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Fisiologia
Conteúdos:
Dinâmica das membranas; Comunicação, integração e homeostasia; Eletrofisiologia; Contração muscular; Contração do músculo liso; Músculo cardíaco; Sistema endócrino; Sistema Nervoso.
Dinâmica das membranas
Os fluidos corporais estão em dois compartimentos: o LEC e o LIC. Os dois se encontram em equilíbrio osmótico , mas com composições químicas diferentes.
LIC K, proteínas, ânions.
LEC Na e Cl-, cátions.
Plasma: Na, Cl e proteínas.
Osmose: Movimentos das moléculas de água para o local com mais soluto, para deixar com a mesma concentração de moléculas, passivo, sem gasto de energia. Do meio hipotônico para o meio hipertônico.
Canais iônicos e aquaporinas AQP; Água flui livremente por quase todas células do corpo.
Osmoralidade: quantidade de partículas que irá de uma solução para outra.
Difusão: A difusão é o processo pelo qual partículas, como moléculas ou íons, se movem de uma região de alta concentração para uma de baixa concentração. Esse movimento ocorre de forma espontânea, sem gasto de energia externa, e busca equilibrar a distribuição das partículas no espaço.
Difusão Simples Ocorre diretamente através da membrana celular, onde pequenas moléculas, como oxigênio, se movem pela membrana sem a ajuda de proteínas. Difusão Facilitada Quando moléculas maiores ou carregadas precisam de ajuda para atravessar a membrana. Elas se movimentam com a ajuda de proteínas transportadoras ou canais iônicos, mas ainda de uma área de maior para uma área de menor concentração.
Transporte ativo: É o movimento de substâncias através da membrana celular contra o gradiente de concentração, diferente da difusão, este, requer energia.
A comunicação célula - célula é rápida e cheia de informação.
Sinais fisiológicos para a comunicação célula - célula? Sinais Elétricos e químicos.
Células alvo que respondem a estes sinais.
Existem 4 métodos de comunicação cél-cél
Comunicação local:
Junções comunicantes: Forma mais simples de comunicação, gap junctions , são estruturas especializadas que permitem a comunicação direta entre células adjacentes. Elas são compostas por proteínas chamadas conexinas que se organizam em canais tubulares chamados conexons;
Sinais dependentes de contato: É um tipo de comunicação direta entre células que requer contato físico entre elas. Ex. Sistema imunológico; Substâncias difundidas no LEC ocorre principalmente por meio de sinalização paracrina e sinalização autócrina , que são processos nos quais as células liberam moléculas sinalizadoras no ambiente extracelular para interagir com células próximas.
💡 Uma célula pode transmitir os dois sinais (parácrina e autócrina)?
Sim , uma célula pode transmitir ambos os tipos de sinais, autócrino e parácrino, ao mesmo tempo. Isso é bastante comum , especialmente em células que precisam tanto coordenar respostas em um grupo próximo de células quanto regular suas próprias atividades.
Comunicação a longa distância:
Sinais químicos e elétricos (célula nervosa) e sinais químicos (sangue): Endócrina: As células liberam moléculas sinalizadoras, chamadas hormônios , na corrente sanguínea. Esses hormônios são transportados pelo sangue a distâncias longas, alcançando células-alvo em órgãos distantes. Sistema Nervoso: A comunicação elétrica é conduzida principalmente pelo sistema nervoso , que usa sinais elétricos (potenciais de ação) para transmitir informações rapidamente ao longo de longas distâncias no corpo.
💡 Receptores de células-alvo podem estar em diferentes locais:
Intracelulares e de membrana (extracelulares).
Existem 4 tipos de receptores de membrana:
Acoplado a canal, acoplado a proteína G, enzimático e integrina.
O processo de transdução começa com a ligação do sinalizador químico ao seu receptor específico. Dependendo do tipo de sinalizador e da sua localização, os receptores podem ser:
Receptores de membrana Para sinalizadores hidrofílicos que não atravessam a membrana, como proteínas. Receptores intracelulares Para sinalizadores lipofílicos, como hormônios esteroides, que entram na célula e se ligam a receptores no citoplasma ou no núcleo. Ativação do Receptor e Início da Cascata de Sinalização
Quando o sinalizador se liga ao receptor, ele altera a estrutura do mesmo, ativando-o. Isso inicia uma série de reações em cadeia , também conhecida como cascata de sinalização , que amplifica o sinal.
