Regulação

COORDENAÇÃO HORMONAL
- Coordenação Neuro-Hormonal
- Termorregulação
- Osmorregulação
Sistema Nervoso
Sistema
Nervoso
Central (SNC)
Sistema Nervoso
Periférico (SNP)
Tipos de neurónios
Motores ou Eferentes
Sensitivos ou Aferentes
Associativo ( de ligação)
Sinapses – Zona de contacto entre duas células nervosas
4 – Vesículas sinápticas
vesículas que
transportam
neurotransmissores
5 - neurotransmissores
4
1 - Membrana pré – sináptica
( membrana do axónio que
transmite o impulso
5
2 - Fenda sináptica - espaço
entre as membranas das
células em contacto
3 - Membrana pós – sináptica
( membrana do axónio que
recebe o impulso
Estímulos
Fisiologia do sistema nervoso
A comunicação entre os neurónios que integram o sistema nervoso é feita por
propagação de impulsos nervosos.
Os impulsos nervosos são de natureza electroquímica:
- Electiva ao longo da célula nervosa (axónio)
A transmissão eléctrica do impulso está relacionada com a alternância entre estados de
Polarização e Despolarização da membrana celular.
As membranas celulares estão normalmente Polarizadas, isto é, a diferença de potencial
entre o exterior e o exterior da célula é aproximadamente de -65 mV
- Química entre dois neurónios consecutivos
A comunicação entre duas células nervosas consecutivas é meramente
Fisiológica e efectua-se através de mediadores químicos
Não há contacto anatómico entre as células nervosas
A bomba de sódio (Na+) e potássio (K+)
Por cada três iões Na+ bombeados para o meio
extracelular, apenas dois iões de K+ são bombeados
para o meio intracelular, causando um deficit negativo
no interior da célula.
O deficit é mantido por transporte ativo, pois os
movimentos dos iões vão contra o gradiente de
concentração, visto que há maior concentração de Na+
no meio extracelular e K+ no meio intracelular.
A membrana da célula em repouso é praticamente
impermeável ao Na+, porem é muito permeável ao K+
Ao ser estimulada, uma pequena região da membrana
torna-se permeável ao Na+, e este entra na célula. Este
movimento é acompanhado pela saída de K+, tudo isso é
baseado no transporte a favor do gradiente.
A entrada do Na+ e saída do K+ através dos canais , sendo
o movimento de Na+ mais rápidos , cria um deficit positivo
no interior da célula.
De seguida a membrana torna-se permeável ao K+ e este
sai da célula, e a membrana polariza novamente.
Transmissão do impulso nervoso
1 - Estado de repouso
Caracterizado pelo Potencial de Repouso
Estado normal ( -65 mV)
Interior carregado negativamente (K⁺ e outras moléculas).
A membrana é permeável ao K⁺ . No interior existe muito
Na⁺ e Cl¯ . A membrana é pouco permeável ao Na⁺
2 - Estado de acção
Caracterizado pelo Potencial de Acção
Transmissão do impulso ( + 40 mV). Dura 1,5 ms
Depois do estímulo há uma inversão da polarização
momentânea. A membrana torna-se permeável ao Na⁺
Dois momentos
2. 1 – Fase de Despolarização
Corresponde à inversão da polarização da membrana
O Na⁺ entra na célula até equilibrar as concentrações. O
potencial passa para + 40 mV.
2. 2. – Fase de Repolarização
Corresponde à reposição da polarização da membrana
Inicialmente o K⁺ move-se para o exterior repondo a
diferença de potencial. Este é mantido por transporte activo
(Bomba de Na⁺/ K⁺) .
1 - a célula pré-sináptica (célula
transmissora) produz serotonina (5hidroxitriptamina, 5HT) através do
aminoácido triptofano e a armazena em
vesículas nas suas terminações;
2 - um potencial de acção é
transmitido pela célula pré-sináptica
em direcção às suas extremidades;
3 - o potencial de acção estimula as
vesículas que contêm a serotonina
para se unir à membrana celular e
depositar a serotonina na fenda
sináptica;
4 - a serotonina passa pela fenda
sináptica, se junta com proteínas
especiais chamadas receptoras na
membrana da célula pós-sináptica
(célula receptora) e estabelece uma
despolarização na célula pós-sináptica.
