FISIOLOGIA GERALINTRODUÇÃO

FISIOLOGIA

• Fisiologia

(do grego physis = natureza, função ou funcionamento; e logos =estudo)

• A fisiologia:

- estuda as funções mecânicas, físicas e bioquímicas nos seres vivos.

- estuda o funcionamento do organismo como um todo

A fisiologia é dividida em:

- fisiologia animal

- fisiologia vegetal

- fisiologia humana

Ecologia

Fisiologia

Biologia celular

Átomos

Moléculas

Células

Tecidos

Órgãos

Sistemas

Organismos

Populações

Ecossistemas

Biologia molecular

Química

FISIOLOGIA GERAL: INTRODUÇÃO

• Compartimentos do organismo:

- Fluido intracelular e extracelular

- Balanço hídrico

• Mecanismos de regulação do organismo

- Sistema nervoso

- Sistema endócrino

FISIOLOGIA GERAL: INTRODUÇÃO

• Compartimentos do organismo:

- Fluido intracelular e extracelular

- Balanço hídrico

• Mecanismos de regulação do organismo

- Sistema nervoso

- Sistema endócrino

ORGANISMOS VIVENTES

Eucariotas

Procariotas

Eucariotas

Procariotas

COMPARTIMENTOS DO ORGANISMO MULTICELULAR

Compartimento extracelular

Compartimento vascular Compartimento intersticial

Compartimento intracelular

Aparelho respiratório

O2

O2

Aparelho digestório

Lipídios

CarboidratosProteínas

Aparelho urinário

Célula

DISTRIBUIÇÃO DOS FLUIDOS NO ORGANISMO

Peso corpóreo total

Sólidos40%

Fluidos60%

42 litros

Intracelular

2/3

28 litros

Extracelular

1/314 litros

FluidoIntersticial

74% (10,3 l)

Plasma 25%Capilar sanguíneo

Células

Fluido Transcelular 1%

(3,5l)

MEMBRANA PLASMÁTICA E CAPILAR FENESTRADO

Membrana plasmáticaSepara o fluido intracelular do fluido intersticial

Permeável a:- Sustâncias lipossolúveis - H2O

Outra substancias requeremmecanismos de transporte específicos

H2OH2O H2O

Proteínas Proteínas

Proteínas

Emacias

Célula

FluidoIntracelular

FluidoIntersticial

FluidoIntravascular

Capilar fenestradoSepara o fluido intersticial do plasma

Permeável a:-Micromoléculas

Não permite passagem de macromoléculas

Fluido intracelular

Fluidointersticial

Plasma

Proteínas

Proteínas

MembranaplasmáticaCapilar

fenestrado

H2O

Íons, moléculas polares

28 litros

10,3 litros

3,5 litros

H2O

Fluido extracelular

Íons, moléculas polares

Íons, moléculas polares

Mol. lipossolúveis

Mol. lipossolúveis

MEMBRANA PLASMÁTICA

(anfipática) )

PROTEÍNAS DE MEMBRANA

DETERMINAÇÃO DO VOLUME DOS COMPARTIMENTOS

V = Volume do compartimento a ser medido.

n = numero de moles de uma substância que foi adicionada

C = Concentração resultante.

C = n V

1 Mole = 6 x 1023 Moléculas

1 Mole = quantidade em gramas igual ao peso molecular

PM do NaCl = 58,44 1 Mole de NaCl é 58,44 gramas

10 : nNaCl = 58,44 :1 nNaCl =10

58,44 = 0,171 moles

Quanta moles são 10 gramas de NaCl ?

V = n C

Método da diluição

DETERMINAÇÃO DO VOLUME DOS COMPARTIMENTOS

PlasmaFluido intersticial

Fluido intracelular

Antipirina

PlasmaFluido intersticial

Fluido intracelular

Volume

Total

V = n / C

Albuminaplasmática

Volume

plasmático

V = n / C

PlasmaFluido intersticial

Fluido intracelular

NaCl

Volume

extracelular

V = n / C

Método da diluição

Concentração = massa / volume C = n / V

V = n / C

V = Volume do compartimento a ser medido.

n = moles de uma substância que foi adicionada

C = Concentração resultante.

