urina armazenada na bexiga e apresenta um tamanho entre 4 a 5 cm (TORTORA e DERRICKSON, 2010). 73UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal 3.5 Etapas da fisiologia urinária De acordo com a intensidade de diferentes substâncias que são encontradas no organismo humano, as mesmas são excretadas pela urina através da soma de 3 etapas sendo (GUYTON e HALL, 2011): ● Filtração glomerular: início da formação da urina devido à grande quantidade de líquidos contendo diversos metabólitos sendo os mesmos filtrados nos capi- lares glomerulares em direção ao interior da cápsula de Bowman. Este líquido filtrado nesta cápsula de Bowman é transportado pelos túbulos e gera a modifi- cação da reabsorção de moléculas de água e solutos específicos produzindo à etapa de filtração. ● Reabsorção e secreção de substâncias dos túbulos renais para o sangue: esta etapa é a mais importante, sendo determinado pela secreção de uma grande quantidade de eletrólitos como o potássio, íons de hidrogênio, entre outras, sendo as mesmas secretadas pela a urina. Além desta etapa de rea- bsorção e secreção, ocorre a retirada da maioria das substâncias do sangue, sendo principalmente eliminadas os produtos finais do metabolismo como ureia, creatinina, ácido úrico, uratos e também alguns tipos de fármacos ingeridos, gerando a etapa de filtração destas substâncias presentes no sangue e urina sendo eliminadas para o meio externo do organismo humano. 74UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal SAIBA MAIS ● Composição da Bile: A bile é produzida no Pâncreas e armazenada na Vesícula Biliar apresentando seus constituintes: moléculas de água, bicarbonato de sódio, pigmentos, gordura, sais inorgânicos, colesterol e ácido clorídrico apresentando a função de emulsificação/quebra de moléculas de lipídeos (gordura). ● Hipotireoidismo: deterioração progressiva e fibrose da glândula tireoide resultando na diminuição ou ausência da secreção do hormônio tireoidiano desencadeando sin- tomas como: cansaço excessivo, depressão, dores musculares, sonolência excessi- va, intestino preso entre outros sintomas. ● Hipertireoidismo: tamanho da tireoide aumentada e aumento excessivo de secre- ção dos hormônios da tireoide podendo desencadear sintomas como: alta excitabi- lidade, intolerância ao calor, redução de sudorese, perda de peso, insônia, fadiga extrema entre outros sintomas. Fonte: O autor (2021). REFLITA Porque é importante entender as vias da digestão e as vias hormonais nos seres hu- manos para facilitar o atendimento do mesmo através de exames clínicos, dietas elabo- radas para cada paciente e exercícios físicos específicos para auxiliar no tratamento e melhorar a qualidade de vida deste paciente? Fonte: O autor (2021). 75UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal CONSIDERAÇÕES FINAIS Prezado(a) aluno(a)! Esta unidade trouxe uma melhor compreensão dos principais tópicos referentes aos estudos dos sistemas Digestório, Endócrino e Renal entendendo cada etapa e as vias fisiológicas e metabólicas de cada sistema que compõe e constitui o organismo humano. Assim, a disciplina de Fisiologia Humana finaliza-se com estes conteúdos de ex- trema importância para diversos cursos da saúde e da área biológica sendo esta disciplina uma das mais importantes para entender os diversos mecanismos biológicos, fisiológicos e metabólicos de cada sistema abordados nas Unidades I, II, III e IV, proporcionando aos alunos um melhor entendimento do corpo humano. Um Abraço e que tenham um ótimo aprendizado e sejam bem sucedidos em suas carreiras profissionais, grato. 76UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal LEITURA COMPLEMENTAR Aplicação de Conceitos: Digestão Mecânica: apresentando as etapas de mastigação, deglutição, peristal- tismo e defecação. Digestão químicas: apresentando as etapas de insalivação, quimificação e quilificação. Eletrólitos: substâncias formadas por íons de cargas positivas, negativas ou neu- tras presentes nas células. Ex: Sódio, Potássio, Cálcio, etc. Glândulas Endócrinas: glândulas que secretam hormônios e estes hormônios são transportados pelo sistema circulatório indo em direção a todas as células do nosso corpo. Ex: Glândula pineal, Hipotálamo, Hipófise, Tireoide, Supra renais, Pâncreas, Ovários e Testículos. Glândulas Exócrinas: produzem e lançam uma secreção na superfície do corpo ou na luz (região interna de um órgão) apresentando em sua composição/formação de canais ou ductos por onde estas secreções produzidas irão ser transportadas e eliminadas. Ex: Glândulas Mamárias, Sudoríparas e Sebáceas. Hormônios: são formadas por estruturas químicas produzidos através das glându- las endócrinas e secretados na corrente sanguínea. Movimentos peristálticos:movimentação do alimento ingerido no corpo humano gerando-se contração e relaxamento dos músculos que compõem o sistema gas- trointestinal. Fonte: GUYTON & HALL, 2011; PRESTON & WILSON, 2014; TORTORA & DERRICKSON, 2010. 77UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada Autor: Silverthorn, D; U Editora: Artmed, 7ª edição. Sinopse: A 7ª edição de Fisiologia humana apresenta as princi- pais características da abordagem integrada dos sistemas que compoem o corpo humano. Além disso, apresenta uma atualiza- ção nas áreas de neurobiologia, sistema digestório e na fisiologia reprodutiva auxiliando os estudos destes sistemas. FILME / VÍDEO Título: Conheça o trato gastrointestinal! | Vida e evolução | Khan Academy Ano: 2019. Sinopse: Este vídeo demonstra a Anatomia e fisiologia gastroin- testonal humana e todo o processos fisiológico do alimento sendo introduzido no organismo humano até ao seu destino final produ- zindo o bolo fecal. Link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=f5SAkAl-39Y&t=31s FILME / VÍDEO Título: Aula 1 Endócrino - Glândula exócrina e endócrina e feedback Ano: 2016. Sinopse: A aula 1 de Endócrino define glândula exócrina, glândula endócrina e descreve o mecanismo geral de ação de um hormônio. A aula explica também como ocorre o feedback ou retroalimentação. Link de Acesso: https://www.youtube.com/watch?v=0f21KUA7jgs https://www.amazon.com.br/s/ref=dp_byline_sr_book_1?ie=UTF8&field-author=Dee+Unglaub+Silverthorn&text=Dee+Unglaub+Silverthorn&sort=relevancerank&search-alias=stripbooks https://www.youtube.com/watch?v=f5SAkAl-39Y&t=31s https://www.youtube.com/watch?v=0f21KUA7jgs 78UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renal FILME / VÍDEO Título: Formação da urina Ano: 2019. Sinopse: Este vídeo demonstra todas as etapas e os constituintes do sistema urinário dos seres humanos desde a formação e desti- no final da urina. 79 REFERÊNCIAS ALBERTS, B.; BRAY, D.; HOPKIN, K.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Fundamentos de biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Editora Artmed, 2017. p. 838. ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Editora Artmed, 2017. P.1427. GUYTON, A.C.; HALL, J. E. Tratado de fisiologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011.p.1151. PRESTON, R; WILSON, T. Fisiologia ilustrada. 1. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. p. 519. SÓ BIOLOGIA. Contração muscular. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2021. Dis- ponível em: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/sustentacao7.php. Acesso em: 29 set. 2021. SÓ BIOLOGIA. Tecido nervoso. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2021. Consul- tado em 12/08/2021 às 13:31. Disponível em: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/ Histologia/epitelio27.php. Acesso em: 29 set. 2021. TORTORA, G.J; DERRICKSON, B. Princípios de anatomia e fisiologia. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. 80 CONCLUSÃO GERAL Prezado(a) aluno(a), Neste material, busquei trazer para você aluno a melhor compreensão e oportu- nidade de adquirir os principais conhecimentos referente aos estudos que compõem os Sistemas dos Seres Humanos, sendo o sistema Nervoso, Muscular, Circulatório, Respira- tório, Digestório, endócrino e Renal, através dos principais mecanismos e vias fisiológicas, metabólicas e celulares de cada sistema. Na Unidade I, tivemos a oportunidade de entender melhor todas as etapas e os mecanismos da constituição e as principais vias fisiológicas das células eucarióticas animal que constitui o ser humano desde a origem e formação dos tecidos, órgãos e o conjunto da formação de todos os sistemas. E logo na Unidade II, entendemos as principais vias e mecanismos do Sistema Ner- voso, desde a percepção dos estímulos externos até o transporte nas células gerando-se os impulsos nervosos e suas sinapses químicas. Além disso, nesta mesma unidade, entende- mos todo o mecanismo fisiológico da contração muscular desde o início do estímulo nervoso a finalização da contração deste músculo através da fisiologia da contração muscular. Já na Unidade III, estudamos as principais vias e mecanismos fisiológicos do Sis- tema Cardiovascular entendendo o mecanismo de contração e ciclo cardíaco através das etapas de Diástole e Sístole impulsionando e bombeando o sangue arterial (rico em O2) através dos vasos sanguíneos (artérias e veias) e no sistema Respiratório aprendemos a via de condução da entrada do ar atmosférico no