regulação nos seres vivos - sistema nervoso e hormonal

Biologia – Geologia (10º ano)

Escola Secundária c/ 3º ciclo D. Manuel I

REGULAÇÃO NOS SERESVIVOS

by Ana Kastro

▪ Regulação nervosae hormonal em

animais

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. nervoso

by Ana Kastro

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. nervoso

by Ana Kastro

“ Deve existir umequilíbrio não sóno amor, mas emalgo maior queisso, na vida. “

Sendo os organismos sistemasabertos, estão constantemente a

realizar trocas de matéria eenergia com o exterior e, por isso,as mudanças são constantes… Noentanto é importante que o meiointerno se mantenha equilibrado!

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Mecanismos desenvolvidos pelos seresvivos de forma a regular o seu meio

interno para que este se mantenha emequilíbrio (ainda que existam alterações

do meio externo)!

Quando a homeostasia é rompida, os sistemasbiológicos entram no estado de “doença”…!

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Exemplos de homeostasia no corpo humano…

Os músculos tremem (arrepios) paraproduzir calor quando a temperatura

corporal é muito baixa.

O pâncreas produzinsulina e para regular

a concentração deaçúcar no sangue.

Quando bebemospouca água a nossa

urina é maisconcentrada

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CENTROS NERVOSOS(órgãos que integram ainformação que a eles

chega e que determinamuma resposta)

Responsáveis peladetecção de estímulos,pela transmissão da

informação aos centrosnervosos e pelo transporte

das resposta por esteselaborada até aos

órgãos/células efectoras(órgãos/células que dão

uma resposta)

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(1) Estímulo: toque do martelo

(2) A informação é transmitidarapidamente a um centro nervoso(neste caso espinal medula)

(3) A espinal medula organiza umaresposta

(4) A resposta é transportada atéaos músculos

(5) Resposta: o músculo contrai

http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/reflexarcs.html

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RECEPÇÃOESTÍMULO

CENTRONERVOSO

RESPOSTA

Terminaçõesnervosas na

pele(receptores)

Dada pelosefectoresMAS… QUAIS SÃO AS CÉLULAS

ESPECIALIZADAS DO SISTEMA NERVOSOQUE TRANSMITEM ESTA INFORMAÇÃO DE

FORMA TÃO RÁPIDA…?

NERVOS SENSITIVOS

NERVOS MOTORES

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A célulaespecializada dosistema nervoso!

Na maioria dos animais, osestímulos são captados por estascélulas, que se organizam numsistema nervoso complexo querecebe, integra e responde emfunção da informação recebida

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… Tudo começou com uma rede nervosa difusa / primitiva e oaparecimento de pequenos gânglios…

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… até chegarmos à complexidade máxima…!

Exposição: O corpo humanocomo nunca o viu

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by Ana KastroArborização terminal

Dendrites:ramificações docorpo celular

Axónio:prolongamento docorpo celular

Arborização terminal:ramificações doaxónio

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Nos vertebrados eem alguns

invertebrados maiscomplexos, o

axónio érecoberto por uma

bainha denatureza lipídicaisolante – bainha

de mielina!

Esta não é contínua!

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Existem interrupções na bainha de mielina (nódulos deRanvier) a qual é produzida pelas células de Schwann)

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A bainha de mielina está associada a uma maior rapidez natransmissão dos impulsos nervosos!

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Os neurónios podem apresentar, de acordocom a sua localização, diversas formas.

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O conjunto do axónio envolvido pela bainha de mielinaconstitui uma fibra nervosa; estas organizam-se em feixes!Conjuntos de vários feixes formam os nervos!

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Os nervos sãoconjuntos de

neurónioscompactados e

reunidos emfeixes!

(nos gânglios –dilatações dos nervos)encontram-se os corposcelulares dos neurónios)

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E … definitivamente, os neurónios não se encontramisolados!!!! ESTABELECEM LIGAÇÕES COM MUITOS

OUTROS!

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Existe um potencial de membrana! … ou seja umadiferença de potencial eléctrico entre as duas faces damembrana do neurónio!

No interior do axónio existeuma carga global eléctricanegativa, enquanto que noexterior existe uma carga

global positiva (causada pelamenor quantidade de iõespositivos no axónio do queno meio extracelular)! Gera-se assim uma diferença de

potencial eléctrica –potencial de membrana.