DISTRIBUIÇÃO DOS FLUIDOS NO ORGANISMO

AguaIngerida

Distribuição central (Circulação sanguínea)- Pressão hidrostática

Distribuição tecidual periférica(Difusão)

- Pressão hidrostática- Pressão osmóticaH2O

H2O

PRESSÃO OSMÓTICA

Meio liquido

Soluto

p = i R T C

p = pressão osmótica

i = coeficiente de Van´t Hoff

R = constante dos gases

T = temperatura em Kelvin

C = concentração

Pressão osmótica do fluido extracelular iCtot = 2xCNaCl + 1xCglicose....

i Ctot = 0,290 M

p = 0,290 RT

p = 0,290 x 0,083 x 310 = 7,46 mmHg

Pressão osmótica do fluido extracelular

i Ctot = 290 mM

p = 290 (RT)

p = 290 mOsm/L

ConstanteT= 310 K (37°)

NaCl Na+ + Cl- i = 2

Glicose Glicose i = 1

H2O

H2O

pA = iA R T CA

PRESSÃO OSMÓTICA

pB = iB R T CB

Fase inicial

CA CB

A B

DpBA= s RT (iBCB - iACA) > 0

0 < s < 1 s = 1 soluto totalmente impermeante

PRESSÃO OSMÓTICA

pA= iA R T CApB= iB R T CB=

Fase inicial Equilíbrio

CA CB

A B A B

DpBA= s RT (iBCB - iACA) > 0

0 < s < 1 s = 1 soluto totalmente impermeante

DpBA= s RT (iBCB - iACA) = 0

pA = iA R T CApB = iB R T CB

PRESSÃO OSMÓTICA

Soluto

Membranasemipermeável

Pressão osmótica

Pressão externa

Pressão osmótica

=

Fase inicial Equilíbrio Pressão externa

A B

PROCESSO DE ULTRAFILTRARÃO

Movimento do fluido

Pressão hidrostática

Pressão osmótica

Lado arterial Lado venoso

Célula

H2O

Proteínas

Proteínas

10

20

30

40

50

60

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Distancia

Dife

ren

cia

de

pre

ssã

o (

mm

Hg)

DPh

Dp

FILTRAÇÃO E REABSORÇÃO

Fluido intracelular

Fluidointersticial

Plasma Proteínas

Proteínas

Distribuição central

Distribuição periférica

Pressão osmótica

MembranaplasmáticaCapilar

fenestrado

H2O

Pressão hidrostáticaH2O

28 litros

10,3 litros

3,5 litros

Pressão osmóticaEquilíbrio

H2O

Íons, moléculas polares

Íons, moléculas polares

Mol. lipossolúveis

Íons, moléculas polares

Mol. lipossolúveis

PRESSÃO OSMÓTICA E VOLUME CELULAR

Solução isoosmótica Solução hiposmótica Solução hiperosmótica

BALANÇO HÍDRICO NO ORGANISMO

Fluido

intracelular

Rins

Fluido extracelular

Ingestão

Evaporação

Fezes

Respiração

Ganho Perda

Bebidas

e comidas

Metabolismo Urina

Fezes

Suor

Pulmões

PerdasIngestão Metabolismo

Equilíbrio osmótico

Balanço diário

COMPOSIÇÃO IÔNICA DOS COMPARTIMENTOS DO ORGANISMO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Con

ce

ntr

açã

o (

mM

)

HPO42-

Na+

Cl-

K+

Mg2+Ca2+

HCO3-

HPO42-

Na+

Cl-

Mg2+ Proteínas

K+

HCO3-

HPO42-

K+

Mg2+Ca2+

Na+

Cl-

HCO3-

Proteínas

Fluido intersticial Plasma Fluido intracelular

1 Mole = 6 x 1023 Moléculas1 mM = 0,001 Moles/Litro = 6 x 1020 Moléculas / Litro

BOMBA SÓDIO POTÁSSIO

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+

K+ K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

Na+ Na+

Na+

P

ATP

A diferenciação da composição iônica

dos fluidos permite:

- Transporte de moléculas

- Excitabilidade da membrana

- Transporte de agua

ADP

REGULAÇÃO DO VOLUME CELULAR

1

min

HiposmóticoVolume celular

IsosmóticoHiposmótico

K+

Algumas células tem uma relativa capacidade de compensar o desequilíbrio osmótico