organismo humano até os pulmões para gerar a etapa, denominada de Hematose, gerando-se a produção do sangue arterial (rico em O2) e do sangue venoso (rico em CO2). Por fim, na Unidade IV, aprendemos as principais vias e mecanismos do Sistema Digestório (produzindo todas as etapas da digestão humana), no Sistema Endócrino en- tendemos a constituição e função das glândulas Exócrinas e Endócrinas e a produção dos hormônios através das suas vias de secreção no organismo humano e por fim, o Sistema Renal aprendendo os principais órgãos e estruturas deste sistema e a produção da Urina através das etapas de absorção, filtração e secreção de metabólitos e eletrólitos presentes na corrente sanguínea. Assim, pudemos compreender os principais conceitos, vias e os constituintes de cada sistema através dos estudos da Fisiologia Humana sendo de extrema importância estes estudos para a atuação profissional de vocês. Até uma próxima oportunidade. Muito Obrigado! +55 (44) 3045 9898 Rua Getúlio Vargas, 333 - Centro CEP 87.702-200 - Paranavaí - PR www.unifatecie.edu.br/editora-edufatecie edufatecie@fatecie.edu.br UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória UNIDADE IV Tópicos de Fisiologia Gastrointestinal, Endócrino e Renalum organismo / ser vivo para mantermos vivos, através de um complexo sistema de controle como a fome, sensações de frio, calor, reprodução, impulsos nervosos etc., sendo a ciência das funções do corpo e como suas partes do corpo humano atuam formando-se um sistema através das células, tecidos e órgãos. 1.1 As células são unidades vivas do corpo humano A unidade viva básica de um organismo é a célula, sendo uma unidade estrutural e funcional fundamental dos seres vivos incluindo nós seres humanos, sendo estas células formadas por (Figura 1): Windows Realce 6UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular ● Átomos: vários átomos juntos através de ligações químicas formam e consti- tuem várias moléculas; ● Moléculas: como aminoácidos (aa), glicose, ácidos graxos etc., unidos formam e constituem uma célula eucariótica animal; ● Junção de várias células apresentando as mesmas funções formaram os teci- dos (grupos de células que executam a mesma função específica); ● Junção de vários tecidos formará os órgãos (diferentes tipos de tecidos se juntam desempenhando funções específicas); ● Assim a junção de átomos – moléculas – células – tecidos e órgãos formará o sistema (órgãos diferentes e relacionados a uma função comum) completando a formação estrutural biológica de um organismo (junção de todas as partes do corpo que atuam em conjunto formando e constituindo o organismo completo). FIGURA 1 - ESQUEMA DOS NÍVEIS BIOLÓGICOS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES HUMANOS 7UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular As células eucarióticas animais apresentam a constituição e composição de um líquido extracelular (Meio interno) que corresponde cerca de 60% da composição do corpo humano adulto formado e constituído por líquidos de uma solução aquosa de íons de sódio, cloreto, bicarbonato, oxigênio, glicose, ácidos graxos, aminoácidos (aa) e dióxido de carbono (CO2), gerando a função de movimento constante em todo o corpo, transportado pelo sangue circulante até os tecidos, através dos transportes de substâncias que ocorre nas membranas celulares das paredes dos capilares sanguíneos. Cada tipo de célula é especializado e adaptado para realizar uma determinada função dentro do organismo. Podemos citar como exemplo as hemácias encontradas no sangue que totalizam aproximadamente 25 trilhões em cada organismo humano apresentando a função de transportar oxigênio dos pulmões para os tecidos (GUYTON e HALL, 2011). Assim, o corpo humano é constituído e formado por aproximadamente 100 trilhões de células eucarióticas animais. 1.2 Células eucarióticas animais Os seres humanos são constituídos e formados por células eucarióticas animais (Figura 2), sendo estas células constituídas e apresentando núcleos definidos sendo o local de armazenamento do material genético (DNA e RNA), além disso, constitui também a membrana plasmática e a região interna da célula denominada de citoplasma que apresenta diversas organelas membranosas que desempenham várias funções vitais nos organismos como respiração celular, digestão e síntese de substâncias. 1.2.1 Membrana plasmática As membranas plasmáticas e/ou celulares desempenham diversas funções nas células referente a delimitação da célula através do meio extracelular podendo ser outras células ou até mesmo os vasos sanguíneos e o meio intracelular sendo a região interna das células constituída pelo citoplasma. Além disso, estas membranas protegem as células contra a contaminação de diversos patógenos (bactérias e vírus), impedindo a transmissão dos mesmos nos organis- mos humanos. Referente a composição e tipos de transportes de substâncias através das membranas serão abordados com mais detalhes no Tópico II desta unidade. Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce 8UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 1.2.1.1 Citoplasma O citoplasma ou citosol está localizado entre a membrana plasmática e o núcleo celular, sendo denominado como meio intracelular das células eucarióticas. Sua constitui- ção apresenta uma consistência de aspecto gelatinoso formado por moléculas de água, proteínas, enzimas e lipídios e contendo diversas organelas celulares como por exemplo o Retículo Endoplasmático Rugoso e Liso, Complexo de Golgi, Mitocôndrias, Lisossomos entre outras e cada organela desenvolvendo suas principais funções nos citoplasmas de cada célula eucariótica animal. 1.2.1.2 Núcleo O núcleo celular é típico de células eucarióticas animais e vegetais, sendo o local de armazenamento do material genético (DNA e RNA) nas células. Além disso, é responsável por controlar todas as atividades fisiológicas, metabólicas, reprodutivas destes organismos eucariontes. FIGURA 2 - ESQUEMA DOS PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA CÉLULA EUCARIÓTICA ANIMAL Windows Realce Windows Realce Windows Realce 9UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 1.3 Mecanismos “Homeostáticos” O termo Homeostasia é um princípio fundamental da fisiologia humana que é definido como a Manutenção de condições quase constantes no meio interno, gerando um equilíbrio das funções de todos os processos funcionais dos sistemas que compõem o organismo humano (GUYTON e HALL, 2011). Todos os tecidos e os órgãos do corpo humano executam diversas funções que contribuem para manter estas condições constantes, como por exemplo os pulmões que pro- veem de oxigênio ao líquido extracelular para repor o oxigênio que as células necessitaram para desenvolver o mecanismo de respiração celular, os rins para manter a concentração de íons, o sistema nervoso através dos receptores sensoriais detectam o estado do corpo ou estado do ambiente através dos receptores químicos gerando-se impulsos nervosos e sinapses químicas etc., fazendo com que o organismo mantenha uma certa “normalidade” em todas as suas funções e mecanismos fisiológicos, metabólicos, hormonais etc., geran- do-se um organismo saudável. 1.3.1 Mecanismos dos principais sistemas funcionais “Homeostasia” Sistema Respiratório: ● O sangue passa pelo corpo pelas veias e transportado para os pulmões. ● O sangue capta o oxigênio nos alvéolos pulmonares e este sangue rico em oxigênio é liberado para as células/tecidos/órgãos. Trato Gastrointestinal: ● Uma grande quantidade de sangue bombeada pelo coração atravessa as pare- des do trato gastrointestinal: ● Absorve nutrientes dissolvidos (carboidratos, glicose, ácidos graxos e aminoá- cidos). Sistema musculoesquelético: ● Este sistema permite o movimento do alimento ingerido para auxiliar no proces- so gastrointestinal; ● Além disso, auxilia na mobilidade do organismo humano facilitando o desloca- mento do corpo para diversas atividades do dia-a-dia e evitando que o organis- mo e os mecanismos homeostáticos sejam destruídos. Windows Realce 10UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular Sistema Nervoso: ● O sistema nervoso apresenta uma grande região denomina de sistema au- tônomo, desenvolvendo funções no organismo como: respostas e estímulos subconscientes, controla de várias funções dos órgãos internos: bombeamento do coração, os movimentos gastrointestinais e as secreções glandulares. Sistema Hormonal: ● O corpo humano é constituído por glândulas endócrinas que realizam as funções de secreção de substâncias (hormônios). ● Os hormônios são transportados pelo sangue de qualquer parte do corpo para desencadeando diversas funções no organismo humano como por exemplo o hormônio Insulina que é um hormônio que a é produzido no pâncreas controlan- do o metabolismo da glicose. 