Quando os neurónios nãoestão a transmitir impulsos

nervosos este potencial andana ordem dos -70 mV –potencial de repouso.

Estas diferenças de cargas devem-seà concentração de certos iões dentro

e fora dos neurónios (Na+ e K+)!

O fluido intersticial que banha osneurónios apresenta elevadas

concentrações de Na+ e Cl-, masbaixa concentração de K+

No interior do axónio existe umaelevada concentração de K+, masuma baixa concentração de Na+ e

Cl -

BALANÇO FINAL: o meio intracelular de um axónio tem menos cargaspositivas que o meio extracelular, logo apresenta uma carga global

negativa…!

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COMO CONSEGUE O NEURÓNIO MANTERCONSTANTE ESTA DIFERENÇA DE IÕES ?

O potencial de repouco (carga negativa no meio intracelular e positiva no meioextracelular) é mantido às custas de TRANSPORTE ACTIVOdaqueles iões – trata-se da chamada BOMBA DE SÓDIO E

POTÁSSIO que continuamente bombeia 3 moléculas de sódiopara o meio externo e 2 de potássio para o meio interno (com gasto

de ATP e sucessivamente contra o gradiente de concentração)

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A bomba de sódio-potássio transporta (para fora) 3 Na+ por cada 2K+ queentram – assim há sempre mais cargas positivas no meio extracelular!(Esta bomba contraria os movimentos de difusão simples que podem também ocorrer!)

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POTENCIAL DE ACÇÃO

O potencial de acção corresponde a uma mudança repentina ebreve do potencial membranar dos neurónios / axónios

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POTENCIAL DE ACÇÃONa membrana existem canais que permitem a passagem de K+ e Na+ de forma passiva.

Quando o neurónio está em repouso estes canais encontram-se fechados, abrindo-sequando a célula é estimulada. Se isto acontecer o potencial de repouso irá transformar-

se num potencial de acção!

Rápida e repentina alteração dascargas numa parte da membrana! Por

breves momentos (milésimos desegundos) o interior da membrana

(passa de -70 mV para 35 mV) torna-se maispositivo que o exterior – ocorreu uma

despolarização!

Este potencial de acção irá propagar-se, como se fossecorrente eléctrica, à área vizinha do neurónio…!

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POTENCIAL DE ACÇÃO

Quando os canaisde Na+ começarema fechar, o neuróniovolta ao seu estadonormal – potencial

de repouso!

http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/actionpotential

.html

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A estimulação de umneurónio obedece à leido “tudo ou nada” – ouseja, se o estímulo tiver

uma determinadaintensidade gera-se umpotencial de acção (nãohá estados intermédios!)

O estímulo mínimo necessáriopara desencadear um potencial

de acção designa-se porestímulo limiar.

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POTENCIAL DE ACÇÃO

A despolarizaçãocorresponde àabertura dos

canais de Na+!Existe um período refractário,ou seja, um período onde os

canais de Na+ estão fechados,independentemente de

existirem estímulos ou não…Durante este período de tempoé impossível que ocorra nova

despolarização!

A despolarização dura cerca de 1 milésimo de segundo!

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Verifica-se assum uma sucessão de despolarizações e repolarizações ao longoda membrana do neurónio – esta onda de despolarizações e repolarizaçõesdesigna-se por IMPULSO NERVOSO e propaga-se num único sentido: dasdendrites para o axónio e deste para a arborização terminal!!!!

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VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DO IMPULSO NERVOSO

-Axónios com bainha de mielina conduzem o impulso nervoso maisrapidamente!

(a despolarização dá-se apenas nos nódulos de Ranvier pois a bainha de mielina isolaa região do axónio que está a cobrir – assim, o impulso nervoso “salta” de um nódulo

para o seguinte e, por isso, percorre o neurónio mais depressa!)

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AGORA O IMPULSO NERVOSO SÓ TEM DE PASSARPARA O NEURÓNIO SEGUINTE!!!

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Na maior parte das vezes a arborizaçãoterminal de um neurónio não toca no

corpo celular ou dendrite do seguinte…!Há um pequeno espaço entre eles –

fenda sinápticaA zona de associação entre doisneurónios designa-se sinapse.