Receptores acoplados à proteína G GPCR Ativam proteínas G que, por sua vez, regulam a produção de segundos mensageiros como AMPc e íons de cálcio, que transmitem o sinal adiante. Receptores tirosina quinase RTK São ativados pela fosforilação e acionam outras proteínas quinases, que vão ativando outras proteínas em cascata. Canais iônicos Alteram a permeabilidade da membrana a certos íons, o que causa mudanças rápidas no potencial da membrana.
Amplificação e Transmissão do Sinal
A amplificação ocorre através de segundos mensageiros e proteínas quinases que ativam múltiplas proteínas-alvo, aumentando a intensidade do sinal inicial. Por exemplo:
AMPc Formado a partir de ATP por ação da enzima adenilato ciclase (ativada por GPCR, ele ativa proteínas quinases (como PKA que desencadeiam respostas celulares. Íons de cálcio Ca² ⁺ ) Liberação de cálcio no citoplasma pode ativar proteínas sensíveis ao cálcio, como a calmodulina, e promover a ativação de outras vias de sinalização.
Esses segundos mensageiros disseminam o sinal pelo citoplasma, amplificando-o e atingindo alvos específicos dentro da célula.
Resposta Celular
A resposta celular depende do tipo de célula e do sinal recebido. Pode incluir:
Alterações na expressão gênica O sinal pode atingir o núcleo e ativar ou inibir a transcrição de genes específicos, levando à produção ou supressão de proteínas. Modificação de atividade enzimática Algumas vias sinalizadoras ativam ou inibem enzimas para ajustar rapidamente o metabolismo celular. Mudanças no citoesqueleto Alterações na organização do citoesqueleto para modificar a forma ou mobilidade da célula. Secreção de substâncias Estímulos podem induzir a liberação de neurotransmissores, hormônios ou outras substâncias sinalizadoras para outras células.
negativo: Potencial de membrana 0.
💡 O compartimento intracelular contém alguns ânions que não
possuem cátions correspondentes, o que confere às células uma carga líquida negativa. Ao mesmo tempo, o compartimento extracelular apresenta uma carga líquida positiva: alguns cátions do LEC não possuem ânions correspondentes.
Sinais e- são utilizados por muitos tipos celulares na sua
comunicação!
Potencial de membrana
O potencial de membrana é a diferença de carga elétrica entre o interior e o exterior de uma célula , que ocorre devido à distribuição desigual de íons ao longo da membrana plasmática. Essa diferença de carga é crucial para o funcionamento de muitas células , especialmente neurônios e células musculares, e é fundamental para processos como a transmissão de sinais elétricos e a contração muscular.
Todas as células vivas possuem potencial de membrana!
Todas estão em um certo desequilíbrio químico e e- entre o
LIC e o LEC!
Potenciais elétricos através das membranas Geram impulsos eletroquímicos.
Transmissão de sinais por toda a membrana dos nervos e músculos. Células glandulares, macrófagos e células ciliadas Alterações locais dos potenciais de membrana também ativam muitas funções celulares.
💡 As diferenças de potencial de membrana são mantidas por uma
combinação de processos iônicos e mecanismos ativos que garantem a distribuição desigual de íons entre o interior e o exterior da célula. O principal fator responsável por manter essas diferenças de potencial de membrana é a bomba de sódio e potássio , juntamente com a permeabilidade seletiva da membrana celular.
Fatores que influenciam no potencial:
Gradientes de [ ] Permeabilidade íons
Deslocamento do potencial de ação da membrana axonal.
Nos axônios mielinizados, a condução do potencial de ação ocorre de forma diferente:
Mielina A mielina, formada por células da glia, envolve o axônio em camadas lipídicas, isolando a membrana axonal.
💡 O músculo é um tecido contrátil que desempenha diversas funções
ao encurtar outras estruturas e exercer tração nelas. Excitabilidade → receber e responder a estímulos; Extensibilidade → alongamento; Elasticidade → retorna ao formato original.
MÚSCULO ESQUELÉTICO está unido aos ossos do esqueleto e controlam os movimentos corporais. MÚSCULO CARDÍACO é encontrado apenas no coração e movimenta o sangue pelo sistema circulatório. MÚSCULO LISO é o principal tipo de músculo dos órgãos e das estruturas tubulares internas, como o estômago, a bexiga e os vasos sanguíneos.
Músculo esquelético Neurônio motor;
Músculo liso e cardíaco Múltiplos níveis de controle
Inervação autônoma, modulação pelo sistema endócrino,
contração espontânea.
Os músculos esqueléticos , em geral, são descritos como músculos de contração voluntária, e os músculos liso e cardíaco, como involuntários.
Maior parte do tecido muscular dos animais Movimento. Se prendem aos ossos pelos tendões.
💡 Origem Ponto fixo e proximal (geralmente perto do tronco).
