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Margarida Barbosa Teixeira
REGULAÇÃO
NERVOSA E HORMONAL
EM ANIMAIS
2
Homeostasia
O meio interno dos seres vivos tende a
estar em constante alteração.
Para que exista um equilíbrio dinâmico no
meio interno, os seres vivos possuem
mecanismos (mecanismos homeostáticos)
que equilibram as alterações provocadas
pelo meio externo.
 Os seres vivos são sistemas abertos que
estabelecem continuamente trocas com
o meio ambiente (ex. entrada de
nutrientes, saída de produtos de
excreção, trocas de energia…).
3
Homeostasia  manutenção das condições do meio interno dentro de limites
compatíveis com a vida
Homeostasia
4
Homeostasia
 Quando a homeostasia é rompida, o sistema entra num estado de
desagregação chamado doença.
 Se os mecanismos homeostáticos conseguirem repor o equilíbrio, o estado
normal é restabelecido, caso contrário advém a morte.
 No sentido de evitar a perda de homeostasia, a actividade dos órgãos é
controlada e regulada, respondendo às alterações, quer do meio interno,
quer externo, através de mecanismos de retroalimentação ou feedback.
5
Homeostasia
HomeostasiaHomeostasia
Retroalimentação
negativa
Retroalimentação
negativa
Retroalimentação
positiva
Retroalimentação
positiva
Contraria a alteração da
variável
Mecanismos de
controlo
Mecanismos de
controlo
Amplifica a variável a alterar
6
Homeostasia
 O mecanismo de feedback positivo também está presente nos sistemas
biológicos, embora de uma forma mais rara.
 O feedback positivo não é utilizado por sistemas reguladores que pretendam
manter a estabilidade.
 Nos animais, os mecanismos de feedback, que garantem a manutenção da
homeostasia, são assegurados pelo sistema nervoso e hormonal (ou
endócrino).
 Nos sistemas biológicos, a
regulação faz-se, na maioria
dos casos, por
retroalimentação negativa.
7
Homeostasia
 Os dois sistemas agem de maneira integrada, garantindo a homeostasia do
organismo.
8
Sistema nervoso
9
Sistema nervoso
 O encéfalo é constituído por várias zonas, nomeadamente:
 Cérebro - principal órgão do encéfalo, é o centro de controlo de muitas
actividades voluntárias e involuntárias do nosso corpo;
 Cerebelo - desempenha um papel importante na manutenção do equilíbrio e na
coordenação da actividade motora.
 Bolbo raquidiano - ponto de passagem dos nervos que ligam a medula ao
cérebro
 Hipotálamo - desempenha um papel fundamental na regulação do organismo.
 …
10
Sistema nervoso
 Os receptores sensoriais recebem o
estímulo.
 Os nervos sensitivos transmitem a
informação recebida até ao sistema
nervoso central.
 No sistema nervoso central ocorre
a interpretação dos estímulos e
prepara as respostas adequadas ao
estímulo recebido.
 Os nervos motores transmitem a
resposta do sistema nervoso central
aos órgãos efectores (ex.
músculos).
11
Neurónio
 Na constituição do sistema nervoso entram vários milhares de milhões de
células nervosas: os neurónios.
 O neurónio é a unidade do sistema nervoso.
 Os neurónios apresentam um corpo celular e dois tipos de prolongamentos
citoplasmáticos - dendrites e axónios.
 Os neurónios são células altamente estimuláveis, capazes de detectar
pequenas alterações do meio.
 Em resposta a estas variações, verifica-se uma alteração eléctrica, que
percorre a sua membrana. Estas alterações eléctricas constituem o impulso
nervoso.
12
Neurónio
Prologamentos
celulares.
Recebem os
estímulos.
Recebe os
estímulos das
dendrites
conduzindo-os
ao axónio.
Prolongamento muito
extenso.
Conduz o impulso e
transmite-o a outras
células.
13
Neurónio
 Nos Vertebrados parte dos axónios são revestidos por uma bainha isolante
de mielina.
Núcleo Bainha de mielina
Dendrite
Axónio
Corpo celular
14
 A bainha de mielina é formada por camadas concêntricas de membranas das
células de Schwann.