1.4 Feedback Negativo e Positivo De acordo com as principais características do organismo sempre tentar manter uma certa “normalidade” de suas funções fisiológicas através do mecanismo de homeos- tasia, a maioria dos sistemas de controle do organismo humano age apresentando uma resposta e esta resposta é denominada de Feedback Negativo. Assim esta resposta que o organismo apresenta através do Feedback Negativo, poderágerar respostas de um estímulo inicial sendo como exemplos: ● Regulação da concentração de dióxido de carbono (CO2): a alta concentra- ção do gás no líquido extracelular aumenta a ventilação nos pulmões. Assim, é ativado o mecanismo de Feedback Negativo para gerar a resposta de diminui- ção da concentração de CO2 nos pulmões corrigindo este aumento gerando-se uma resposta de “normalidade”. ● Regulação da pressão arterial: pressão elevada causa uma série de reações no organismo, assim é ativado o mecanismo de Feedback Negativo para gerar a resposta de diminuição da pressão arterial corrigindo este aumento gerando- -se uma resposta de “normalidade”. Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce 11UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular O outro tipo de Feedback ocorre no organismo humano é o Feedback positivo. Este tipo de Feedback irá apresentar no organismo humano uma certa instabilidade, podendo de- sencadear as vezes uma resposta útil no organismo ou em alguns casos poderá levar à morte. Assim esta resposta que o organismo apresenta através do Feedback positivo, poderá gerar respostas de estímulo inicial como exemplo: ● No parto: quando ocorre as contrações uterinas no parto, o estiramento do colo uterino é estimulado pela liberação das ocitocinas (hormônio que aumenta as contrações do útero), estimulando e forçando o nascimento do bebê. ● Bombeamento cardíaco: coração humano saudável bombeia aproximada- mente 5 litros de sangue por minuto. Assim, se uma pessoa sofrer algum tipo de acidente ou apresentar alguma patologia no coração poderá perder 2 litros de sangue dificultando o bombeamento do sangue no organismo. Por fim, se este dano não for corrigido/reparado poderá gerar no indivíduo uma resposta positiva de danos cardíacos gerando-se uma diminuição do bombeamento do sangue para o coração ou coração/tecidos/órgãos desencadeando uma morte súbita neste indivíduo. Assim, o corpo humano é formado e constituído por aproximadamente 100 trilhões de células, sendo as mesmas realizando diversas funções no organismo, contribuindo com a manutenção das condições homeostáticas possibilitando possíveis condições normais para gerar um funcionamento adequado e correto para estas células. Por fim, alterações nas estruturas e funções destas células poderá desencadear danos nestas células causando um desequilíbrio nestes sistemas gerando-se um Feedback positivo possibilitando possíveis doenças e morte súbitas nestes indivíduos. Por isso que é de extrema importância entender os principais conceitos e mecanismos homeostáticos e suas respostas fisiológicas através dos mecanismos de Feedback negativo e / ou positivo garantindo um melhor entendimento do corpo humano. gera danos Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce 12UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 2. FISIOLOGIA CELULAR A Fisiologia Celular estuda todos os mecanismos e processos de funcionamento de uma célula, desde os componentes químicos, moléculas orgânicas e inorgânicas, meca- nismos fisiológicos das membranas celulares através de seus transportes (passivo e ativo) auxiliando no transporte de diversas substâncias químicas do meio extracelular para o meio intracelular de uma célula entendendo basicamente a organização e funções que compõem a estruturas destas células. Os elementos químicos mais abundantes encontrados nas células são as molé- culas de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N) e moléculas de Água (H2O). Além disso, estas células também apresentam na sua constituição as moléculas de proteínas, enzimas, lipídios, carboidratos, vitaminas e sais minerais. As moléculas de água (H2O), são de extrema importância para a composição celular, pois auxiliam no transporte de substâncias presentes no sangue, auxilia no controle da re- gulação da temperatura corporal, regulação osmótica, eliminação de excretas dentre outras funções correspondendo aproximadamente 70% da constituição celular nos seres humanos. Os carboidratos denominados de açúcares estão presentes nas células gerando fonte energética e constituição estrutural das células. Podem ser classificados em monos- sacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Os monossacarídeos são representados pelas moléculas de glicose, frutose, galactose, etc. Os dissacarídeos como exemplos: maltose, lactose, sacarose, entre outros e os polissacarídeos: amido, glicogênio, celulose, entre outros. As moléculas de lipídios encontram-se em todas as células eucarióticas animais e vegetais, gerando-se fontes energéticas pelas sínteses metabólicas como reserva de ener- gia, isolamento térmico e proteção dos órgãos. Além disso, são os principais componentes das estruturas das membranas celulares formando-se uma bicamada lipídica através dos fosfolipídios sendo o mesmo um tipo de lipídios (ALBERTS et al., 2017). Windows Realce 13UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular Por fim, as proteínas são moléculas formadas por aminoácidos (aa) que se ligam um a um através de ligações químicas denominadas de ligações peptídicas, formando-se uma estrutura proteica. Suas principais funções são: auxiliar na composição estrutural destas células produzindo colágenos e elastinas, nas membranas celulares auxiliando no transporte de nutrientes através das proteínas integrais e/ou de canais, na contração dos músculos esqueléticos através da presença de proteínas contráteis e motoras sendo as proteínas actinas e miosinas, na formação e produção de hormônios como a insulina, entre outros exemplos que estão presentes nos organismo dos seres humanos, sendo as mesmas essenciais para as funções vitais das células (ALBERTS et al., 2017). Assim, como vimos anteriormente todas as células são constituídas e formadas por uma grande quantidade e variedade de moléculas sendo as mesmas elencadas acima ge- rando e proporcionando a ativação dos mecanismos de transportes de substâncias através das membranas celulares destas células. 2.1 Membrana plasmática e seus transportes de substâncias As membranas celulares e/ou plasmáticas envolvem a célula, garantindo a prote- ção e separação do conteúdo celular do meio externo para o meio interno. Constituída por moléculas de fosfolipídios (Figura 3), sendo moléculas que possuem uma cabeça polar ou hidrofílica tendo afinidade com moléculas de água e outra estrutura chamada de cauda formadas por cadeias de ácidos graxos (lipídios) sendo de região apolar ou hidrofóbica sem afinidade com moléculas de água, formando-se uma estrutura molecular denominada de bicamada lipídica e de permeabilidade seletiva, além de proteínas dos tipos integrais e/ ou periféricas que auxiliam estas moléculas a transitarem do meio extracelular para o meio intracelular e vice versa (ALBERTS et al., 2017), (Figura 4). FIGURA 3 - ESTRUTURA MOLECULAR DE UM FOSFOLIPÍDIO Fonte: https://wiki.feagri.unicamp.br/lib/exe/detail.php?id=fa733%3Aprocariontes&media=fa733:camada_fofolipidica.png. Acesso em: 29 abr. 2022. https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Membrana_plasm%C3%A1tica.jpg. Windows Realce 14UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular FIGURA 4 - ESTRUTURA DE UMA MEMBRANA CELULAR Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cell_membrane_detailed_diagram_pt.svg. Acesso em: 29 abr. 2022. 2.2 Tipos de transportes através das membranas celulares As membranas plasmáticas controlam a entrada e saída de solutos (partículas dissolvidas) e solventes (meio líquido) do meio extracelular para o meio intracelular e vice versa, através de transportes dos tipos passivo e/ou ativo sendo: 2.2.1 Transporte passivo Transporte passivo ocorre por moléculas que tem afinidade com a membrana plas- mática e não necessitam de energia ATP (adenosina trifosfato) para transitarem dentro ou fora das células, podendo ocorrer dos tipos de Difusão simples, facilitadae Osmose. 2.2.2 Difusão Simples As moléculas se movem de um local mais concentrado para um menos concentra- do, denominando este movimento de gradiente de concentração. Este transporte tem como exemplo transportar na membrana moléculas de oxigênio e gás carbônico. 2.2.3 Difusão facilitada As moléculas são transportadas por meio da participação de proteínas integrais e/ ou carreadores que facilitam o movimento espontâneo dessas moléculas sem gerar gasto de energia (ATP). Este transporte tem como exemplo o transporte de aminoácidos e glicose. Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce 15UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 2.2.4 Osmose Transporte específico para as moléculas da água. Estas moléculas transitam nas membranas do meio menos concentrado para o mais concentrado equilibrando os dois lados da membrana plasmática, fazendo com que o meio rico em soluto seja diluído pela água (solvente) e sem gasto de energia (ATP) (ALBERTS et al., 2017). Além disso, a osmose tem como finalidade igualar as concentrações das células gerando um equilíbrio, com isso, este transporte apresenta 3 tipos de soluções (Figura 5): 2.2.4.1 Solução hipertônica Apresenta maior pressão osmótica e concentração de soluto. 2.2.4.2 Solução hipotônica Apresenta menor pressão osmótica e concentração de soluto. 