INTEGRAÇÃO NEURO – HORMONAL
A produção de hormonas, pelas glândulas
endócrinas, é condicionado, em parte, por
estímulos provenientes do meio, ou pelo
estado interno do organismo.
Glândulas endócrinas
As glândulas endócrinas não possuem canais excretores, pelo que, lançam as hormonas directamente
no sangue.
Hormonas são moléculas orgânicas produzidas por glândulas endócrinas, localizadas
em diversas regiões do organismo.
Embora as hormonas circulem no sangue por todo o organismo, apenas actuam em
células de certos órgãos – células-alvo.
Células-alvo
-As membranas da células-alvo possuem receptores específicos para cada hormona específica.
- Depois da ligação hormona – células-alvo, desencadeia-se nesta a realização de respostas
fisiológicas adequadas à situação respectiva.
Se a células-alvo for:
- uma célula muscular, esta contrai-se.
- uma célula nervosa , esta gera um impulso
nervoso.
Estímulos do meio interno
Controlo da produção de hormónios femininos
Complexo Hipotálamo-Hipófise
Aumento da produção
Ovários
Estimula
de FSH e LH
Produção de Progesterona e
Estrogénios
Elevada taxa de Hormónios
Inibe ( feedback negativo)
Hipotálamo-Hipófise
Diminuição da produção
Ovário
de FSH e LH
Baixa Taxa de Hormónios
Diminuição da produção de
Progesterona e Estrogénios
TERMORREGULAÇÃO
Regulação da temperatura corporal
A pele
TERMORREGULAÇÃO
A hipófise também é estimulada e por sua
vez atua sobre a tiroide aumentando o
metabolismo celular
Na pele existem células receptoras do frio e do calor (termo-sensoriais) que, quando estimuladas, geram
impulsos nervosos que são conduzidos pelos nervos sensitivos e pela medula espinal até ao hipotálamo
e este envia a informação ao centro vasodilatador, localizado no bolbo raquidiano, que vai provocar:
•Se a temperatura aumenta
- Vasodilatação – dilatação dos vasos sanguíneos, aumentando a perda de calor.
- Sudorese – libertação do suor à superfície da pele, cuja evaporação contribui para a
perda de calor.
- Redução de produção de calor – as tremuras e as reacções químicas geradoras de calor
são fortemente inibidas.
Ou
Se a temperatura diminui
- Vasoconstrição – contracção dos vasos, contribuindo para a diminuição da perda de calor
- Erecção dos pelos – a projeção vertical do pelo permite criar uma câmara-de-ar
isolante junto à pele, diminuindo a perda de calor.
- Aumento da produção de calor – aumento da taxa metabólica que se traduz por
tremuras e aumento das reacções químicas produtoras de energia sob a
forma de calor.
Os Animais podem ser classificados de:
Homeotérmicos
Animais que têm a capacidade de
regular a temperatura interna,
mantendo-a num nível constante.
São Endotérmicos porque regulam a sua
temperatura corporal, produzindo calor por
processos metabólicos ou porque usam
mecanismos para perder calor
Poiquilotérmicos
Animais cuja temperatura varia com
as alterações da temperatura do meio
ambiente
São Ectotérmicos (exotérmicos) porque a
sua taxa metabólica não contraria as
alterações de temperatura, pelo que,
dependem das fontes de calor externas
(Sol).
GRUPO II (Exame biologia e Geologia 2009)
O camelo e um animal herbívoro, dócil e bem adaptado a ambientes desérticos. Estas caraterísticas facilitaram a sua
domesticacao, desde ha 4500 anos. Porque resiste facilmente ao calor e a secura, eutilizado como meio de transporte de
pessoas e bens, em pleno deserto.