 O isolamento dos axónios pela bainha de mielina apresenta interrupções,
designadas nódulos de Ranvier, nos quais a superfície do axónio fica exposta.
Nervo
15
 Neurónios reunidos em feixes envolvidos por uma capa de tecido conjuntivo
constituem os nervos.
Nervo
16
Transmissão do Impulso nervoso
 A neurotransmissão ocorre entre neurónios, entre neurónio e célula muscular e
entre neurónio célula glandular.
17
Transmissão do Impulso nervoso
 A transissão do impulso nervoso ocorre num só sentido – das dendrites do
corpo celular para o axónio
18
Transmissão do Impulso nervoso
 A membrana do neurónio tem uma permeabilidade desigual em relação a
determinados iões
Distribuição desigual de iões negativos e positivos
de um e de outro lado da membrana
O citoplasma do neurónio, junto à membrana citoplasmática,
contém menor quantidade de iões positivos do que o meio extracelular
(maior concentração de iões negativos no meio intracelular
relativamente ao meio extracelular)
Gera energia - Potencial eléctrico
(quantidade de energia gerada pela
diferença de cargas eléctricas)
19
Transmissão do Impulso nervoso
 Potencial de membrana – Potencial eléctrico entre as duas faces da membrana
(devido à assimetria na distribuição de cargas eléctricas)
Membrana polarizada
Potencial de membrana quando a membrana não está a ser estimulada:
- face interna electronegativa
- face externa electropositiva
O potencial de membrana é reduzido
(cerca de -70 milivoltes).
 Potencial de repouso - neurónio não estimulado
20
Transmissão do Impulso nervoso
 Potencial de acção – neurónio estimulado
Quando o neurónio é estimulado a permeabilidade da membrana é alterada
Desencadeiam-se movimentos iónicos através da membrana
face interna electropositiva
face externa electronegativa
(inversão da polarização
da membrana)
O potencial de membrana
é elevado (cerca de 35 milivoltes).
21
Transmissão do Impulso nervoso
22
Transmissão do Impulso nervoso
 Despolarização
Alteração do potencial da membrana, devido à entrada de iões positivos na
célula.
Passagem do potencial de repouso a potencial de acção.
 Repolarização
Queda do potencial da membrana até atingir o potencial de repouso.
23
Transmissão do Impulso nervoso
 O potencial de acção que se gera na área da membrana estimulada,
propaga-se à área vizinha, conduzindo à sua despolarização.
 Cria-se uma onda de despolarização e repolarização ao longo da membrana
do neurónio.
 O impulso nervoso é esta onda de despolarização e repolarização.
 A propagação do impulso nervoso faz-se num só sentido:
dendrites axónio.
24
Transmissão do Impulso nervoso
 A propagação do impulso nervoso faz-se num só sentido - do corpo celular
para a terminação do axónio.
25
Transmissão do Impulso nervoso
 O estímulo altera a permeabilidade da membrana do neurónio aos iões
(processo químico)
 A inversão das cargas eléctricas numa porção da membrana do neurónio
gera um potencial de acção que se propaga pelo neurónio
(processo eléctrico)
A transmissão da mensagem nervosa é um processo electroquímico
26
Transmissão do impulso nervoso
 A velocidade de propagação
do impulso nervoso varia de
neurónio para neurónio e de
animal para animal.
 Nas anémonas, esta velocidade
é da ordem dos 0,1 m/s,
enquanto que nos neurónios
motores de alguns mamíferos
chega a atingir 120 m/s.
 A velocidade de propagação do impulso nervoso numa fibra amielinizada
(sem mielina) depende do diâmetro do axónio, sendo tanto maior quanto
maior for o diâmetro do mesmo.
27
 Nas fibras nervosas mielinizadas, o potencial de acção despolariza a membrana
do axónio unicamente na região dos nódulos de Ranvier, pois o efeito isolante
da bainha de mielina impede que essa despolarização ocorra nas restantes
zonas.
 Desta forma, o impulso nervoso salta de um nódulo para o seguinte,
permitindo, assim, uma velocidade de propagação muito mais elevada em
relação à que se verifica nos neurónios desmielinizados.