2.2.4.3 Solução isotônica A concentração de soluto e a pressão osmótica são iguais, atingindo assim o equilíbrio. FIGURA 5 - TIPOS DE VIAS QUE A ÁGUA SE DIFUNDE NAS HEMÁCIAS PELA MEMBRANA PLASMÁTICA EM CÉLULAS EUCARIÓTICAS ANIMAIS 2.2.5 Transporte ativo O transporte ativo ocorre através da membrana plasmática com gasto de energia (ATP), através dos locais de menor concentração para os locais de maior concentração indo contra o gradiente de concentração. Este transporte tem como exemplos íons sódio, potássio, ferro, hidrogênio, cálcio e alguns tipos específicos de açúcares e alguns aminoá- cidos. Além disso, este transporte pode ser classificado em 2 grupos sendo do tipo primário e secundário (ALBERTS et al., 2017). Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce 16UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 2.2.5.1 Transporte ativo primário Ocorre através da quebra de moléculas de ATP. Este transporte tem como exemplo a “Bomba de Sódio (Na+) e Potássio (K+), em que este fluxo promove o bombeamento ativamente das diferentes concentrações destes solutos dentro e fora da célula. Este tipo de transporte através da bomba de sódio e potássio está presente em todas as células, e em especial nas células neurais (neurônios), gerando um potencial de ação (eletroquímico) devido a estas membranas possuírem cargas negativas e positivas transmitindo os impul- sos nervosos nos seres humanos. (GUYTON e HALL, 2011). 2.2.5.2 Transporte ativo secundário Este transporte não utiliza diretamente a quebra da molécula de ATP e sim energia armazenada do sódio presente na bomba de sódio e potássio. Com isso, outros tipos de bombas como as depende de proteínas transportadoras encontradas nas membranas plasmáticas. Exemplo deste transporte é a “Bomba de Sódio e Glicose.” Windows Realce Windows Realce Windows Realce 17UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular SAIBA MAIS O Staphylococcus aureus é uma bactéria que se instala na pele humana e pode gerar em nós seres humanos uma infecção contaminando nosso sangue. Esta infecção pode ser pega nas comunidades ou em hospitais, e sua incidência tem aumentado constan- temente nas últimas décadas e representa uma preocupação crescente, devido às altas taxas de mortalidade em nós seres humanos. Assim, essas bactérias agem em nossas células liberando na membrana plasmática destas células as suas toxinas contaminando e matando estas células sanguíneas. As- sim, os gradientes iônicos que estão presentes nas membranas plasmáticas como só- dio, potássio, cálcio entre outros, serão liberados para dentro destas células provocando um inchaço interno nas células, formando bolhas que se rompem e liberam nutrientes que, supostamente, nutrem as bactérias conforme elas proliferam e geram esta doença em nós seres humanos. Fonte: PRESTON e WILSON, 2014. REFLITA Por que seria importante compreender todos os mecanismos fisiológicos das células eucarióticas animais para que a mesma obtenha o equilíbrio Homeostáticos? Fonte: O autor (2021). 18UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular CONSIDERAÇÕES FINAIS Prezado(a) aluno(a)! Esta unidade trouxe uma melhor compreensão dos principais tópicos de abordagem dos conteúdos referentes aos estudos Introdutório da Fisiologia Humana e os principais mecanismos referentes a dinâmica da Fisiologia das Células. Além disso, aprendemos as principais funções e estruturas para constituírem as células à nível celular, metabólico, fisiológico e morfológico das membranas plasmáticas e também aprendemos os principais tipos de transportes através das membranas, sendo alguns tipos de transportes ativo como a caso da Bomba Sódio-Potássio para auxiliar os neurônios a realizarem seus impulsos nervosos e suas respectivas sinapses químicas demonstrando a importância de entendermos os processos e mecanismos fisiológicos de uma célula. Um Abraço e até a próxima unidade! 19UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular LEITURA COMPLEMENTAR Aplicação de Conceitos: ● Anfipática: Molécula com a região hidrofóbica e outra hidrofílica; ● ATP: Adenosina trifosfato: Molécula constituída por ribose, adenina e três gru- pos fosfato. É a principal fonte de energia química livre para uso imediato pelas células; ● Bomba de Íons: Proteína transmembrana que transporta íons, com gasto de energia (ATP), para dentro ou para fora da célula, membranas das organelas possui bombas de íons; ● Bomba de Sódio (Na+): Trata-se de uma bomba de sódio e potássio. ATPase transmembrana encontrada na membrana plasmática das células animais, que transporta 3 íons de sódio para fora e 2 íons de potássio para dentro da célula, por cada molécula de ATP hidrolisada; ● Capilares sanguíneos: são vasos sanguíneos que apresentam um calibre reduzido que irão disponibilizar o sangue rico em nutrientes para as células e tecidos; ● Líquido extracelular: está em constante movimentação em todo o corpo, sen- do transportado no sangue e misturado nos tecidos por difusão, através das paredes dos capilares sanguíneos. Fonte: (ALBERTS et al., 2017). 20UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Fisiologia Ilustrada Autor: PRESTON, R; WILSON, T. Editora: 1. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. Sinopse: Fisiologia ilustrada apresenta a organização do corpo humano, através dos diversos sistemas que o organismo humano é formado e constituído. Este livro apresenta as principais funções, mecanismos e estruturas das células/tecido/órgãos que compõem o organismo humano através do estudo da fisiologia de cada sistema, como por exemplo a fisiologia celular, sistema nervosos, muscular, endócrino, gastrointestinal, respiratório, circulatório e renal. FILME / VÍDEO Título: ANIMAÇÃO CÉLULA - animal e vegetal Ano: 2016. Sinopse: Este vídeo apresenta animações das estruturas das cé- lulas eucarióticas vegetais e animais, através da sua composição e morfologia. FILME / VÍDEO Título: Transporte Ativo e Passivo Ano: 2013. Sinopse: O vídeo aborda sobre o transporte ativo, a Bomba de Sódio/Potássio, difusão simples, difusão facilitada e osmose. 21 Plano de Estudo: ● Sistema Nervoso – Neurofisiologia; ● Fisiologia do Sistema Muscular. Objetivos da Aprendizagem: ● Entender a organização de uma célula neural (neurônios); ● Compreender a organização do Sistema Nervoso Central; ● Compreender os mecanismos de produção e locomoção de um impulso nervoso; ● Entender as principais funções básicas das Sinapses Químicas; ● Conhecer os tipos de Receptores Sensoriais (Tato,Temperatura, Visão, Audição, Gustação e Olfação); ● Entender a fisiologia do músculo esquelético e compreender os mecanismos gerais da contração muscular. UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora Professor Dr. Layon Zafra Lemos 22UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 22UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora INTRODUÇÃO Prezado(a) aluno(a)! Esta unidade, aprenderemos os principais conteúdos, conceitos e mecanismos referentes aos estudos do Sistema Nervoso (Neurofisiologia), entendendo os principais mecanismos para a geração e locomoção dos impulsos nervosos recebidos pelo sistema nervoso central e sendo transportados para o sistema nervoso periférico, liberando-se neu- rotransmissores através das sinapses químicas para todas as células/tecidos/órgãos. Além disso, iremos aprender também os principais tipos de receptores sensoriais que recebem diversos estímulos do ambiente e convertem estes estímulos a diversas respostas neuroló- gicas através dos impulsos nervosos para as células. Outro tópico que também será abordado nesta unidade será a Fisiologia do Siste- ma Muscular, dedicado aos principais conceitos e mecanismos que irá gerar uma contração muscular nos tecidos que compoem o corpo humano, através dos impulsos gerados e transportados pelos neurônios, facilitando assim toda a movimentação do nosso corpo. Portanto, prezado(a) aluno(a), desejo a você, uma boa leitura e aprendizado. Windows Realce 23UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 23UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora 1. SISTEMA NERVOSO – NEUROFISIOLOGIA O Sistema Nervoso é de grande importância para o nosso organismo humano, pois apresenta a função de ser um sistema responsável de captar, processar e gerar respostas externas e internas através dos estímulos, gerando-se e produzindo impulsos nervosos sendo os mesmos transmitidos em todo o corpo humano. Além disso, o Sistema Nervoso apresenta uma vasta complexidade dos processos cognitivos e ações de controle, sendo as mesmas executadas, através do recebimento de milhares de informações / ações transmitidas por minuto, recebidas de diversos órgãos e nervos sensoriais gerando-se impulsos nervosos e sinapses químicas e físicas no organis- mo humano (GUYTON e HALL, 2011). O Sistema Nervoso nos humanos pode ser dividido em duas porções denominadas de Sistema Nervoso Central (SNC) e Sistema Nervoso Periférico (SNP). O Sistema Nervoso Central (SNC) é constituído para porção do encéfalo e medula espinhal. Além disso, é constituído com aproximadamente 100 bilhões de células denomi- nadas de neurônios. Windows Realce Windows Realce 24UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 24UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora 1.1 Células do tecido nervoso O tecido nervoso é constituído por células nervosas sendo os neurônios e as células da glia. 1.1.1 Neurônios São células responsáveis pela recepção e transmissão dos estímulos do meio (interno e externo), executando respostas como os impulsos nervosos adequadas para a manutenção da homeostasia. A resposta emitida pelos neurônios através dos impulsos nervosos corresponde a uma corrente elétrica transmitida ao longo de um fio condutor, sendo este fio condutor denominada de axônios gerando-se ondas de excitação (impulso nervoso) através de uma grande velocidade em um curto espaço de tempo. 