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Introdução ao estudo da fisiologia
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
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- 2. Introdução ao estudoda 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 estudoda 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 estudoda 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 estudoda fisiologia História da fisiologia Meio interno e homeostase Níveis de organização Características dos sistemas Robustez Respostas regulatórias Meio interno Silverthorn, 2010
- 6. Introdução ao estudoda 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 estudoda 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 estudoda 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 estudoda 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 estudoda 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 estudoda 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 estudoda 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 estudoda 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 estudoda fisiologia História da fisiologia Meio interno e homeostase Níveis de organização Características dos sistemas Robustez Respostas regulatórias Tortora & Derrickson, 2009
- 15. Introdução ao estudoda 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 estudoda 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