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FISIOLOGIA GERALINTRODUÇÃO
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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
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Ecologia
Fisiologia
Biologia celular
Átomos
Moléculas
Células
Tecidos
Órgãos
Sistemas
Organismos
Populações
Ecossistemas
Biologia molecular
Química
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FISIOLOGIA GERAL: INTRODUÇÃO
• Compartimentos do organismo:
- Fluido intracelular e extracelular
- Balanço hídrico
• Mecanismos de regulação do organismo
- Sistema nervoso
- Sistema endócrino
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FISIOLOGIA GERAL: INTRODUÇÃO
• Compartimentos do organismo:
- Fluido intracelular e extracelular
- Balanço hídrico
• Mecanismos de regulação do organismo
- Sistema nervoso
- Sistema endócrino
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ORGANISMOS VIVENTES
Eucariotas
Procariotas
Eucariotas
Procariotas
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COMPARTIMENTOS DO ORGANISMO MULTICELULAR
Compartimento extracelular
Compartimento vascular Compartimento intersticial
Compartimento intracelular
Aparelho respiratório
O2
O2
Aparelho digestório
Lipídios
CarboidratosProteínas
Aparelho urinário
Célula
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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)
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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
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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
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MEMBRANA PLASMÁTICA
(anfipática) )
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PROTEÍNAS DE MEMBRANA
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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
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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.
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DISTRIBUIÇÃO DOS FLUIDOS NO ORGANISMO
AguaIngerida
Distribuição central (Circulação sanguínea)- Pressão hidrostática
Distribuição tecidual periférica(Difusão)
- Pressão hidrostática- Pressão osmóticaH2O
H2O
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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
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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
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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
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PRESSÃO OSMÓTICA
Soluto
Membranasemipermeável
Pressão osmótica
Pressão externa
Pressão osmótica
=
Fase inicial Equilíbrio Pressão externa
A B
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PROCESSO DE ULTRAFILTRARÃO
Movimento do fluido
Pressão hidrostática
Pressão osmótica
Lado arterial Lado venoso
Célula
H2O
Proteínas
Proteínas
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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
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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
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PRESSÃO OSMÓTICA E VOLUME CELULAR
Solução isoosmótica Solução hiposmótica Solução hiperosmótica
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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
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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
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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
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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
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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
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FISIOLOGIA GERAL: INTRODUÇÃO
• Compartimentos do organismo:
- Fluido intracelular e extracelular
- Balanço hídrico
• Mecanismos de regulação do organismo
- Sistema nervoso
- Sistema endócrino
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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
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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
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Células
Fluidointersticial
Ambiente externo
Sistema nervoso
REGULAÇÃO A DISTANCIA: SISTEMA NERVOSO
Ambiente interno
Plasma
Conjunto de
órgãos
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Células
Fluidointersticial
Ambiente externo
Sistema nervoso
REGULAÇÃO A DISTANCIA: SISTEMA ENDÓCRINO
Ambiente interno
Plasma
Conjunto de órgãos
Sistema endócrino
Hormônio
Hormônio
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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
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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
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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
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HOMEOSTASE DO OXIGÊNIO
Células Fluido intersticial
Plasma
O2
O2
Pulmões
O2
O2
O2
Entrada O2
Retroalimentação
Sistema nervosoValores de referencia
PO2= 40 mmHg
Saída
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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