O documento introduz os conceitos fundamentais da fisiologia, incluindo sua história, meio interno e homeostase, níveis de organização biológica, características dos sistemas orgânicos, robustez e respostas regulatórias. A fisiologia moderna teve início com William Harvey no século XVII e Claude Bernard descreveu o papel do pâncreas e fígado e conceitos como milieu intérieur e homeostase. Os sistemas biológicos mantêm a estabilidade através de mecanismos como retroalimentação

1. Introdução ao estudo da fisiologia
Introdução ao estudo da fisiologia
Prof. Dr. Caio Maximino
Marabá/PA – 2015

2. Introdução ao estudo da fisiologia
Physiologia
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias
● Fernel (1542): “Conhecimento natural”
● Antiguidade: Inferência a partir do
conhecimento anatômico grosseiro.
● Vesalius (c. 1543) introduz a anatomia
moderna caminho aberto para o domínio→
experimental

3. Introdução ao estudo da fisiologia
William Harvey (1628), pai da
fisiologia moderna
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias

4. Introdução ao estudo da fisiologia
Claude Bernard (1813-1878): Fisiologia
como ciência experimental
●
Descreveu o papel do pâncreas
exócrino, do suco gástrico e dos
intestinos na digestão
●
Descreveu a função glicogênica
do fígado
●
Descobriu o fenômeno da
vasodilatação e da vasoconstrição
e seu controle neural
●
Conceitos centrais: milieu
intèrieur e homestase
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias

5. Introdução ao estudo da fisiologia
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias
Meio interno
Silverthorn, 2010

6. Introdução ao estudo da fisiologia
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias
Meio interno: Valores normais
Valores normais Faixa de
normalidade
Valores limites
O2
(mmHg) 40 35-45 10-10.000
CO2
(mmHg) 40 35-45 5-80
Na+
(mmol/L) 142 138-146 115-175
K+
(mmol/L) 4,2 3,8-5,0 1,5-9,0
Ca2+
(mmol/L) 1,2 1,0-1,4 0,5-2,0
Cl-
(mmol/L) 108 103-112 70-130
HCO3
-
(mmol/L) 28 24-32 8-45
Glicose (mg/dL) 85 75-126 20-1500
Temperatura (ºC) 36,5 36-37 18,3-43,3
pH 7,4 7,3-7,5 6,9-8,0

7. Introdução ao estudo da fisiologia
“The highly developed living being is
an open system having many relations
to its surroundings – in the respiratory
and alimentary tracts and through
surface receptors, neuromuscular
organs and bony levers. Changes in
the surroundings excite reactions in
this system, or affect it directly, so that
internal disturbances of the system are
produced. Such disturbances are
normally kept within narrow limits,
because automatic adjustments within
the system are brought into action,
and thereby wide oscillations are
prevented and the internal conditions
are maintained fairly constant”
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias

8. Introdução ao estudo da fisiologia
Nível de organização
● De moléculas a órgãosHistória
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias
Redes regulatórias de miRNA em resposta ao TGF-β1 (Trionfini et al., 2015)

9. Introdução ao estudo da fisiologia
De órgãos a sistemas
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias
Despoupolos,2003

10. Introdução ao estudo da fisiologia
Características gerais dos sistemas
●
Sistema: Conjunto de componentes
interdependentes ou em interação que formam um
todo integrado
●
Possuem
– Estrutura (partes ou componentes que interagem direta
ou indiretamente)
– Comportamento (processos que transformam entradas
em saídas)
– Interconectividade
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias

11. Introdução ao estudo da fisiologia
Sistemas orgânicos
● Possuem
– Metabolismo – todas as reações químicas que ocorrem dentro
de uma célula
– Responsividade – capacidade de detectar e responder a
estímulos
– Movimento – de partes e substâncias, geralmente por
contratibilidade
– Crescimento – aumento no tamanho de uma parte ou do todo
– Reprodução – Divisão celular para crescimento ou reparo, ou
produção de cópias
– Diferenciação – desenvolvimento de um estado indiferenciado
para um estado especializado
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias

12. Introdução ao estudo da fisiologia
Robustez
●
Os sistemas biológicos devem lidar com um ambiente (condições físico-
químicas ou sinais externos) com ruído;
●
MAS as propriedades internas do sistema estão sujeitas a variação e
incerteza.
●
Robustez: persistência do comportamento característico do sistema sob
perturbação ou condições de incerteza.
– Quais propriedades se mantém constantes?
– Para quais perturbações ou incertezas essa invariância se mantém?
●
Homeostasia – manutenção de estado; robustez – manutenção de função
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias

13. Introdução ao estudo da fisiologia
Mecanismos para a robustez
●
Redundância
● Rejeição da perturbação através de
retroalimentação
● Organização em unidades funcionais semi-
autônomas (modularidade)
●
Coordenação pelo estabelecimento de hierarquias
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias

14. Introdução ao estudo da fisiologia
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias
Tortora & Derrickson,
2009

15. Introdução ao estudo da fisiologia
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias
Respostas de um sistema de
controle
Despoupolos, 2003

16. Introdução ao estudo da fisiologia
Generalizações importantes acerca dos
sistemas de controle homeostático
●
Estabilidade mantida através do equilíbrio entre entradas
e saídas;
●
Constância incompleta leva ao estabelecimento de faixas
estreitas de valores ótimos;
●
O set point pode ser reiniciado;
●
Constância incompleta leva à priorização de certas
variáveis.
História
da fisiologia
Meio interno
e homeostase
Níveis de
organização
Características
dos sistemas
Robustez
Respostas
regulatórias