1-fisiologia celular_homeostasia_transdução de sinais

FISIOLOGIA

• O QUE É?

• CIÊNCIA QUE ESTUDA O FUNCIONAMENTO ORGANISMO VIVO

• CARACTERISTICAS E MECANISMOS DO SER HUMANO COMO SER VIVO

Diferentes tipos de células e tecidos

NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DO CORPO HUMANO

Fisiologia Celular Princípios da Função Celular

Fisiologia Humana

Prof. Gabriele Rodrigues Diz

Aspectos gerais das células eucarióticas

• Célula eucariótica possui núcleo delimitado por membrana;

• Citoplasma é uma solução aquosa que contém diversas moléculas orgânicas, íons, elementos do citoesqueleto e numerosas organelas.

• Apesar da diversidade funcional das células, todas compartilham certos elementos e funções;

• Ex.: 1. O oxigênio se combina com carboidrato, gordura ou proteína, para liberar energia necessária para o funcionamento celular. 2. Também descarregam os produtos finais de suas reações químicas nos líquidos que as banham. 3. Quase todas têm a capacidade de se reproduzir.

Célula

• A unidade básica do corpo. Cada órgão é um agregado de muitas células diferentes, mantidas unidas por estruturas intercelulares de sustentação.

• Cada tipo de célula é especificamente adaptado para efetuar uma ou poucas funções determinadas.

Célula

• Cerca de 1/3 dos líquidos corporais está nos espaços intercelulares (extracelular), que permanece em movimentação constante por todo o corpo.

• Ele é rapidamente misturado por difusão, ao sangue e aos líquidos teciduais, através das paredes dos capilares.

• Contêm íons (sódio, cloreto e bicarbonato), nutrientes necessários às células para manutenção da vida celular (oxigênio, glicose, ácidos graxos e aminoácidos).

• O líquido intracelular difere principalmente por possuir grande quantidade de íons potássio, magnésio e fosfato.

ESTRUTURA FÍSICA DA CÉLULA

• MEMBRANA

• CITOPLASMA

• NÚCLEO

COMPOSIÇÃO DA CÉLULA

• ÁGUA (MEIO FLUÍDO DA CÉLULA – 70 A 85%)

• ÍONS (K, Mg, PO4, HCO3 – Na, Cl e Ca)

• PROTEÍNAS (10 a 20% da massa celular)

Estruturais – Filamentares (formação dos microtúbulos)

Funcionais – Túbulo-globular (móveis e catalíticas)

• LIPÍDIOS (compartimentalização e reserva de energia)

• CARBOIDRATOS (energia e constituição)

Membrana Plasmática

• Transporte seletivo de moléculas (proteínas de transporte de membrana);

• Reconhecimento celular por meio de antígenos de membranas;

• Comunicação celular por meio de neurotransmissores, receptores de hormônios e vias de transdução de sinal;

• Organização tecidual e interação

com a matriz extracelular;

• Atividade enzimática;

• Determinação da forma celular

Membranas

• A bicamada lipídica é formada por moléculas de fosfolipídeos. A porção fosfatada é hidrofílica, enquanto os radicais ac. Graxos só é solúvel em gordura, hidrofóbica.

• Importante barreira, impermeável às substâncias usuais, solúveis em água, como os íons, glicose, uréia e outras. Por outro lado, as substâncias solúveis em gordura, como O2 e CO2 e o álcool, podem atravessar com facilidade essa parte da membrana.

• Os carboidratos (glicocálix): Geralmente associados com proteínas e lipídeos (glico-). Funções: Repelir moléculas negativas, fixação de células, participam de reações imunes e receptores de hormônios.