Transmissão do impulso nervoso
 A rápida propagação do
impulso nervoso, nos neurónios
dos vertebrados, é garantida
pela presença da bainha de
mielina que recobre os axónios.
28
Transmissão do impulso nervoso
 A bainha de mielina permite:
 transmissão do impulso mais rápida.
 estruturas menos volumosas mais
compatíveis com o estilo de vida mais
complexa.
29
Sinapse
Transmissão do impulso nervoso
 A transmissão de um impulso
nervoso de um neurónio para
outra célula - outro neurónio,
célula muscular, sensorial ou
glandular - ocorre através das
sinapses (região de contacto
muito próxima entre a
extremidade de um neurónio e a
superfície de outra célula).
http://www.youtube.com/watch?v=KdFSdOrBRiM
30
Sinapse
Transmissão do impulso nervoso
• Mais raras e mais simples.
• Evolutivamente mais antigas.
• Só são possíveis se a distância
entre duas células não ultrapassar
os 3 nm.
• A corrente iónica passa
directamente de uma célula para
outra.
• Estão envolvidas em processos que
exigem respostas muito rápidas.
• Mais frequentes nos animais.
• As correntes iónicas ocorrem
unidireccionalmente, entre a
zona terminal de um axónio e a
dendrite do neurónio seguinte.
31
Sinapse química
 Os neurotransmissores encontram-se armazenados em vesículas.
 O impulso nervoso induz a fusão dessas vesículas com a membrana do axónio,
permitindo que os neurotransmissores sejam lançados na fenda sináptica, por
exocitose.
32
Sinapse química
 Os neurotransmissores ao ligarem-se a receptores da membrana do
neurónio pós sináptico, conduzem à alteração da permeabilidade da
membrana e, consequentemente, originam um impulso nervoso neste
neurónio.
 Na sinapse a mensagem eléctrica (potencial de acção) converte-se em
mensagem química (libertação de neurotransmissores) que volta a
converter-se em mensagem eléctrica (potencial de acção)
33
 Para dar resposta aos estímulos do meio, além do sistema nervoso, os
animais possuem o sistema endócrino ou hormonal.
 O hipotálamo estabelece a ligação entre o sistema nervoso e o sistema
hormonal.
Interacção regulação hormonal/nervosa
34
Interacção regulação hormonal/nervosa
 O sistema nervoso e o sistema
endócrino (ou hormonal) reagem
a estímulos enviando mensagens,
que irão desencadear uma
resposta dos órgãos efectores.
35
 A coordenação nervosa e a coordenação hormonal
estão estritamente relacionadas, sendo a conexão
mais importante o complexo hipotálamo-hipófise.
 O hipotálamo recebe informações de diferentes
proveniências.
 O hipotálamo envia sinais hormonais directamente
para a hipófise.
 A hipófise responde através da produção de
hormonas.
 Estas hormonas actuam em diferentes partes do
organismo, nomeadamente estimulando ou inibindo
outras glândulas.
Interacção regulação hormonal/nervosa
36
 Hormonas hipotalámicas actuam na hipófise, estimulando ou inibindo a
produção e libertação de hormonas hipofisárias que vão controlar o
funcionamento dos tecidos do organismo.
Interacção regulação hormonal/nervosa
37
 Para dar resposta aos estímulos do meio, além do
sistema nervoso, os animais possuem o sistema
endócrino ou hormonal.
 O sistema endócrino é formado por glândulas
endócrinas secretoras de moléculas orgânicas que
funcionam como mensageiros químicos – hormonas.
 As hormonas são lançadas no sangue e vão actuar sobre
células-alvo, as quais desencadeiam uma determinada
alteração.
Regulação hormonal – actuação das hormonas
38
 As hormonas estrogénio e progesterona são lançadas no sangue e vão
actuar sobre as células da parede uterina (células-alvo), as quais
desencadeiam uma determinada alteração.
Regulação hormonal – actuação das hormonas
39
Regulação hormonal – actuação das hormonas
 A célula-alvo de uma hormona tem receptores específicos para essa hormona.
 A maior parte das vezes as moléculas receptoras das hormonas (A) localizam-
se na membrana plasmática. No entanto, por vezes (B), os receptores podem
localizar-se no citoplasma da célula-alvo.