Inserção Ponto móvel e distal (geralmente mais afastado do tronco).
Cél muscular Fibra muscular
Membrana Plasmática Sarcolema
Citoplasma Sarcoplasma
RE R Sarcoplasmático, armazena Ca+
Mitocôndrias Sarcossomas, produção de ATP
Células satélites: células tronco justapostas a membrana
externa.
Tecido muscular estriado esquelético
Fibra Muscular estriada
Longas Cilíndricas Multinucleadas Estrias transversais no sarcoplasma
💡 Músculo EE
é um conjunto de fibras musculares que trabalham em unidade!
💡 O que aconteceria se não existissem os
túbulos transversais no musculo estriado esquelético? Propagação ineficaz do potencial de ação. Atraso ou falha na liberação de cálcio. Descoordenação nas contrações musculares. Redução da eficiência na conversão de sinal elétrico em contração mecânica. Diminuição da performance muscular e da resistência à fadiga.
Discos Z. Um sarcômero é formado por dois discos Z e
pelos filamentos encontrados entre eles. Os discos Z são
estruturas proteicas em ziguezague que servem como
pontos de ancoragem para os filamentos finos. A abreviação
Z provém de zwischen, a palavra do alemão para “entreˮ.
Banda I. Clara e ocupada apenas pelos filamentos finos. A
abreviação I vem de isotrópico, reflete a luz de maneira
uniforme ao microscópio de polarização. Um disco Z
atravessa o centro de cada banda I, de modo que cada
metade de uma banda I pertence a um sarcômero diferente.
Banda A. engloba todo o comprimento de um filamento
grosso.
Lateralmente filamentos grossos e finos estão sobrepostos.
Centro → filamentos grossos. A abreviação A vem de
anisotrópico, indicando que as proteínas dessa região
desviam a luz de modo irregular.
Zona H. Essa região central da banda A é mais clara do que
as porções laterais da banda A, uma vez que a zona H é
ocupada apenas por filamentos grossos. O H vem de helles,
a palavra alemã para “claroˮ.
Linha M. Essa banda representa as proteínas que formam o
sítio de ancoragem dos filamentos grossos (equivalente ao
disco Z para os filamentos finos). Cada linha M divide uma
banda A ao meio. M é a abreviação para mittel, a palavra
alemã para “meioˮ.
💡 Titina → composta de mais de 25 aa, ela é quem estabiliza a posição
dos filamentos contráteis e faz os músculos estirados retornarem ao seu comprimento de repouso, o que ocorre devido à sua elasticidade. Nebulina → acompanha os filamentos finos e se prende ao disco Z. Auxilia no alinhamento dos filamentos de actina do sarcômero. Distrofina → atua como um linker (conector) entre o citosqueleto da célula muscular e a matriz extracelular (o ambiente fora da célula).
As fibras oxidativas lentas possuem maiores quantidades
de mioglobina e mais resistência a fadiga.
As fibras musculares glicolíticas de contração rápida
possuem coloração mais pálida e baixa resistência a fadiga.
A fadiga muscular é um fenômeno complexo, com múltiplas causas que interagem umas com as outras.
Central: Falha junção neuromuscular ACh; Periférica: Fibra → pouca liberação Ca2 muito Pi livre; Pi livre: Dificulta liberação Pi pela miosina Diminui liberação Ca2; Desequilíbrios iônicos: Altas [ ] K nos túbulos T modificam o PM da fibra muscular.
💡 O rigor mortis é quando os músculos ficam paralisados por causa
das fortes ligações cruzadas, não há energia ATP para se desligarem, ocorre após a morte de um animal, cessando o metabolismo e esgotando o suprimento de ATP.
PAPEL DA ACH NO P.A
A ACh é liberada pelo neurônio motor somático; A ACh leva à geração de um p.a na fibra muscular; O p.a muscular desencadeia a liberação de Ca+ pelo RS; O Ca+ liga-se à troponina, dando início ao processo de concentração.
Contração do músculo liso
Tecido muscular visceral; Não estriado;
Células fusiformes; Actina-miosina.
💡 Cavéolas → são pequenas invaginações (ou dobras) na membrana
plasmática das células, especialmente nas células musculares lisas, endoteliais, adipócitos e em algumas células do sistema nervoso.
LOCALIZAÇÃO
Vascular Gastrointestinal VB Urinário Respiratório Reprodutivo Ocular
PADRÃO DE
CONTRAÇÃO
Fásico Tônico
COMUNICAÇÃO
ML unitário ML multiunitário
Há diferenças entre músculo liso unitário e músculo liso multiunitário.