Estruturas membranosas

• PRESENÇA NAS ORGANELAS

• LIPÍDIOS – DELIMITAÇÃO

• PROTEÍNAS – TRANSPORTE E CATÁLISE

BARREIRA LIPÍDICA

• BICAMADA LIPÍDICA

• FOSFOLIPÍDIOS

(ANFOTERICIDADE)

• COLESTEROL

(PERMEABILIDADE E FLUIDEZ)

PROTEÍNAS DE MEMBRANA

INTEGRAIS

1. POROS

2. CARREADORES

3. RECEPTORES

PERIFÉRICAS

1. ENZIMÁTICA

2. CONTROLADORES DE TRANSPORTE

CARBOIDRATOS DE MEMBRANA

COMBINADOS COM LIPÍDIOS E PROTEÍNAS

EMARANHADOS FROUXOS – GLICOCÁLICE

FUNÇÕES

1. CARGA NEGATIVA QUE REPELE ÂNIONS

2. UNIÃO ENTRE CÉLULAS 3. RECEPTORES DE

HORMÔNIOS 4. FUNÇÕES IMUNES

CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS

CITOSOL

MATRIZ LÍQUIDA CONTENDO

PROTEÍNAS, GLICOSE E ELETRÓLITOS

PRESENTES AINDA

1. GORDURA

2. GLICOGENIO

3. RIBOSSOMOS

4. OUTRAS ORGANELAS

SÍNTESE DE ESTRUTURAS

• RER-PROTEÍNAS

• REL-LIPÍDIOS – EXTENSÃO

• GOLGI-FORMAÇÃO DE VESÍCULAS, COMPACTAÇÃO, TRANSFOMAÇÃO FINAL, TRANSPORTE E SÍNTESE DE CARBOIDRATOS

(ÁCIDO HIALURÔNICO E SULFATO DE

CONDROITINA)

• VESÍCULAS SECRETÓRIAS (EXOCITOSE - Ca), LISOSSOMOS E INTRACELULARES

VESÍCULAS SECRETÓRIAS • PRODUÇÃO RE-COMPLEXO DE GOLGI

• LIBERAÇÃO NO CITOPLASMA

LISOSSOMOS, PEROXISSOMOS

LISOSSOMOS PEROXISSOMOS

• VESÍCULAS DO COMPLEXO DE GOLGI

• DIGESTÃO INTRACELULAR

1. ESTRUTURAS DANIFICADAS

2. PARTICULAS ENGOLFADAS

3. MATERIAIS INDESEJADOS

• GRÂNULOS COM ATÉ 40 TIPOS DE HIDROLASES

• ESTABILIZAÇÃO DA MEMBRANA LISOSSÔMICA

• PARECIDOS COM OS LISOSSOMOS

• SUPÕE-SE QUE SURGEM DE BROTAMENTO DO REL

• POSSUEM OXIDASES – FORMAM H2O2

• H2O2 E CATALASE OXIDAM SUBSTÂNCIAS TÓXICAS

• ½ ÁLCOOL E CÉLULAS HEPÁTICAS

Transporte Vesicular

DIGESTÃO CELULAR

• PINOCITOSE

1. RÁPIDA – 3%/MIN EM MACRÓFAGOS

2. INTERNALIZAÇÃO DE PROTÉINAS

3. RECEPTORES DE PROTEÍNA

4. CAVIDADES REVESTIDAS

5. CLATRINAS, ACTINAS E MIOSINAS

• FAGOCITOSE

1. POUCAS CÉLULAS

2. BACTÉRIA, CÉLULA MORTA OU TECIDO

3. INTERMEDIAÇÃO POR ANTICORPO – OPSONIZAÇÃO

4. EVAGINAÇÃO

5. CONTRAÇÃO DE ACTINA E OUTRAS FIBRILAS

DIGESTÃO CELULAR

• FUSÃO DE VESICULA PINOCÍTICA/FAGOCÍTICA COM LISOSSOMO

• DIGESTÃO

• PRODUÇÃO DE PEQUENAS MOLÉCULAS (AA’s, GLICOSE, FOSFATOS) DIFUSÃO

• CORPO RESIDUAL

Mitocôndrias

• Promove a oxidação de nutrientes, formando dióxido de carbono e água. A energia liberada é usada para sintetizar uma substância de alta energia (Adenosina-trifosfato).

• Em seguida é transportado para fora da mitocôndria e se difunde por toda a célula, indo liberar sua energia onde ela for necessária para o desempenho da função celular.