 Garante uma resposta específica de determinadas células perante um dado
sinal
 Contribui para a manutenção da homeostasia.
40
Regulação hormonal vs nervosa
41
Regulação nervosa vs hormonal
Regulação nervosa Regulação hormonal
Tipo de estímulos Externos e internos Principalmente internos
Tipo de mensagem
Electroquímica
(sob a forma de potencial de
acção ao longo da fibra nervosa)
Química (hormonas)
Meio de transporte das
mensagens
Neurónios Sangue
Efectores Músculos e glândulas Células-alvo
Local de acção Células contíguas
Células a distâncias
variáveis
Nº de efectores Reduzido (só as cél. contíguas)
Elevado (todas as que
tiverem receptores
específicos)
Velocidade Muito rápida Mais lenta
Tempo de resposta Curta duração Longa duração
42
Termorregulação e Osmorregulação
 A termorregulação e a osmorregulação são exemplos de mecanismos
homeostáticos com coordenação neuro-hormonal.
 A termorregulação é o conjunto de mecanismos que permitem manter a
temperatura do meio interno dentro de valores compatíveis com a vida
(mesmo quando ocorrem grandes variações de temperatura no meio
externo).
 A osmorregulação é o conjunto de mecanismos que permitem manter a
pressão osmótica (água e sais minerais) do meio interno dentro de valores
compatíveis com a vida.
 A termorregulação e a osmorregulação envolvem circuitos de feed-back
negativo que tendem a contrariar a alteração de temperatura/pressão
osmótica e repor as condições normais.
43
Termorregulação e Osmorregulação
 A temperatura e a pressão osmótica do meio interno são factores que
condicionam o bom funcionamento do organismo.
 Os animais têm a capacidade de regular a temperatura e a pressão
osmótica corporal, dentro de certos limites.
 Se os limites de temperatura e pressão osmótica forem ultrapassados a
homeostasia entra em ruptura e a sobrevivência do animal é posta em
causa.
A temperatura e a pressão osmótica condicionam a vida dos animais
são factores limitantes do metabolismo celular.
44
Termorregulação
45
Termorregulação
 Maior taxa metabólica (circulação dupla completa)
Maior calor interno
Temperatura do corpo constante
 Animais endotérmicos e homeotérmicos
 Ex. aves e mamíferos
 Baixa taxa metabólica
Reduzido calor interno
O calor corporal é obtido por absorção do calor externo
(apresentam estratégias comportamentais que permitem ajustar a temperatura
corporal)
• Animais ectotérmicos e poiquilotérmicos
• Ex. invertebrados, peixes, anfíbios e répteis.
46
Termorregulação
Mecanismos de
termorregulação
 Fisiológicos
 Morfológicos
 Comportamentais
47
erecção dos
pêlos
Termorregulação Humana
48
Termorregulação Humana
49
• Vasodilatação
• Sudorese
• Redução da
produção de
calor
Resposta ao aumento da
temperatura
Resposta à diminuição da
temperatura
• Vasoconstrição
•Erecção dos pêlos
• Aumento da
produção de calor
 O sistema nervoso regula a temperatura corporal através de mecanismos
de feedback negativo, dado que o efeito vai contrariar a causa,
conseguindo-se a manutenção da temperatura corporal.
Termorregulação Humana
50
Osmorregulação
• Quando os animais apresentam
uma concentração de sais dos
fluidos corporais que varia com a
concentração do meio ambiente.
• Não regulam a concentração de
sais dos seus fluidos corporais.
• Ex. a maior parte dos
invertebrados marinhos são
isotónicos com a água do mar.
• Quando os animais apresentam
uma concentração do seu meio
interno muito diferente da do
meio envolvente.
• Regulam a concentração de
sais dos fluidos corporais.
• Ex. a maior parte dos
vertebrados.