A producao de uma urina escassa, que pode atingir duas vezes a concentracao normal da agua do mar,e a producao de fezes
muito desidratadas sao adaptacoes que levam a retencao de agua no meio interno,aumentando a capacidade de
sobrevivencia nestas condicoes extremas. O camelo tambem so comeca atranspirar quando a temperatura corporal atinge
os 40 oC. O calor armazenado durante o dia e perdido anoite, quando o ar esta mais frio, nao havendo perda de agua por
evaporacao.Apesar dessas adaptacoes, se passar uma semana sem comer nem beber perde ate 25% do seu peso,
condicao que seria letal para a maioria dos animais.
Apos um periodo sem acesso a agua, a manutencao do volume sanguineo, a custa do fluido intersticial,nao compromete a
circulacao. Os eritrocitos sao pequenos e ovais, podendo, em condicoes ainda maisextremas, continuar a circular se ocorrer
um aumento de viscosidade do sangue.Em contrapartida, quando tem agua disponivel, pode ingerir uma grande
quantidade sem dai resultaremproblemas osmoticos. Isto so e possivel, porque a agua e absorvida lentamente ao nivel do
estomago e dointestino, dando tempo a que se estabeleca o equilibrio do meio interno. Alem disso, os eritrocitos podem
aumentar ate 240% o seu volume, enquanto, na maioria das especies, a lise dos eritrocitos ocorre com um
aumento de 150% do seu volume.
Para melhor compreender os mecanismos envolvidos na adaptacao ao deserto, uma equipa de cientistasdesenvolveu uma
investigacao em Camelus dromedarius, durante a qual foram comparadas as taxas de perda de agua por transpiração, em
animais tosquiados e em animais não tosquiados. Os resultados obtidos encontram-se no gráfico da Figura 1.
Adaptado de Campbell e Reece, Biology, 2005
Figura 1 – Taxa de transpiracao observada nos ensaios com C.
dromedarius
OSMORREGULAÇÃO
é o processo que permite a manutenção do equilíbrio da água e
sais no organismo, ou seja dos valores da pressão osmótica do
meio interno.
Existem animais em que a concentração, em sais ,do meio interno é
semelhante à do meio externo e outros que possuem uma concentração
interna muito diferente da do meio que os rodeia.
Assim, existem animais que se designam:
1. Osmoconformantes
aqueles que não regulam a concentração dos sais dos seus fluidos corporais. A
sua concentração interna varia de acordo com a concentração do meio.
Ex: A maior parte dos invertebrados marinhos.
2. Osmorreguladores
Aqueles que controlam activamente a quantidade de água e solutos
devido a fenómenos osmóticos.
Estes animais conseguem apresentar uma concentração do meio interno muito diferente da do
meio externo.
Ex: Vertebrados terrestres, animais de água doce e de água salgada.
A regulação dos fluidos internos depende do meio ambiente onde vive o animal.
Assim, podemos considerar os ambientes:
TERRESTRES
os animais que perdem água por evaporação, nas superfícies respiratórias e pela
pele, excretada pela urina e nas fezes , têm que a repor por ingestão. Conservamna usando um sistema excretor eficiente
Animais Invertebrados
Sistema excretor da
minhoca
Os nefrídios (órgãos que
constituem o sistema
excretor), produzem
uma urina abundante e
diluída, compensando
o excesso de água que
entra através da pele.
Este animal vive em
habitats muito húmidos,
entrando água através da
pele, por osmose.
Mamíferos (Homem)
O sistema urinário é constituído por:
- 2 Rins
Apresentam uma cápsula que
protege o córtex(zona mais
externa) e medula (zona mais
interna).
- 2 Ureteres
- 1 Bexiga
- 1 Uretra
No córtex e na zona medular
existem os nefrónios
Vertebrados
RINS
Os órgãos dos vertebrados responsáveis pela excreção
Cada rim é formado por milhares de unidades filtradoras, que apresentam diferentes graus de
complexidade nos diferentes grupos de vertebrados.