• São auto-replicativas, para supri a necessidade maior de ATP.

Mitocôndrias

Mecanismos de transporte pela membrana

Osmose e Pressão Osmótica

NÚCLEO

• GENES E DNA

• CONTROLE CELULAR (CARACTERÍSTICAS E REPLICAÇÃO)

• NUCLÉOLOS

1. NÃO POSSUI MEMBRANA

2. ACÚMULO DE rRNA

3. RESERVA PARA FORMAÇÃO DE RIBOSSOMOS

NÚCLEO

• Controlador da célula. Contêm grande quantidade de DNA (genes).

• Genes: Determinam as características das proteínas celulares, incluindo as das enzimas citoplasmáticas, que por sai vez, controlam as atividades citoplasmáticas.

• Também controla a reprodução celular.

TIPOS DE RNA

• RNAm: conduz o código genético para o citoplasma, para controle de formação de uma proteína.

• RNAt: transporta aminoácidos ativados para os ribossomos, onde vão ser usados na montagem das moléculas de proteína.

• RNAr: junto com cerca de 75 proteínas diferentes, forma os ribossomos, estruturas físicas e químicas, nas quais ocorre, verdadeiramente , a síntese de proteínas.

CONTROLE GENÉTICO DA FUNÇÃO CELULAR

Fisiologia Celular Homeostasia dos Líquidos Corporais

Fisiologia Humana


Homeostasia

• Manutenção de condições estáticas/constantes no meio interno.

• Pulmões: Capta O2 nos alvéolos e fornecem oxigênio para o liquido extracelular repor, continuamente, o oxigênio que está sendo usado pelas células.

• Rins: Mantêm constantes as concentrações iônicas.

Homeostasia

• Sistema Gastrintestinal: Grande parte do sangue bombeado pelo coração passa também pelas paredes dos órgãos gastrintestinais. Os nutrientes dissolvidos no conteúdo intestinal são absorvidos para o LEC.

Homeostasia

• Sistema Cardiovascular: A medida que o sangue passa pelos capilares, ocorre contínua troca do LEC entra a fração de plasma do sangue e o liquido intersticial, que preenche os espaços entre as células

Homeostasia - Difusão

• Os capilares são porosos, de modo que grande quantidade de líquido e seus constituídos dissolvidos podem difundir-se de um lado para o outro, entre o sangue.

• A difusão ocorre graças a movimentação cinética das moléculas nos dois ambientes.

• Fígado e outros órgãos que executam funções primariamente metabólicas: Altera a composição química dos nutrientes transformando-as em formas melhor utilizadas.

• As células adiposas, mucosa gastrintestinal, rins e glândulas endócrinas: ajudam a modificar as substâncias absorvidas, ou as armazenam, até que sejam necessárias futuramente.

Homeostasia

Sistema músculo-esquelético: Fornece motilidade para a proteção contra ambientes hostis, sem o que todo o corpo – e junto com ele todos os mecanismos homeostáticos – poderia ser destruído instantaneamente.

Homeostasia

REMOÇÃO DOS PRODUTOS FINAIS DO METABOLISMO • O CO2 sendo eliminado pelo sangue para os alvéolos na pequena

circulação; e o movimentos de entrada e saída de ar para dentro e fora dos alvéolos, carreia o CO2 para a atmosfera.

• A passagem do sangue pelos rins remove do plasma a maior parte das outras substâncias, além do dióxido de carbono, que não é necessário as células.

Homeostasia

REGULAÇÃO DO FUNCIONAMENTO CORPORAL • Sistema Nervoso: Formado por Sensorial, Central/Integrativa e

Periférica, Motora.

Homeostasia

REGULAÇÃO DO FUNCIONAMENTO CORPORAL • Regulação Hormonal: Seis glândulas secretoras de hormônios

que são transportados pelo LEC para todas as partes do corpo, onde vão participar da regulação do funcionamento celular. Complementar ao SN.

SN: regula principalmente a atividade muscular e secretória SE: regula as funções metabólicas.