51
RimVeia cava
inferior
Aorta
Ureter
Bexiga
Uretra
Glândula
suprarenal
Veia renal
Artéria
renal
Osmorregulação Humana
Sistema excretor
52
Medula
Cortéx
Ureter
Medula
Cápsula de
Bowman
Bacinete
Cortéx
Tubo colector
Osmorregulação Humana
Sistema excretor
Glomérulo de
Malpighi
Tubo urinífero
53
Osmorregulação Humana
Sistema excretor
54
Osmorregulação Humana
Sistema excretor
Cápsula de
Bowman
Filtração
Filtração – A elevada pressão sanguínea no glomérulo de Malpighi gera a saída de
água e grande parte do soluto para a cápsula de Bowman.
São filtradas substâncias úteis e substâncias tóxicas.
Reabsorção
Reabsorção - Substâncias úteis (água, NaCl, glicose, aminoácidos) que foram
anteriormente filtradas, passam de novo para os capilares.
Secreção
Secreção - Alguns compostos e iões, nomeadamente amónia, K+ e H+, passam dos
capilares para o tubo urinífero.
Excreção
Glomérulo de
Malpighi
https://www.youtube.com/watch?v=QRwXTnmzuV8
55
 Filtração – Saída de água e grande parte do soluto do glomérulo para a cápsula
de Bowman, ficando as proteínas (macromoléculas).
 Aumento da pressão osmótica no sangue
 Movimento, do tubo contornado proximal para os capilares:
. da água
. de sais e iões (por difusão e transporte ativo)
Reabsorção
 O filtrado desloca-se para a ansa de Henle
 O ramo descendente é impermeável aos sais e iões e permeável à água
Reabsorção de água  aumento da concentração no tubo urinífero
 O ramo ascendente é impermeável à água e permeável aos sais e iões
Reabsorção de sais e iões  aumento da pressão osmótica do fluido intersticial
 O tubo contornado distal é permeável à água
Reabsorção de água
Osmorregulação Humana
Sistema excretor
56
Secreção - Envolve transporte ativo dos capilares peritubulares para o
lúmen tubular, a nível do túbulo contornado distal e tubo coletor
 Principais substâncias secretadas: amónia, iões H+ e iões potássio (K+)
 eliminação de substâncias tóxicas
regulação do pH do sangue.
Osmorregulação Humana
Sistema excretor
57
 A regulação da pressão
osmótica do meio
interno pode ser
controlada através do
hipotálamo e da hormona
antidiurética (ADH), que
actua ao nível dos
nefrónios, modificando a
permeabilidade das
células dos tubos
uriníferos e dos tubos
colectores em relação à
água.
Osmorregulação Humana
Acção da hormona ADH
58
 Desidratação
 Aumento da pressão osmótica no
sangue.
 O complexo hipotálamo–hipófise
aumento a secreção de ADH.
 Aumento da permeabilidade à água dos
tubos uriníferos e tubos colectores
 Aumento da reabsorção de água nos
tubos uriníferos e tubos colectores.
 Aumento do volume de sangue.
 Diminuição da
pressão osmótica
no sangue.  Diminuição da
produção de
urina.
Osmorregulação Humana
Acção da hormona ADH
59
Osmorregulação – peixes de água salgada
Peixes de água
salgada
 Possuem fluidos internos
hipotónicos relativamente à água
do mar.
 Tendem a:
• perder muita água por osmose.
• ganhar sais, por difusão.
 Necessitam de:
• ganhar água,
• perder sais.
60
Glomérulos de
reduzidas dimensões
Eliminação de sal
pelas brânquias
(transporte activo)
Excreção de sais, ureia, pouca água
(urina muito concentrada)
Secreção
activa de sais
Osmorregulação – peixes de água salgada
 Necessitam de:
• ganhar água,
• perder sais.
H2O
61
Osmorregulação – peixes de água doce
Peixes de água
doce
 Possuem fluidos internos
hipertónicos relativamente à água
do mar.
 Tendem a:
• ganhar muita água por osmose.
• perder sais, por difusão.
 Necessitam de:
• perder água,
• ganhar sais.
62
Osmorregulação – peixes de água doce
H2OBrânquias, entrada de :
- sal (transporte activo)
- água (osmose)
Glomérulos
desenvolvidos
Reabsorção
de sais
Urina muito
diluída
 Necessitam de:
• perder água,
• ganhar sais.
63
Osmorregulação – outros vertebrados marinhos
 As aves voadoras têm elevadas taxas metabólicas.
