CURSO: Fisiologia de Membranas

A natureza dos processos que ocorrem nas membranas requer, para explicação e entendimento, conceitos da Física. Daí serem os temas deste curso considerados por alguns como domínio da Biofísica, especificamente Biofísica de Membranas. Como são processos comuns a todas as células, alguns colocam os temas que serão analisados neste curso na Fisiologia Geral.

Na acepção contemporânea a Fisiologia é a área da Biologia que contém o conhecimento do funcionamento dos sistemas vivos, isto é, dos processos e mecanismos que fazem de um dado conjunto de átomos e moléculas um ser vivo. A expressão pode ser restrita a subconjuntos do conhecimento: Fisiologia humana, Fisiologia comparativa, Fisiologia do sistema cardiovascular, etc. Freqüentemente usa-se função, no lugar de funcionamento, mas a expressão trai concepção teleológica dos sistemas vivos.

PRÓLOGO

Breve Cronologia da Fisiologia, muito mais pré-história

Um pouco, necessário, da Teoria do ConhecimentoConhecimento: Modelo, Descrição, Explicação. Teoria.      Pela complexidade do seu objeto, o conhecimento em Biologia é composto predominantemente de descrições da forma e dos processos, e, nestes, por determinação de relações de causa e efeito.

Por Teoria a Lógica  considera uma hipótese de abrangência, já posta à prova e confirmada no mundo real. Portanto aceita por conhecedores. Entre as poucas estão a teoria Celular e a da Evolução.

O método das ciências experimentais  para o conhecimento do mundo.   

Conhecimento Limite do conhecimento

Hipótese

Dados

- Teleologia: Explicação dos fenômenos pelo propósito a que servem, não pelas causas que os provocam. Em teologia é a doutrina da concepção e propósito no mundo material.

Axiomas em Biologia1) Todos os seres vivos, os atuais e os extintos, originaram-se por evolução de ancestrais. O processo original de criação não se repete nas atuais condições do planeta. 2) Os processos físico-químicos que ocorrem nos seres vivos são os mesmos da natureza não viva. Complexidade é a caracteristica distintiva dos seres vivos.

Implicação da Teoria da evolução: Proscrição da Teleologia (Explicação dos fenômenos pelo propósito a que servem, não pelas causas que os provocam)

Relações entre a Fisiologia e a Medicina A Medicina trata da Fisiologia alterada pela doença, buscando reverter

a alteração. A investigação das alterações das funções (fisiopatologia) pode acrescentar informações à Fisiologia.

A tecnologia gerada pela Fisiologia é transferida à Medicina. Esta as refina e as devolve, refinadas, para o laboratório de investigação em Fisiologia.

Epílogo

Teoria Celular: Schleiden, Schwann e Virchow (séc. XIX)

Células

Espaço

extracelular

Mol

écul

as,

átom

os

Órgão

Sistemas de órgãos

Plano Geral para os Organismos Pluricelulares

Claude Bernard, meio interior (1848) e as grandes funções fisiológicas

Ser vivo: Níveis analíticos

Células

Órgãos

Sistemas de órgãos

Organismo, indivíduo

Comportamento

Moléculas

membranas Fisiologia celular e molecular

Permeabilidade seletiva

Transportadores

Sinalização

Funções da membrana celular plasmática em células eucarióticas

Endo-exocitose

Unidades

Mol de espécie química (molécula ou elemento químico)= massa que contém NA(6,02*1023) moléculas ou átomos

Eq-g de um íon = massa do íon que contém NA de carga

Osmol: NA de partículas (átomos ou moléculas)

• Concentração molar = mol/l, M

• Concetração molal = mol/kg

• Concentração 1 normal (N) = 1 Eq-g/l

• Concentração osmolar (de partículas osmoticamente ativas) = osmol/l

• Pressão osmótica de uma solução π = RTcosm

Figura – Boron

Tabela – Boron

Compartimentos e composição

Composição dos compartimentos

As barreiras

290mOsm/l292mOsm/l 290mOsm/l

Proteína 7g/dl

Pco=25mmHg

32mmHg<Ph<25mmHg

Fluxo de volume (ml/s)

Forças de Starling nos capilares

Osmolaridade plasmática

Controle Desvio Correção

260

280

300

320

340

mO

sm/l

25.0 21.9 25.0

12.0 15.117.2

Controle Desvio Correção

0

20

40

60

Vo

l. (l

)

VECVICVIC

Volumes

Equilíbrio osmótico entre os compartimentos

Claude Bernard, meio interior (1848) e as grandes funções fisiológicas

Sistemas reguladores

Homeostase: Sistemas reguladores

Na+ 15 mM 145 mM 153mM

Celular Intersticial Vascular

Meio interior

intracelular extracelular

Compartimentos

K+ 120 mM 4,5 mM 4,4mM

Ca2+ 10-7 mM 1,2mM 1,2 mM

Mg2+ 1 mM 0,6mM 0,6mM

Cl- 20 mM 116 mM 110mM

HCO3-

15 mM 25 mM 22 mM

fosfato 0,7 mM 0,8 mM 0,7 mM

proteínas 30g/dl 1g/dl 1g/dl

1. Suponha que um indivíduo ingira 200g de NaCl (peso molecular 58,44). Considere que a distribuição do sal é exclusivamente extracelular, que os volumes extracelular e intracelular sejam de, respectivamente, 12 e 25 l e que a osmolaridade dos compartimentos seja de 290 mOsmois/l. Que alterações ocorrerão nos volumes relativos dos compartimentos e qual será a osmolaridade final deles.

2. Considere um bloqueador de canais para Ca, usado para tratamento de hipertensão. O endotélio vascular é permeável à droga, mas a membrana celular não o é. Suponha que a concentração para um efetivo bloqueio dos canais, que produz vasodilatação significativa, é de 1 microg/l. Supondo que a absorção da droga é rápida e que a sua excreção é lenta, calcule a quantidade, em g, que se deve administrar. Suponha, agora, que a a droga se ligue à albumina plasmática: na concentração de 1 microg/l, cada g de albumina se liga a 0,6 microg do bloqueador. Recalcule a quantidade da droga a ser administrada. (volume de sangue = 5l, hematócrito 40%, volume intersticial 13l, concentração plasmática de albumina = 70 g/l.

3. Considere uma queda na concentração plasmática de proteína, de 7 para 3 g/dl. A alteração poderia ocorrer por doença renal, em que ocorre proteinúria Que alterações relativas ocorreriam nos volumes dos compartimentos extracelulares.

4. Escolha uma das variáveis do meio interno submetidas a rígido controle homeostático. Tente, com sua cultura fisiológica atual, montar esquema de retroalimentação negativa que mantém o seu valor.

Questões