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FISIOLOGIA
EstudoEstudo do do funcionamentofuncionamento normal de um normal de um organismoorganismo vivo e de vivo e de suassuas partespartes
componentescomponentes, , incluindoincluindo todostodos osos seusseusprocessosprocessos físicosfísicos e e químicosquímicos
componentescomponentes, , incluindoincluindo todostodos osos seusseusprocessosprocessos físicosfísicos e e químicosquímicos
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O objetivo da Fisiologia é explicar os fatores físicos e
químicos que são responsáveis pela origem, desenvolvimento
e progressão da vida
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HOMEOSTASE
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FISIOLOGIA CELULAR
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Meio extracelular
Meio intracelular
Luz(do vaso,
do canal)
Meio ambiente externo
Meio ambiente interno
Epitéliode revestimento externo
Membrana citoplasmática
Epitéliode revestimento internoCompartimento intracelular
Compartimento extracelularTanto a membrana citoplasmática como o epitélio são relativamente permeáveisTrocas controladas de soluto e de solvente (água)
Célula
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Características das membranas celulares
Glicerol(hidrofílico)
Ácidos graxos(hidrofóbico)
BICAMADA LIPÍDICABICAMADA LIPÍDICA
MODELO DO MOSAICO FLUIDOMODELO DO MOSAICO FLUIDO
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Meioextracelular
Características das membranas celulares
Membrana citoplasmática
Meiointracelular
• A membrana constitui uma barreira física virtual.
• Possui diferentes graus de permeabilidade para as diferentes partículas.
BICAMADA LIPIDICA
PROTEÍNAS- Canais iônicos- Receptores- Sistemas de enzimas
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Permeabilidade nas membranas celulares
SUBSTÂNCIAS SUBSTÂNCIAS LIPOSSOLÚVEISLIPOSSOLÚVEIS
Alta permeabilidade (difusão simples)difusão simples)
�������� Hormônios esteróides, �������� Hormônios esteróides, colesterol, vitaminas
SUBSTÂNCIAS SUBSTÂNCIAS HIDROSSOLÚVEISHIDROSSOLÚVEIS
Baixa permeabilidade
�������� Íons, glicose e aminoácidos
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Partículas
- lipossolúveis
- hidrossolúveis
Transporte trasmembrana
Transporte passivo (a favor do gradiente de concentração): NÃO HÁ consumo de energia metabólica
Transporte ativo (contra o gradiente de concentração): HÁ consumo de energia metabólica
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Transporte trasmembrana
TRANSPORTE PASSIVO DE SOLUTOS: TRANSPORTE PASSIVO DE SOLUTOS:
A favor do gradiente de concentração
Não há consumo de ATP !!!Não há consumo de ATP !!!
1) Difusão simples (sem mediadores)
2) Difusão facilitada (com mediadores)
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Transporte trasmembrana
DIFUSÃO SIMPLESDIFUSÃO SIMPLES
Moléculas permeáveis a membrana (lipossolúveis)
A favor do gradiente de concentração
�������� Difusão de íons e eletrólitos: potencial de difusão
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Transporte trasmembrana
DIFUSÃO FACILITADADIFUSÃO FACILITADA
Ex: GLUT 4Ex: GLUT 4
A favor do gradiente de concentração
Baixa concentração de soluto, difusão ocorre mais rapidamente
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Transporte trasmembrana
TRANSPORTE ATIVO DE SOLUTOS: TRANSPORTE ATIVO DE SOLUTOS:
Contra gradiente de concentração
Há consumo de ATP !!!Há consumo de ATP !!!
1) Primário
2) Secundário: Co-transporte e contratransporte
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Transporte trasmembrana
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Transporte trasmembrana
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIOTRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
Presença de sistema enzimático (ATPase) A hidrólise de ATP fornece energia para o transporte
Ex: Na+-K+ATPase, Ca+ATPase
Contra Contra gradientegradiente de de concentraçãoconcentração
Demanda por ATP
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Transporte trasmembrana
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIOTRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
NaNa++--KK++ATPaseATPase
Processo eletrogênico
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Transporte trasmembrana
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIOTRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
NaNa++--glicoseglicose
CoCo--transportetransporte
Solutos movem no mesmo sentido
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Transporte trasmembrana
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIOTRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
CaCa++--NaNa++
ContratransporteContratransporte
Solutos movem em direção oposta
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Transporte trasmembrana
CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS DOSDOS TRANSPORTADORESTRANSPORTADORES TRANSMEMBRANATRANSMEMBRANA
Ambas as formas passiva e ativa do transporte mediado porcarreadores apresentam três propriedades:carreadores apresentam três propriedades:
1) Saturação
2) Estereoespecificidade
3) Competição
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Transporte trasmembrana
CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS DOSDOS TRANSPORTADORESTRANSPORTADORES TRANSMEMBRANATRANSMEMBRANA
1)1) SaturaçãoSaturação::
Apresentam número limitado de sítios de ligação para os solutos
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Transporte trasmembrana
CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS DOSDOS TRANSPORTADORESTRANSPORTADORES TRANSMEMBRANATRANSMEMBRANA
22)) EstereoespecificidadeEstereoespecificidade
Sítios de ligação específicos paracada soluto
Ex: D-glicose X L-glicose
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Transporte trasmembrana
CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS DOSDOS TRANSPORTADORESTRANSPORTADORES TRANSMEMBRANATRANSMEMBRANA
33)) CompetiçãoCompetição
Transportam ligantes quimicamenterelacionados
Ex: D-glicose ���� D-galactose
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Deslocamento de água entre os compartimentoshídricos corporais
OSMOSEOSMOSE
Fluxo de água através de Fluxo de água através de membrana semipermeável