Homeostasia dos líquidos corporais

• O transporte pelas células epiteliais do trato gastrintestinal, como rins e pulmões, controla tanto a ingestão como a excreção de substâncias e água;


• As células epiteliais constituem a interface entre o mundo externo e ambiente interno do organismo;

• O transporte vetorial de solutos e água, através dos epitélios, mantém o estado estável da água e de diversos solutos importantes;

• Como o ambiente externo se modifica constantemente e a dieta alimentar é muito variável, o transporte epitelial é regulado de modo a alcançar a homeostasia individual.


• O transporte de diversas substâncias e água para dentro e fora da célula através das proteínas de membrana;

• Ingestão de alimentos e água, e os produtos do metabolismo são excretados do organismo;

• Pessoa saudável = manutenção do volume dos líquidos corporais (LIC/LEC) ou em sua composição;


• A cada dia são ingeridos volumes diversos de líquidos, e água é produzida pelo metabolismo celular;

• A quantidade de água adicionada ao organismo, a cada dia, não é constante, embora parcialmente regulada pela sede;

• O organismo perde água pela respiração (frequência), pelo suor (temperatura e atividade física) e fezes (diarreia);


• A única via regulada de excreção de água do organismo são os rins (balanceia o nível estável da água);

Água em excesso = osmolaridade do LEC diminui

Perda de água = osmolaridade do LEC aumenta

• As células do hipotálamo (cérebro) monitoram essas variações em relação ao ponto de ajuste de cada pessoa (genético);

• Desvios a partir do ponto de ajuste ativam sinais neurais e hormonais (sensação de sede x HAD).


• Água corporal total = compartimento intracelular (2/3) e extracelular;

• LEC se divide em líquido intersticial (banha as células) e plasma;

• O LIC se caracteriza por baixa de [Na+] e alta [K+], devido a atividade da Na+, K+-ATPase, que transporta 3 íons Na+ para fora da célula e 2 íons K+ para dentro da célula para cada molécula de ATP hidrolisada;


• POTENCIAL DE MEMBRANA

• Na+, K+-ATPase: forma gradientes celulares de Na+ e K+ (iônico), sendo um transportador eletrogênico, contribuindo para o estabelecimento de voltagem da membrana (potencial de membrana)

• Na+, K+-ATPase e os canais seletivos para K+, presentes na membrana plasmática, são determinantes do potencial de membrana (Vm);

• Os gradientes iônicos e elétricos gerados assim são utilizados para impulsionar o transporte de outros íons e moléculas.

HOMEOSTASIA

CONDIÇÕES CONSTANTES DO MEIO INTERNO

PARTICIPAÇÃO DOS DIFERENTES ORGÃOS E SISTEMAS (PULMÕES, RINS E SISTEMA DIGESTÓRIO)

TRANSPORTE DO LÍQUIDO EXTRACELULAR E DIFUSIBILIDADE PELOS CAPILARES

Fisiologia Celular Transdução de sinal, receptores de membrana,

segundos mensageiros e regulação da expressão gênica

Fisiologia Humana


Comunicação célula-a-célula

Tipos de Receptores de membrana

Receptores acoplados a Proteína G (GPCRs) São uma grande família proteica de receptores transmembranares que captam sinais extracelulares e ativam vias de transdução de sinal no interior da célula. Os ligantes incluem compostos sensíveis à luz, odores, feromonas, hormonas e neurotransmissores, e variam em tamanho, desde pequenas moléculas, até peptídeos, podendo mesmo ser grandes proteínas.


Receptores de Canais Iônicos Quando a molécula sinalizadora se une ao receptor, esta sofre uma mudança conformacional que o abre, permitindo a entrada de íons ao citoplasma


Receptores Enzimáticos Um receptor desse tipo passa a informação recebida por meio de atividade enzimática, e para fazê-lo tem de ter dois domínios especiais: o que reconhece o ligante, exposto na superfície da célula, e o sítio catalítico, voltado para o citoplasma. Quando o ligante é reconhecido pela parte exposta do receptor, a mudança conformacional resultante torna ativo o sítio catalítico intracelular.

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