Os rins além de eliminarem substâncias tóxicas do organismo, são os responsáveis pela
regulação do volume e composição do meio líquido interno dos animais terrestres
Unidade filtradora funcional - nefrónio
Nefrónio
São constituídos por:
- Cápsula de Bowman - estrutura em forma de taça que envolve um conjunto de capilares , que
formam um Glomérulo de Malpighi.
- Tubo contornado proximal - tubo
que retira o filtrado do glomérulo.
- Ansa de Henle – tubo em
forma de U que faz a ligação
entre o tubo contornado
proximal e o tubo
contornado distal
-Tubo contornado distal Tubo que recolhe o filtrado da
Ansa de Henle e o lança no
tubo colector.
Vasos sanguíneos - O sangue chega ao Nefrónio pela
arteríola aferente, que se ramifica originando um novelo
de capilares , formando o glomérulo de Malpighi. Os
capilares reúnem-se , formando a arteríola eferente ,
que vai originar uma nova rede de capilares que envolve
os tubos contornados e a ansa de Henle - os capilares
peritubulares. Posteriormente estes capilares reúnem-se
novamente, formando uma ramificação da veia renal.
Processo de excreção envolve três fenómenos:
1. Filtração
Os capilares, quando o sangue passa por eles,
deixam-se atravessar por diversas substâncias
como a água, ureia, glicose, aminoácidos,
vitaminas, sais, etc. Estas substâncias constituem
o filtrado glomerular.
2. Reabsorção
O filtrado segue ao longo do tubo
contornado proximal, da ansa de Henle
e do tubo contornado distal.
1 Tubo contornado proximal
Grande parte da reabsorção é feita por
transporte activo do filtrado para os capilares
de: Glicose, aa e sais .
A pressão osmótica do fluido tubular baixa
dando -se a reabsorção de água
2. Ansa de Henle
- Ramo descendente
É permeável água e impermeável ais sais, iões e a ureia .
Aumenta a concentração no Tubo
- Ramo ascendente
É impermeável água e permeável aos sais, iões .
Aumento da pressão osmótica dos fluidos intersticiais.
3. Tubo contornado distal
É permeável à água . O fluido intersticial em volta do
tubo é muito concentrado, a água sai do tubo.
4. Tubo colector
Permeabilidade à água é controlada pela hormona
antidiurétuica (ADH) . É permeável à ureia - dá-se a
reabsorção da ureia. Forma-se uma urina mais ou menos
concentrada.
3. Secreção
Processo que ocorre no sentido contrário à absorção e ao mesmo tempo. Células das paredes
dos tubos transportam selectivamente e por transporte activo, dos capilares peritubulares para
o tubo urinífero, certas substâncias que vão entrar na composição da urina.
Excreção
A amónia é transformada em ureia, passando esta a ser o principal produto de excreção . Menos
tóxica que a amónia e pode ser excretada em soluções concentradas, impede a perda de água.
Mecanismo de controlo da quantidade de água no organismo
Células cerebrais
sensíveis à pressão
osmótica
Baixa quantidade de H2O
no sangue
Hipófise liberta ADH
Feedback negativo
Subida da
quantidade de
H2O no sangue
Células cerebrais
sensíveis à pressão
osmótica
Feedback negativo
Aumento da reabsorção de
água para o sangue
Inibição da
Hipófise
Aumento da permeabilidade do
tubo colector
Baixa a permeabilidade do tubo
colector
Diminui a reabsorção de H2O para o sangue
Muita água no sangue
Pouca água no sangue
Impermeá
vel à Água
Impermeá
vel à Água
Permeáv
el à água
Impermeável
ao NaCl
Permeável à
água
Anfíbios
Os anfíbios como os peixes de água doce não têm problema em conseguir água
A água entra com o alimento e por osmose, estes seres têm necessidade de
excretar grande quantidade de água.
Adaptações:
-Produzem amónia.