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Volume e composição dos líquidos corporais
��������
�������� Líquido transcelular: espaços sinoviais, peritoneal, pericárdio, intra-ocular, cerebroespinhal, pleural, digestivo
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Deslocamento de água entre os compartimentoshídricos corporais
O O corpocorpo estáestá emem equilíbrioequilíbrio osmóticoosmóticoOsmolaridadeOsmolaridade descrevedescreve o o númeronúmero de de partículaspartículas emem soluçãosolução
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Constituintes dos compartimentos líquidos
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Potencial de membrana
Diversos solutos do corpo são íons e, portanto, carregam carga elétricaDiversos solutos do corpo são íons e, portanto, carregam carga elétrica
A membrana celular permite a separação de cargas elétricas no corpoA membrana celular permite a separação de cargas elétricas no corpo
Desequilíbrio elétricoDesequilíbrio elétrico
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Potencial de ação
PONTENCIALPONTENCIAL DEDE AÇÃOAÇÃO:: depende de canais iônicos
Abrem-se mediante estímulos específicos
�������� Dependentes de voltagem: alteração do potencial de membrana
�������� Dependentes de ligantes: hormônios ou neurotransmissores
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Estímulos químicos Estímulos físicos
Canais iônicos
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Canais iônicos
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Canais iônicos
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Potencial de membrana
POTENCIAL DE REPOUSOPOTENCIAL DE REPOUSO
Diferença de potencial através das membranas celulares excitáveis naausência de estímulo (em repouso)
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Potencial de membrana
POTENCIAL DE EQUILÍBRIOPOTENCIAL DE EQUILÍBRIO
Igualdade e oposição entre forçasimpulsoras químicas e elétricas, os quaisimpulsoras químicas e elétricas, os quaisequilibram a tendência do íon de sedifundir a favor do seu gradiente deconcentração
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Potencial de membrana
POTENCIAL DE REPOUSOPOTENCIAL DE REPOUSO
Cada íon permeante tenta impulsionar o potencial de membrana emdireção ao seu potencial de equilíbrio
Em repouso, a permeabilidade da membrana aos íons é diferenteEm repouso, a permeabilidade da membrana aos íons é diferente
KK+ + : altamente permeável: altamente permeável
Cl- : permeável
Na+ : praticamente impermeável
Ca++ : praticamente impermeável
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Canais de K+
Potencial de membrana
POTENCIAL DE REPOUSO POTENCIAL DE REPOUSO
Difusão simples de K+ parafora, a favor do gradiente
Íons KÍons Na
Grandes ânions impermeantes (proteínas intracelulares)
Formação de dipolo elétrico através damembrana, isto é, a saída de cargas positivascarrega eletricamente a membrana
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Potencial de membrana
POTENCIAL DE REPOUSOPOTENCIAL DE REPOUSO
Positividade se opõe a difusão Finalmente, ocorre um estado deequilíbrio no qual o fluxo resultante = 0(potencial de equilíbrio)
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Potencial de ação
Se a permeabilidade da célula para um íon muda, o potencial de membrana dacélula muda
PontencialPontencial dede açãoação:: alteração transitória no potencial elétrico da membranade células excitáveis
A excitabilidade é causada por movimentos de íons através da membranacitoplasmática
Ocorre a inversão da polaridade elétrica da membrana
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Estímulo Registro
Potencial de ação
1 2 3 4
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Potencial de ação
RepousoRepouso:: canais fechados
ExcitaçãoExcitação:: alteração devoltagem na membrana causa aabertura TEMPORÁRIA doscanais
TiposTipos dede canaiscanais::TiposTipos dede canaiscanais::
�������� Canais de Na+ voltagemdependente
Rápidos (abrem-se primeiro)
�������� Canais de K+ voltagemdependentes
Lentos (abrem-se depois)
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Potencial de ação
ETAPAS DO POTENCIAL DE AÇÃO ETAPAS DO POTENCIAL DE AÇÃO
�������� Despolarização (inversão da polaridade – menos negativo)
�������� Repolarização
�������� Hiperpolarização (mais negativo)
Potencial de repouso HiperpolarizaçâoD
esp
ola
riza
ção
Re
po
lariza
ção
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DespolarizaçãoRepolarização
Potencial de ação
Potencial de Repouso Hiperpolarização
Potencial limiar
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Potencial de ação
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Potencial de ação
Tetrodroxina (Lidocaína)
�������� Limiar: potencial de membrana no qual é inevitável ocorrência do PA
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Potencial de ação
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Potencial de ação
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Potencial de ação
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Características do potencial de ação
EVENTO TUDOEVENTO TUDO--OUOU--NADANADA
Uma vez iniciado o potencial de ação, é impossível impedi-lo de acontecer
�������� Estímulo sublimiar (E1, E2): não causa PA
�������� Estimulo limiar (E3): causa um único PAE3
E1 E2
E3
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Características do potencial de ação
AMPLITUDE FIXA E INVARIÁVELAMPLITUDE FIXA E INVARIÁVEL
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Questões de revisão
1. Quais os compartimentos internos do organismo? Descreva cada um deles.
2. Diferencie difusão simples, difusão facilitada e transporte ativo primário e secundário.
3. Quais as características dos transportadores transmembrana?
4. Como se distribui a água e íons nos compartimentos do organismo?
5. Qual a importância da manutenção do equilíbrio osmótico organismo?
5. Qual a importância da manutenção do equilíbrio osmótico entre os compartimentos do organismo?
6. Porque as células apresentam um potencial de repouso negativo? Como este se estabelece?
7. O que é um potencial de ação? Quais são suas fases? Quais íons as determinam?
8. É mais fácil ou mais difícil estimular uma célula hiperpolarizada? Explique.
9. Quais as características do potencial de ação? Explique-as.