1.1.2 Estrutura celular de um neurônio Os neurônios são constituídos por regiões denominadas de corpo celular, dendritos e axônios (GUYTON e HALL, 2011) (Figura 1). FIGURA 1 - ESQUEMA REPRESENTANDO AS REGIÕES DE UM NEURÔNIO Fonte: SÓ BIOLOGIA, 2021. Disponível em: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Histologia/epitelio27.php. Acesso em: 29 set. 2021. https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Histologia/epitelio27.php 25UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 25UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora ● Corpo celular: estrutura que ocorre a síntese proteica. Cada corpo celular neu- ronal contém apenas um núcleo que se encontra no centro da célula e também nesta estrutura nuclear estão alojadas todas as funções celulares em geral. ● Dendritos: prolongamentos especializados em receber e transportar os estímu- los (impulsos nervosos) das células sensoriais, dos axônios, e de outros neurô- nios, apresentando múltiplas ramificações para receberem múltiplos estímulos de vários neurônios ao mesmo tempo. ● Axônios: são prolongamentos únicos especializado na condução dos impulsos nervosos (transmitem informações de um neurônio para outras células sendo: nervosas, musculares ou glandulares). Normalmente, existe apenas um único axônio em cada neurônio, mas podem apresentar em menor quantidade neurô- nios (Figura 2) sendo: ● Multipolares: possuem vários dendritos (prolongamentos) e um axônio; ● Bipolares: possuem um dendrito (prolongamento) e um axônio; ● Pseudo-unipolares: próximo ao corpo celular do neurônio com prolongamento único apresentando uma divisão em dois, dirigindo-se um ramo para a periferia e outro para o sistema nervoso central. FIGURA 2 - ESQUEMA REPRESENTANDO OS TIPOS DE NEURÔNIOS DE ACORDO COM A QUANTIDADE DE AXÔNIOS 26UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 26UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora 1.1.3 Estrutura celular de um neurônio quanto a sua função De acordo com suas estruturas celulares quanto a sua função, o tecido nervoso pode ser classificado em Motores, Sensoriais e Interneurônios sendo (GUYTON e HALL, 2011). ● Motores (eferentes): controlam os órgãos efetores sendo as glândulas e as fibras musculares; ● Sensoriais (aferentes): recebem estímulos do organismo ou do ambiente (sen- do estímulos internos/externos); ● Interneurônios: estabelecem conexões entre vários neurônios, formando cir- cuitos complexos. 1.1.4 Células da glia As células da glia apresentam a função de nutrição dos neurônios, e estas células da glia apresentam diversos tipos celulares sendo os tipos: astrócitos, oligodendróci- tos, micróglias e células de Schwann (TORTORA e DERRICKSON, 2010). ● Astrócitos: apresenta uma forma de estrela, com inúmeros prolongamentos citoplasmáticos, podendo apresentar duas formas: astrócitos protoplasmáticos, localizados na substância cinzenta; e astrócitos fibrosos localizados na substância branca. Estas células têm como funções de sustentação, composição iônica e molecular do ambiente extracelular dos neurônios e transferem moléculas e íons do sangue para os neurônios. ● Oligodendrócitos: produzem as bainhas de mielina (isolantes elétricos para os neurônios do SNC), apresentando prolongamentos que se enrolam em volta dos axônios, produzindo a bainha de mielina. ● Micróglia: células pequenas apresentando poucos prolongamentos, presentes na substância branca e cinzenta, apresentando funções de células fagocitárias. ● Células de Schwann: apresenta a mesma função dos oligodendrócitos, localiza- das em volta do sistema nervoso periférico. Estas células são constituídas por uma bainha de mielina em torno de um único segmento deste axônio. Assim, esta bainha de mielina atua como isolante elétrico e contribui para o aumento da velocidade de propagação do impulso nervoso ao longo do axônio. Windows Realce Windows Realce Windows Realce 27UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 27UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora 1.1.5 Sistema nervoso central O sistema nervoso central é formado pelo encéfalo, que fica dentro da caixa crania- na, e pela medula espinhal. Além disso, no cérebro e cerebelo, que compõem o encéfalo, os corpos celulares dos neurônios se concentram na região mais externa denominada de córtex formando a substância cinzenta e os prolongamentos denominados de axônios formam a região mais interna chamada de substância branca (TORTORA e DERRICKSON, 2010). 1.1.6 Sistema nervoso periférico O sistema nervoso periférico é formado pelos nervos compostosde fibras nervosas e os gânglios. Além disso, as fibras nervosas, são constituídas pelos axônios e pelas células de Schwann, que os revestem e os gânglios são porções dilatadas dos nervos, no qual se concentram os corpos celulares dos neurônios (GUYTON e HALL, 2011). 1.1.7 Potenciais de Membrana e de Ação As membranas celulares/plasmáticas apresentam potenciais de ação elétricos em quase todas as células do corpo humano e estas células como em especial as células nervosas e musculares são capazes de gerar impulsos eletroquímicos gerando-se e trans- portando para as demais células um potencial de ação (impulso nervoso). Os potenciais de membranas podem ocorrer através do transporte de substâncias nestas membranas plasmáticas denominado de Difusão, gerando-se e transportando-se substâncias iônicas com diversas concentrações nestas membranas como por exemplo o transporte de íons de Sódio e Potássio (GUYTON e HALL, 2011). Assim, de acordo com a concentração de Sódio e Potássio presente dentro ou fora da célula, levará a formação de outro transporte de membranas denominado de transporte Ativo, gerando-se potenciais de ação através destas membranas celulares promovendo a Bomba de Sódio-Potássio que irá impulsionar a transmissão deste potencial de ação (impulso nervoso) sendo os mesmos responsáveis pela transmissão de sinais nas células neurais (ZAFRA-LEMOS, 2021). Após a finalização do impulso nervoso, as membranas celulares destes neurônios que estavam transportando os impulsos nervosos (eletroquímicos), voltam para o estágio de repouso ocorrendo a despolarização das fibras nervosas gerando-se o relaxamento destas fibras nervosas, através da liberação das moléculas de sódio e potássio presentes na contração e geração dos impulsos nervosos destas células neurais. https://www.todamateria.com.br/encefalo/ 28UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 28UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora 1.1.8 Impulso nervoso Os neurônios não se comunicam fisicamente com outro neurônio e com uma fibra muscular. Assim, existe entre eles um micro espaço, denominado espaço sináptico, no qual um neurônio transmite o impulso nervoso para outro através da ação de mediadores químicos ou neuro-hormônios. Estes mediadores químicos são as sinapses químicas podendo ser estabe- lecidas de acordo com as regiões de conexão química deste neurônio podendo ser realizada entre um neurônio e outro denominada de sinapses interneurais, ou entre um neurônio e uma fibra muscular denominada de sinapses neuromusculares ou entre um neurônio e uma célula glandular denominadas de sinapses neuroglandulares (GUYTON e HALL, 2011). Assim, a mudança na permeabilidade da membrana da célula receptora, fato que desencadeia uma entrada de íons no interior da célula e a consequente inversão da polari- dade da membrana. Surge, então, um potencial de ação que gera, na célula receptora, um impulso nervoso. 1.1.8.1 Sinapses químicas De modo geral, quase todas as sinapses que transmitem sinais do Sistema Nervoso Central nos seres humanos são do tipo de sinapse química. Essas sinapses químicas transmitem os sinais para o primeiro neurônio (através da sua porção final denominada de axônio) sendo liberado para o segundo neurônio as moléculas químicas denominadas de Neurotransmissores (Ex: adrenalina, dopamina, noradrenalina etc), ocorrendo assim o processo de transporte do impulso nervoso até a finalização destas sinapses químicas (GUYTON e HALL, 2011). A porção final do neurônio 1 para o neurônio 2 é chamado de regiões dos neurônios terminais Pré-sinápticos e Pós-sinápticos, sendo assim: ● Terminais Pré-sinápticos: apresentam uma grande quantidade de mitocôn- drias (produção de ATP), e vesículas transmissoras sendo uma estrutura que irá carregar o neurotransmissor de um neurônio para o outro, conseguindo alterar a permeabilidade da membrana plasmática destes neurônios gerando-se os mecanismos de condução de um impulso nervoso (GUYTON e HALL, 2011). ● Terminais Pós-sinápticos: a membrana destes neurônios que receberam as vesículas transmissoras contendo neurotransmissores dos neurônios anteriores, apresen- tam em suas membranas um grande número de proteínas receptoras que identificam cada molécula química (neurotransmissores), gerando-se o recebimento do impulso nervoso e sendo transmitido este impulso nervoso para todos os tecidos e órgãos do organismo humano, finalizando-se assim a transmissão destes sinais (GUYTON e HALL, 2011). Windows Realce Windows Realce Windows Realce 29UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 29UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora 1.1.7.2 Sinapses elétricas Estas sinapses elétricas apresentam canais que conduzem eletricidade de uma célula para a outra, através de pequenas estruturas tubulares proteicas que são denomina- das de junções comunicantes, permitindo o movimento de íons de uma célula para a outra através destas estruturas. Assim, estas sinapses elétricas nos seres humanos ocorrem nas fibras musculares lisa e nas células musculares cardíacas, gerando-se assim o mecanismo de transmissão do impulso nervoso para estas células. 