- A amónia é uma substância tóxica e
altamente solúvel em água. Para ser
eliminada é necessário grande
quantidade de água, permitindo aos
animais de água doce excretar a água
com facilidade.
Ambiente de água doce
Os ambientes de água doce apresentam uma salinidade inferior à concentração de sais do
meio interno dos animais. Nesses meios (hipotónicos) os animais tendem a absorver água
por osmose através das brânquias e a perder sais por difusão.
Adaptações:
- Rins desenvolvidos, com glomérulos
muito desenvolvidos o que aumenta a
perda de água por filtração.
- Os animais contrariam a entrada de
água por osmose com a eliminação
do seu excesso e reabsorção de sais
pelos rins. A urina é muito diluída
(hipotónica).
- Fazem absorção activa de
sais pelas brânquias.
- Não ingerem água pela boca
- excretam amónia para poder eliminar mais facilmente a água em excesso
( substância toxica e solúvel em água).
Ambiente de água salgada
O ambiente marinho apresenta uma salinidade superior à concentração em sais do meio
interno dos animais.
O mar é um meio hipertónico em relação aos fluidos internos dos animais, o que faz
com que estes tendam a perder água por osmose e a ganhar sais por difusão.
Animais de água salgada e peixes - ósseos
Adaptações:
- Os rins são reduzidos, com glomérulos porco
desenvolvidos ou nulos, o que diminui a perda
de água por filtração.
- Excreção de sais (ureia)
pelos rins leva à produção de
uma urina muito concentrada
(hipertónica).
- Excreção de sais
por transporte
activo pelas
brânquias.
- Ingestão de grandes quantidades
de água.
Aves marinhas e
Répteis
As aves e alguns répteis ingerem água salgada juntamente com o alimento.
Como os seus rins não são suficientes para manter o equilíbrio interno, têm que
excretar activamente o excesso de sal através de órgãos especializados – as
glândulas do sal
Glândulas do sal
tubos ramificados que terminam em
bolsas, cujas células absorvem e
eliminam o sal do sangue que
circula nos capilares envolventes) .
Aves
As aves têm elevada taxa metabólica devido à elevada energia despendida
durante o voo.
O elevado nível metabólico conduz a grandes perdas de água, que são compensadas com a
produção de urina muito concentrada, quando comparada com os fluidos internos.
Principal produto de excreção é o ácido úrico
eliminado juntamente com as fezes.
O ácido úrico pode ser excretado quase sem perda de água,
sendo assim usado para economia de água em ambiente
terrestre.
Nos répteis é feita através das lágrimas
As lágrimas - são excreções das
glândulas do sal que se
encontram na cabeça.
Principal produto de excreção é o ácido úrico
eliminado juntamente com as fezes
Insectos e alguns artrópodes (aranhas)
Perdem água pela transpiração ( superfícies respiratórias e pele) e excreção pela urina e fezes.
Túbulos de Malpighi
O sistema excretor é constituído por Túbulos de Malpighi que operam juntamente com
glândulas especializadas, presentes nas paredes do recto.
Os túbulos absorvem substâncias
da hemolinfa, lançando-as no
intestino, onde se misturam com
as fezes.
A água e alguns sais são
reabsorvidos pelas glândulas do
recto.
O ácido úrico é a principal
substância excretada porque
praticamente não é necessária
água
Crustáceos
Possuem - Glândulas antenais (Glândulas verdes)
Glândulas antenais - são os órgãos excretores dos crustáceos
Cada animal possui um par de glândulas antenais localizadas na base das antenas
.
Constituídas por:
- Saco celômico - que absorve
substâncias existentes na
hemolinfa e as envia para câmara
glandular
- Câmara glandular (esverdeada) –
Aqui substâncias úteis são
reabsorvidas.
- Tubo excretor - Este abre para o exterior pelo
poro excretor. Os produtos de excreção
,que não foram reabsorvidos e alguma
água, são acumulados na bexiga e depois
lançados para o exterior.