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Quando o impulso nervosoatinge a arborização

terminal do neurónio pré-sináptico são emitidas

vesículas que libertam porexocitose, substâncias

químicas(neurotransmissores) para a

fenda sináptica. Estes vãodepois ligar-se a receptoresdo neurónio pós-sináptico,desencadeando neste umnovo impulso nervoso /

despolarização poisprovocam a abertura de

canais de Na+!

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http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/synapse.html

Na verdade, quando oimpulso nervoso atingea terminação do axónioprovoca a abertura de

canais de Cálcio. Aentrada destes iões paraa célula provoca a fusãodas vesículas contendo

neurotransmissorescom a membrana e

assim o seu conteúdoescapa-se por exocitose!

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Menos comuns – oimpulso propaga-semais rapidamente

entre os doisnerónios pois não há

intervenção deneurotransmissores

(só é possível seexistirem pequenospontos de contactoentre os neurónios

pré e pós-sinápticos).

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Ao longo do axónio o impulso nervosoé transmitido sob uma natureza

eléctrica/química (implica a passagem deiões); na sinapse (geralmente) sob uma

forma química

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Com o bloqueio da acetilcolina, os músculos respiratórios (órgãosefectores) não eram estimulados e, por isso, deixavam de contrair o

que iria afectar a inspiração e expiração (daí a morte por asfixia)

Blog de Nuno Correia

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS

O sistema nervoso é responsávelpor elaborar respostas rápidasface a determinados estímulos…

Mas este não é o único sistema a tentar mantero nosso corpo em homeostasia…

Enquanto que o sistema nervoso emite impulsos nervososde natureza electroquímica que duram fracções de

segundo, as hormonas apresentam efeitos duradouros,que se prolongam no tempo – o seu mecanismo de

actuação é mais lento…!

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. hormonal

As hormonas sãomensageiros químicos

enviados para o sangue (oupara a linfa intersticial); sãoproduzidas nas glândulasendócrinas e estimulamcélulas-alvo (apresentam

receptores específicos para aquelahormona)!

Exercício pág. 221

(ex: hormona de crescimento, testosteronaque faz desenvolver os caracteres sexuais

secundários masculinos, etc…)

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. hormonal

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. hormonal

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. neuro-hormonal

Grande parte da actvidade endócrina é controlada, directa ouindirectamente pelo Hipotálamo – região do cérebro que estabelece

a ligação entre o sistema nervoso e o hormonal.

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. neuro-hormonal

HIPOTÁLAMORECEBE

ESTÍMULOS

EM RESPOSTA A ESSESESTÍMULOS PRODUZ HORMONAS

IRÃO ESTIMULAR/INIBIRA HIPÓFISE

EM RESPOSTA, ESTA IRÁ INIBIR OU ESTIMULAR APRODUÇÃO DE OUTRAS HORMONAS QUE CONTROLAM O

FUNCIONAMENTO DE DIVERSOS ÓRGÃOS!

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. neuro-hormonal

Através de um mecanismochamado de

Retroalimentação…!!!

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. neuro-hormonal

Quando os níveis de glucose nosangue se encontram elevados, opâncreas é estimulado de forma aproduzir insulina (hormona quefacilita a entrada de glucose nas

células)

Na altura do parto a pressão do fetosobre o colo do útero estimula a hipófisematerna a produzir uma hormona. Estaactua sobre o útero, estimulando-o eprovocando ainda mais contracções!

RETRO-ALIMENTAÇÃO

NEGATIVARETRO-ALIMENTAÇÃO

POSITIVA

REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS - s. neuro-hormonal

Mecanismo associado à Homeostasia (regulação e controle do meio interno faceàs condições do meio externo)

RETRO-ALIMENTAÇÃO

NEGATIVARETRO-ALIMENTAÇÃO

POSITIVA

Após um estímulo são produzidashormonas que provocam uma

redução da acção desse estímulo

O sistema de “feedback” negativo” é omais comum nos organismos e

corresponde à inibição da célula-alvocomo resposta ao sinal regulador.

Após um estímulo são produzidashormonas que provocam umintensificação desse mesmo

estímulo