H2O H2O

1

HiperósmicoVolume celular

HiperosmóticoIsosmótico

Cl-Na+

H2O

H2O

min

Fluido intracelular

Fluidointersticial

Plasma

K+ K+ K+

K+

Na+

HPO4-

HPO4-

ProteínasNa+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Cl-Cl-

Cl-

Cl-Cl-

Cl-Cl-

Cl-Proteínas

Distribuição central

Distribuição periférica

Na+ Cl-

Pressão osmótica

Pressão hidrostática

H2O

EvaporaçãoRespiraçãoFezes

Rins

MembranaplasmáticaCapilar

fenestrado 28 litros

10,3 litros

3,5 litros

Ingestão

H2O

Pressão osmóticaEquilíbrio

H2O

FISIOLOGIA GERAL: INTRODUÇÃO

• Compartimentos do organismo:

- Fluido intracelular e extracelular

- Balanço hídrico

• Mecanismos de regulação do organismo

- Sistema nervoso

- Sistema endócrino

SISTEMAS ATIVOS E PASSIVOSCrescimento

Calor Entrada Saída

Meio de cultura demicrorganismos

Temperatura

Sistemas passivos: a entrada não é modulada pelo sistema

Entrada Saída

Sistemas de controle do organismo(Órgãos específicos)

Ambienteexterno

Células

Fluido extracelular

Sistemas ativos: a entrada é modulada pelo sistema

HOMEOSTASE Células do organismo

• Temperatura

• Composição iônica

• Osmolaridade

• PH

Entrada Saída

Valores de referencia

• Oxigênio

• Glicose

• Lipídios

• Aminoácidos

Fluido extracelular

Órgãos específicos

Ambiente

• Temperatura = 37°

• Composição iônica: Na+, Cl-...

• Osmolaridade = 290 mOsm/L

• PH= 7,3-7,4

• Glicemia: 130 mg/dl

Retroalimentação

Células

Fluidointersticial

Ambiente externo

Sistema nervoso

REGULAÇÃO A DISTANCIA: SISTEMA NERVOSO

Ambiente interno

Plasma

Conjunto de

órgãos

Células

Fluidointersticial

Ambiente externo

Sistema nervoso

REGULAÇÃO A DISTANCIA: SISTEMA ENDÓCRINO

Ambiente interno

Plasma

Conjunto de órgãos

Sistema endócrino

Hormônio

Hormônio

Células

SISTEMAS DE REGULAÇÃO

Fluidointersticial

- Temperatura = 37°- Composição iônica: K+, PO4

-...- Osmolaridade = 290 mOsm/l - PH= 7,3-7,4- Glicose- Aminoácidos- Lipídios

Ambiente externo

Ambiente interno

Sistema endócrino

Sistema nervoso

Plasma

Conjunto

de órgãos

Hormônio

Hormônio

HOMEOSTASE DA GLICOSE

Células Fluidointersticial

Plasma

GlicoseGlicose

Ingestão de alimentos

EntradaGlicose

Glicose

Retroalimentação

Glicose

Glicose

Glicose

GlicoseFígado

Sistema nervosoValores de referencia

Glicemia: 130 mg/dl

PâncreasValor de referencia

Glicose

Saída

Glicemia: 130 mg/dl

HOMEOSTASE DA TEMPERATURA

Células Fluidointersticial

Plasma

Temperatura

Calor externo Calor

Calor

Calor

Entrada

Sistema nervosoValores de referencia

Temperatura = 37°

Saída

Calor

Tireoide

Tecido

adiposo

Retroalimentação

HOMEOSTASE DO OXIGÊNIO

Células Fluido intersticial

Plasma

O2

O2

Pulmões

O2

O2

O2

Entrada O2

Retroalimentação

Sistema nervosoValores de referencia

PO2= 40 mmHg

Saída

HOMEOSTASE DA OSMOLARIDADE, PH ECOMPOSIÇÃO IÔNICA

Células

Composição iônica

Ph

Pr. Osm. (p)

Fluidointersticial

Plasma

Na+,K+, H+, H2O

- Ingestão de líquidose alimentos- Metabolismo

Na+,K+, H+, H2O

Na+,K+, H+, H2O

Na+, K+

H+, H2O

Retroalimentação

Na+,K+, H+, H2O

Na+, K+

H+, H2O

Entrada

(Na+) = 140 mM(K+) = 5 mMPh: 7,3-7,4

Sistema renal eglândula adrenalValores de referencia

Sistema nervosoValores de referencia

p = 290 mOsm/L

Ph: 7,3-7,4

Saída