1.2 Receptores sensoriais e circuitos neurais De acordo, como vimos nos tópicos anteriores, as informações para serem geradas e fornecidas para o sistema nervoso precisará de vários receptores sensoriais sendo eles que irão detectar os estímulos do Tato, Som, Luz, Dor, Calor e Frio. Assim, iremos entender os principais conceitos e mecanismos destes receptores sensoriais e suas vias no organismo humano. Estes receptores sensoriais são classificados em 5 tipos sendo eles: Macanorre- ceptores, Termorreceptores, Nociceptores, Receptores eletromagnéticos e Quimior- receptores (GUYTON e HALL, 2011). ● Macanorreceptores: detectam a compressão mecânica ou estiramento do tecido adjacente ao receptor. ● Termorreceptores: detectam alterações da temperatura corporal (frio/calor). ● Nociceptores: detectam danos que ocorrem nos tecidos sendo físicos/quími- cos sendo os receptores de DOR. ● Receptores eletromagnéticos: detectam a luz que incide na retina do olho. ● Quimiorreceptores: detectam o gosto na boca, cheiro no nariz, nível de oxigênio no sangue arterial e outros fatores que compõem a química do organismo humano. Windows Realce 30UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 30UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora 2. FISIOLOGIA DO SISTEMA MUSCULAR O tecido muscular é um tecido dos animais caracterizado pela sua contratilidade, gerando a capacidade de se contrair através de alguns estímulos e utilizando o ATP (mo- lécula orgânica responsável pelo armazenamento de energia nas suas ligações químicas) ocorrendo a excitabilidade, gerando-se a capacidade de responder a um estímulo nervoso. Suas principais funções no organismo são capacidade de contração, extensibi- lidade, elasticidade e excitabilidade, através da realização dos Movimentos do corpo; Garantir o batimento cardíaco; Permitir a movimentação de várias substâncias, como o san- gue e o alimento; Garantir a estabilização do corpo e a manutenção da postura; Permitir que alguns órgãos aumentem seu tamanho e retornem ao tamanho original e por fim produzir calor pela sua contração muscular (GUYTON e HALL, 2011). O tecido muscular é constituído por milhares de células com formato alongadas, em forma de fibras, que se dispõe agrupadas e se dispõe agrupadas em feixes, apresentando e desencadeando a função de gerar e produzir a contração e distensão destas fibras mus- culares, sendo estas fibras musculares formadas e constituídas por numerosos filamentos proteicos sendo denominados de filamentos proteicos de actina (miofilamentos finos) e de miosina (miofilamentos grossos) produzindo o deslocamento destas fibras/filamentos gerando-se a contração muscular através de uma intensidade de estímulos nervosos sendo mediada por substâncias neurotransmissoras, emitidas nas sinapsesneuromusculares (contato neurônio músculo), sinalizando o deslizamento dos miofilamentos finos sobre osgrossos (TORTORA e DERRICKSON, 2010). https://brasilescola.uol.com.br/biologia/sangue.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/sangue.htm Windows Realce Windows Realce 31UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 31UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora Cada fibra muscular apresenta uma série de feixes de filamentos, chamadas de miofibrilas. Estas micofibrilas são constituídas por quatro proteínas diferentes sendo a miosina, actina, tropomiosina e a troponina, sendo abundantes as proteínas miosina e actina (Figura 3). FIGURA 3 - ESQUEMA REPRESENTANDO UM FILAMENTO DE ACTINA E MIOSINA Fonte: SÓ BIOLOGIA, 2021. Disponível em: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/sus- tentacao7.php. Acesso em: 29 set. 2021. Estas fibras musculares esqueléticas apresentam em sua morfologia uma alter- nância de faixas denominadas de claras e escuras, que garante a formação do padrão das estriações transversais do músculo, denominadas de faixa escura (banda A) consti- tuída por filamentos finos (actina) e grossos (miosina). A outra parte da estrutura destas estriações transversais do músculo é denominada de faixa clara recebendo a denominação de banda I, formada/constituída somente por filamentos finos (actina), formando-se uma estrutura denominada de Sarcômero (GUYTON e HALL, 2011). Este Sarcômero apresenta no centro de cada banda I, observa-se a presença de uma linha escura transversal, denominada de linha Z, que delimita o sarcômero. Além disso, apresenta também a região denominada de banda A, apresentando no sarcômero uma região mais clara no centro e por fim uma camada formada chamada de banda H, que é formada apenas pelos filamentos grossos (Figura 4). https://brasilescola.uol.com.br/biologia/proteinas.htm https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/sustentacao7.php. https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/sustentacao7.php. 32UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 32UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora FIGURA 4 - ESQUEMA REPRESENTATIVO DE UMA FIBRA MUSCULAR E AS ESTRUTURAS DE UM SARCÔMERO Fonte: SÓ BIOLOGIA, 2021. Disponível em: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/sustentacao7.php. Acesso em: 29 set. 2021. 2.1 Junção neuromuscular Esta junção neuromuscular é formada por fibras nervosas mielinizadas e com uma fibra muscular esquelética, formando-se terminais nervosos ramificados que se invaginam na superfície extracelular da fibra muscular. Esta invaginação é denominada de canaleta sináp- tica gerando-se o espaço entre o terminal e a membrana da fibra formando-se a estrutura da fenda sináptica em que ocorre a liberação dos neurotransmissores (GUYTON e HALL, 2011). Além disso, neste terminal/fenda sináptica necessita de uma grande quantidade de energia (ATP- trifosfato e adenosina) através das mitocôndrias que irão produzir e liberar estes ATPs para gerar a liberação dos neurotransmissores como a Acetilcolina que irá pro- porcionar a excitação da membrana da fibra muscular promovendo a liberação do potencial de ação/impulso nervoso. https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/sustentacao7.php. 33UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 33UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora 2.2 Secreção de Acetilcolina nos terminais Nervosos Quando o impulso nervoso atinge a região da junção neuromuscular gera a liberação de vesículas contendo os neurotransmissores de Acetilcolina. Esta Acetilcolina irá abrir muitos canais de Cálcio na membrana terminal nervosa, através do processo de exocitose (processo celular de liberação de substâncias para o meio extracelular) gerando-se o potencial de ação (impulso nervoso). Assim, estas vesículas disponíveis de Acetilcolina nas terminações nervo- sas são suficientes para transmitir estes impulsos nervosos para a fibra muscular. 2.3 Liberação de íons Cálcio A estrutura dos sarcômeros foi descrita acima, assim no interior do sarcômero na região dos túbulos vesiculares apresenta o armazenamento de uma grande quantidade de íons de Cálcio. Este Cálcio será liberado nas miofibrilas em grande quantidade ativando o deslocamento e deslizamento dos filamentos de miosina e actina iniciando-se o mecanismo da contração (GUYTON e HALL, 2011). Após a realização da contração muscular a contração dos íons de Cálcio é reduzida e inativando o deslocamento e deslizamento dos filamentos de miosina e actina voltando-se estes filamentos para a origem de repouso destas fibras musculares finalizando a contração do músculo (GUYTON e HALL, 2011). Através da constituição e formação de uma fibra muscular, as miofibrilas compostas pelos filamentos de actina e miosina e a formação da estrutura denominada de sarcômero, pode-se concluir os mecanismos gerais de ativação e realização da contração muscular nos seres humanos através das seguintes etapas: ● Inicia-se pelo processo de recebimento de um potencial de ação através do impul- so nervoso indo em direção até as terminações nervosas das fibras musculares; ● Nas terminações nervosas destas fibras, ocorre a etapa de secreção de peque- nas quantidades de liberação das substâncias neurotransmissora (acetilcolina); ● Esta acetilcolina age na área local da membrana da fibra muscular abrindo múl- tiplos canais permitindo a difusão de uma grande quantidade de íons de Sódio que irá promover a entrada destes íons nas células musculares, produzindo a despolarização local nesta membrana e promovendo a liberação do potencial de ação (impulso nervoso) na membrana da fibra muscular; ● Este potencial de ação (impulso nervoso) irá se propagar por toda a membrana da fibra muscular, gerando-se uma grande intensidade elétrica. Esta intensidade elétrica facilitará a liberação de íons de cálcio (armazenados no sarcômero) im- pulsionando o mecanismo de deslizamento dos filamentos de actina e miosina iniciando a contração do músculo. 34UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 34UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora SAIBA MAIS Doenças neurodegenerativas: As doenças neurodegenerativas englobam uma série de sintomas e condições que aca- bam afetando diferentes regiões do sistema nervoso em nós seres humanos. Os sin- tomas podem variar desde uma dor iniciada em vários pontos de origem, alteração e transtornos do sono e de consciência, diversos distúrbios que poderá comprometer os sentidos como audição, visão, olfato, tato e paladar e outros sintomas. Portanto poderá desenvolver doenças como: ● Mal de Alzheimer: afeta a memória; ● Mal de Parkinson: causando tremores mesmo com os músculos parados, causando rigidez muscular, lentidão de movimentos etc; ● Esclerose múltipla: mais comum no sexo feminino, apresentando lesões no cére- bro sendo uma doença autoimune; ● Esclerose lateral amiotrófica (ELA): endurecimento e fraqueza dos músculos no corpo humano e perdendo massa muscular (atrofia). Fonte: O autor (2021). REFLITA Porque compreender os principais mecanismos da geração de potenciais de ação (im- pulsos nervosos) é de extrema importância para entendermos a dinâmica da percepção, sentido, motora no corpo humano? Fonte: O autor (2021). 35UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 35UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora CONSIDERAÇÕES FINAIS Prezado(a) aluno(a)! Esta unidade aprendemos os principais mecanismos de geração de um impulso nervoso através da percepção do Sistema Nervoso Central, entendendo e distribuindo esta informação através do sistema nervoso periférico gerando-se um impulso nervoso e liberando neurotransmissores desencadeando diversos mecanismos e funções nas nossas células/tecidos e órgão. Além disso, com o entendimento dos mecanismos neurológicos podemos entender também todo o processo de contração de um músculo através da informação gerada por umneurônio e desencadeando a contração do mesmo. Por fim, finalizamos mais uma unidade da disciplina de Fisiologia Humana e até a próxima unidade. 36UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 36UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora LEITURA COMPLEMENTAR Exemplos de Neurotransmissores (substância transmissoras): ● Acetilcolina: produzido no sistema nervoso central e periférico – função: regu- lação de memória, aprendizado e sono; ● Adrenalina: hormônio simpaticomimético e neurotransmissor através de fortes emoções (mecanismo de defesa); ● Dopamina: neurotransmissor responsável por levar informações para várias partes do corpo e liberado provoca a sensação de prazer no organismo; ● Serotonina: neurotransmissor que atua no cérebro, regulando o humor, sono, apetite, ritmo cardíaco, temperatura corporal, sensibilidade e funções cognitiva. Fonte: (GUYTON e HALL, 2011). 37UNIDADE I Tópicos de Fisiologia Celular 37UNIDADE II Tópicos de Neurofisiologia e Fisiologia Motora MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Tratado de Fisiologia Médica Autor: GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Editora: 12. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011. P.1151. Elsevier. Sinopse: Esse livro apresenta o entendimento e o funcionamento da fisiologia humana é indispensável para os futuros profissionais da área, através dos mecanismos e seus fenômenos fisiológicos de cada sistema que compõem o organismo humano por completo. FILME / VÍDEO Título: Impulsos nervosos/ sinapses Ano: 2017. Sinopse: Transmissão do impulso nervoso pela despolarização da membrana celular do axônio neuronal. Através de Sinapse, com a liberação dos neurotransmissores, recebidos na membrana pós-si- náptica onde há a continuação da transmissão do impulso. Ainda é possível ver uma breve descrição da bomba sódio potássio. Link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=Kn5YajvxA2w FILME / VÍDEO Título: Contração muscular Ano: 2019. Sinopse: Vídeo mostrando detalhadamente como ocorre a contra- ção muscular nos músculos do organismo humano. Link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=-Mfo3Af5E3c 38 Plano de Estudo: ● Fisiologia do Sistema Cardiovascular; ● Fisiologia do Sistema Respiratório. Objetivos da Aprendizagem: ● Entender a anatomia e fisiologia do músculo cardíaco; ● Compreender o funcionamento e características da circulação sanguínea e do ciclo cardíaco (Diástole e Sístole); ● Conceituar e entender os termos de Taquicardia, Braquicardia e Arritmia cardíaca; ● Assimilar a mecânica da ventilação pulmonar e as funções da via respiratória; ● Compreender o mecanismo de transporte de Oxigênio e Dióxido de Carbono no sangue. UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória Professor Dr. Layon Zafra Lemos 39UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória INTRODUÇÃO Prezado (a) aluno (a)! Esta unidade aprenderemos os principais conteúdos, conceitos e mecanismos refe- rentes aos estudos do coração e do Sistema Circulatório sendo formados por duas bombas distintas denominadas de átrios (direito e esquedo) e ventrículos (direito e esquerdo) que ocorrerá a dinâmica de bombeamento do sangue do coração para os pulmões e, também iremos aprender os mecanismos especiais do músculo do coração que promoverá conti- nuamente a contrações cardíacas denominadas de ritmos cardíacos sendo transmitidos para o organismo potenciais de ação gerando-se os batimentos rítmicos do coração e seus mecanismos denominados de Diástole e Sístole para gerar o bombeamento do sangue nas células/tecidos e órgão. Além disso, nesta unidade aprenderemos também os principais conteúdos, concei- tos e mecanismos da respiração celular e entendermos a via do trajeto do ar até os pulmões e também o mecanismo que desencadeia a ventilação pulmonar através da contração dos pulmões pelo auxílio da pleura e do diafragma. Por fim, entendermos a dinâmica da Hematose na região dos alvéolos pulmonares desencadeando a troca dos gases produzindo tipos de sangue venoso (rico em CO2) e sangue arterial (rico em O2) fechando os conteúdos desta Unidade. Portanto, prezado(a) aluno(a), desejo a você, uma boa leitura e aprendizado. 40UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória 1. FISIOLOGIA DO SISTEMA CARDIOVASCULAR A fisiologia do sistema cardiovascular corresponde aos estudos referentes a com- posição do órgão coração que promove contrações cardíacas (ritmo cardíaco) transmitindo potenciais de ação gerando-se os batimentos cardíacos. Primeiramente, temos que entender a anatomia do coração, assim, o órgão coração é constituído pelo músculo estriado cardíaco, sendo este tecido encontrado apenas no coração, formando a estrutura denominada de miocárdio/músculo cardíaco. Os músculos do coração apresentam contrações involuntárias (não temos o controle) e estas células que formam o músculo do corações apresentam apenas de um único núcleo chamadas de células mononucleadas unidas entre si através da estrutura da membrana plasmática denominadas de discos intercalares ou faixas escalariformes, apresentando nestas células a morfologia de células alongadas e ramificadas que geram uma estrutura intrincada e altamente organizada ocorrendo agrupamentos de diversos contatos e presença de uma união entre as células promovendo as junções celulares (GUYTON e HALL, 2011). Assim, com a formação destes discos intercalares, um estímulo será recebido em uma determinada região do coração, e ocorre a passagem deste impulso nervoso para todas as células musculares estriadas cardíacas. O músculo do coração se contrair atravésde uma resposta involuntária (Independentemente do nosso controle), que ativa as mitocôndrias (organela citoplasmática) a produzirem e liberarem constantemente uma grande quantidade de moléculas de ATP, aumentando a energia necessária destas células musculares do tecido cardíaco, desencadeando o aumento do fluxo sanguíneo, proporcionando uma melhor nutri- ção e o abastecimento de O2 para o músculo cardíaco pelas artérias coronárias levando e transportando o sangue arterial (rico em oxigênio) do ventrículo esquerdo para o corpo. Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce 41UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória Já as veias coronárias drenam e transportam o sangue venoso (rico em Dióxido de Carbono) do organismo para o átrio direito gerando-se a circulação denominada de circulação sistêmica (células/tecidos/órgãos). Após estes mecanismos gerados pelo trans- porte deste sangue arterial e sangue venoso, a contração do miocárdio (músculo cardíaco) é iniciada pelo estímulo gerado por um potencial de ação (impulso nervoso), através de uma corrente elétrica liberando para as células cardíacas íons de cálcio (armazenados no retículo endoplasmático liso), sendo estes íons de Cálcio liberados para o citoplasma destas células aumentando sua concentração e estas fibras musculares contraem e seus miofilamentos deslizando um sobre o outro, contraindo estas fibras musculares gerando-se assim a contração do músculo cardíaco (Coração) (GUYTON e HALL, 2011). 1.1 Circulação sanguínea A função da circulação no organismo humano é de suprir as necessidades dos tecidos do corpo, além disso, transportar até estas células teciduais os nutrientes dos ali- mentos ingeridos, eliminar os produtos do metabolismo, transportar os hormônios de uma parte do corpo para a outra e manter a homeostasia do funcionamento do organismo. 1.1.2 Componentes do sangue e características físicas da circulação O sangue é formado por células especializadas do tecido conjuntivo apresentando um fluido de cor vermelha e viscosa. Este sangue é constituído por células denominadas de Hemácias (transporte de O2 e CO2), Plaquetas (coagulação sanguínea), Leucócitos (defesa do organismo contra infecções) (Figura 1) e o Plasma (parte líquida com grande parte constituída por moléculas de água, íons), (Sódio, potássio, cálcio e magnésio) proteí- nas (Fatoresde coagulação, hormônios e anticorpos) (Figura 2). FIGURA 1 - COMPONENTES DO SANGUE HUMANO https://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/ https://www.infoescola.com/citologia/reticulo-endoplasmatico-liso-rugoso/ Windows Realce 42UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória FIGURA 2 - COMPONENTES DO PLASMA HUMANO Nos seres humanos o, sistema cardiovascular é denominado de Circulação Fechada e também dividida em (Figura 3): ● Circulação PULMONAR ou pequena circulação transportando o sangue via CORAÇÃO – PULMÃO – CORAÇÃO; ● Circulação SISTÊMICA transportando o sangue via CORAÇÃO – SISTE- MAS CORPORAIS – CORAÇÃO. FIGURA 3 - CIRCULAÇÃO PULMONAR E SISTÊMICA 43UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória Assim as partes funcionais da circulação que gera o transporte deste sangue no or- ganismo humano é através das estruturas denominadas de artérias, arteríolas, capilares, veias e vênulas sendo (TORTORA e DERRICKSON, 2010). (Figura 4): ● Artérias: transporte do sangue sob alta pressão (fluxo sanguíneo) para os tecidos; ● Arteríolas: pequenos ramos finais do sistema arterial sendo de função de condu- tos de controle sendo o sangue liberado para os capilares sanguíneos; ● Capilares: troca de líquidos, nutrientes, eletrólitos, hormônios e outras substân- cias presentes no sangue; ● Vênulas: coletam o sangue dos capilares sanguíneos; ● Veias: função de transportar o sangue das vênulas de volta ao coração. FIGURA 4 - ESQUEMA DOS VASOS SANGUÍNEOS PRESENTES NOS SERES HUMANOS 1.2 Ciclo cardíaco Os eventos cardíacos ocorrem entre o início do batimento cardíaco e o início do próximo ciclo cardíaco. Cada ciclo cardíaco é iniciado pela geração espontânea de um potencial de ação (impulso nervoso) na região do nodo sinuvial (estímulo/impulso elé- trico – localizado na região superior do coração – átrio direito), gerando-se a passagem deste impulso dos átrios para os ventrículos, permitindo que os átrios contraiam antes dos ventrículos, bombeando o sangue para o interior dos ventrículos antes do início da contra- ção ventricular, promovendo as etapas denominadas de Diástole (período de relaxamento do músculo cardíaco) e Sístole (contração do músculo cardíaco) (GUYTON e HALL, 2011). Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce Windows Realce 44UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória Assim, é iniciado a contração do músculo cardíaco (Coração) ocorrendo o esvazia- mento dos ventrículos sendo este sangue irá sair dos vasos sanguíneos. Após esta etapa o sangue irá ser transportado/liberado para a artéria pulmonar e aorta através da abertura das válvulas semilunares gerando-se o bombeamento do sangue através do coração contraído passando da aorta para a artéria pulmonar ocorrendo a etapa da sístole ventricular e atrial (GUYTON e HALL, 2011). Esta etapa da sístole ventricular e atrial é dividida em três fases sendo denominadas de: ● Contração isovolumétrica: início da contração ventricular – aumento da pres- são arterial e fechamento das válvulas atrioventriculares. ● Ejeção ventricular rápida: momento da abertura das válvulas semilunares – au- mento da pressão ventricular – sangue ejetado dos ventrículos de forma abrupta. ● Ejeção ventricular lenta: sangue ejetado – diminuição do fluxo sanguíneo ocorrendo a diminuição do volume de sangue. Após a etapa da Sístole Ventricular e Atrial ocorre a etapa de Diástole, sendo a etapa que corresponde o relaxamento do músculo cardíaco (coração) ocorrendo a dimi- nuição da pressão interna proporcionando que os ventrículos recebam o sangue das veias pulmonares gerando-se a passagem do sangue entra no coração, podendo gerar quatro tipos de fases na Diástole sendo (GUYTON e HALL, 2011). (Figura 5). ● Relaxamento ventricular isovolumétrico: movimento inicial – fechamento das válvulas semilunares. ● Fase de enchimento ventricular rápido: drenagem do sangue pelas câmaras ventriculares sentido átrio - ventrículos. ● Fase de enchimento ventricular lento: velocidade e pressão diminuem nos ventrículos. ● Fase da contração atrial: volume dos ventrículos aumenta gerando-se a pres- são diastólica. Windows Realce Windows Realce Windows Realce 45UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória FIGURA 5 - ESQUEMA DA ETAPAS DE SÍSTOLE E DIÁSTOLE 1.2.1 Ritmos sinuviais anormais Alguns tipos de mau funcionamento cardíaco gerando-se alguns sintomas através da decorrência anormal do músculo do coração poderá desencadear alguns sintomas e doenças cardíacas como Taquicardia, Braquicardia e Arritmias. A Taquicardia é o aumento da frequência cardíaca rápida definida no adulto valo- res acima de 100 batimentos/minutos, onde este coração apresenta ritmo elevados e não consegue bombear o sangue rico em O2 para o resto do corpo (células/tecidos/órgãos) (GUYTON e HALL, 2011). A Braquicardia apresenta o ritmo cardíaco irregular/lento, definido no adulto valores a baixo de 60 batimentos/minutos, onde este coração não consegue bombear o sangue rico em O2 sendo o mesmo suficiente para o resto do corpo (células/tecidos/ órgãos) (GUYTON e HALL, 2011). Por fim, as Arritmias cardíacas é resultante da falta do ritmo dos batimentos do coração podendo ser desencadeado a fatores físicos e/ou psicológicos gerando-se dese- quilíbrio do músculo do coração (GUYTON e HALL, 2011). Windows Realce 46UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória 2. FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO A Fisiologia Respiratória/Pulmonar apresenta as etapas que nossas células rece- bem e transportam para o nosso organismo sangue rico em dióxido de carbono denominado de sangue venoso e o sangue rico em oxigênio denominado de sangue arterial. Primeiramente, precisamos conhecer as principais características e estruturas que fazem parte do Sistema Respiratório sendo (TORTORA e DERRICKSON, 2010). (Figura 6): ● Fossas nasais: primeira região de contato do ar atmosférico com a região interna do organismo humano; ● Faringe: órgão tubular músculo membranoso que faz parte tanto do sistema respiratório (nasofaringe) como o digestório (orofaringe), passando o ar para os pulmões ou o alimento ingerido para o esôfago e estômago; ● Laringe: é um tudo que apresenta cerca de 5 cm de comprimento, gerando-se a conexão da faringe e a traqueia com função da formação das pregas vocais produzindo a vocalização e som; ● Traqueia: formado por um tubo composto por cartilagem hialina abaixo da la- ringe originando-se os brônquios e auxilia o trajeto do ar que entrou através das fossas nasais até chegar nos pulmões; ● Brônquios: formados na traqueia sendo ramificações/prolongamentos desta traqueia indo em direção da ramificação até a porção interna dos pulmões; 47UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória ● Bronquíolos: ramificações dos brônquios, desencadeando a transição do transporte deste ar atmosférico até os alvéolos pulmonares para gerar a etapa da troca dos gases nos pulmões; ● Alvéolos pulmonares: estrutura final da última porção da árvore brônquica produzindo um formato de pequenas bolsas onde ocorre as trocas gasosas de um sangue rico em CO2 para um sangue rico em O2 gerando-se a etapa denominada de Hematose; ● Pulmões: são órgãos em formato de cone e de consistência esponjosa e reves- tidos por uma membrana denominada de Pleura; ● Diafragma: músculo estriado esquelético cujo sua função é promover os movi- mentos da respiração denominados inspiração e expiração e está localizado a baixo dos pulmões auxiliando a contração e relaxamento dos pulmões para a entrada do ar atmosférico para dentro dos pulmões. FIGURA 6 - ESQUEMA DOS ÓRGÃOS DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 48UNIDADE III Tópicos de Fisiologia Cardiovascular e Respiratória Assim o Sistema Respiratório é dividido em duas etapas denominadas de porção condutora e porção respiratória sendo
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