 O elevado nível metabólico conduz a grandes perdas de água, que são
compensadas pela produção de urina muito concentrada.
 As aves marinhas e alguns répteis, com o alimento, ingerem água
salgada.
64
Osmorregulação – outros vertebrados marinhos
 Como os seus rins não são suficientes para manter o seu equilíbrio
interno, estes animais excretam activamente o excesso de sal, através
de glândulas do sal, situadas na cabeça.
 Estas glândulas são tubos ramificados que terminam em bolsas cujas
células absorvem e eliminam sal do sangue que circula nos capilares
envolventes.
 As tartarugas marinhas também possuem glândulas semelhantes às das
aves que se abrem junto aos olhos.
Excreção de sal
Glândulas
do sal
Lágrimas
de sal
65
Osmorregulação – vertebrados terrestres
 Os vertebrados terrestres possuem mecanismos que lhes permitem
economizar água.
 Aves e mamíferos possuem ansas de Henle, onde ocorre a reabsorção de
água, permitindo-lhes produzir urina mais concentrada que os fluidos
corporais.
 O camelo e rato-canguru possuem longas ansas de Henle para
sobreviverem no deserto, onde há pouca disponibilidade de água.

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Regulação nervosa e hormonal nos animais

  • 2. 2 Homeostasia O meio interno dos seres vivos tende a estar em constante alteração. Para que exista um equilíbrio dinâmico no meio interno, os seres vivos possuem mecanismos (mecanismos homeostáticos) que equilibram as alterações provocadas pelo meio externo.  Os seres vivos são sistemas abertos que estabelecem continuamente trocas com o meio ambiente (ex. entrada de nutrientes, saída de produtos de excreção, trocas de energia…).
  • 3. 3 Homeostasia  manutenção das condições do meio interno dentro de limites compatíveis com a vida Homeostasia
  • 4. 4 Homeostasia  Quando a homeostasia é rompida, o sistema entra num estado de desagregação chamado doença.  Se os mecanismos homeostáticos conseguirem repor o equilíbrio, o estado normal é restabelecido, caso contrário advém a morte.  No sentido de evitar a perda de homeostasia, a actividade dos órgãos é controlada e regulada, respondendo às alterações, quer do meio interno, quer externo, através de mecanismos de retroalimentação ou feedback.
  • 6. 6 Homeostasia  O mecanismo de feedback positivo também está presente nos sistemas biológicos, embora de uma forma mais rara.  O feedback positivo não é utilizado por sistemas reguladores que pretendam manter a estabilidade.  Nos animais, os mecanismos de feedback, que garantem a manutenção da homeostasia, são assegurados pelo sistema nervoso e hormonal (ou endócrino).  Nos sistemas biológicos, a regulação faz-se, na maioria dos casos, por retroalimentação negativa.
  • 7. 7 Homeostasia  Os dois sistemas agem de maneira integrada, garantindo a homeostasia do organismo.
  • 9. 9 Sistema nervoso  O encéfalo é constituído por várias zonas, nomeadamente:  Cérebro - principal órgão do encéfalo, é o centro de controlo de muitas actividades voluntárias e involuntárias do nosso corpo;  Cerebelo - desempenha um papel importante na manutenção do equilíbrio e na coordenação da actividade motora.  Bolbo raquidiano - ponto de passagem dos nervos que ligam a medula ao cérebro  Hipotálamo - desempenha um papel fundamental na regulação do organismo.  …
  • 10. 10 Sistema nervoso  Os receptores sensoriais recebem o estímulo.  Os nervos sensitivos transmitem a informação recebida até ao sistema nervoso central.  No sistema nervoso central ocorre a interpretação dos estímulos e prepara as respostas adequadas ao estímulo recebido.  Os nervos motores transmitem a resposta do sistema nervoso central aos órgãos efectores (ex. músculos).
  • 11. 11 Neurónio  Na constituição do sistema nervoso entram vários milhares de milhões de células nervosas: os neurónios.  O neurónio é a unidade do sistema nervoso.  Os neurónios apresentam um corpo celular e dois tipos de prolongamentos citoplasmáticos - dendrites e axónios.  Os neurónios são células altamente estimuláveis, capazes de detectar pequenas alterações do meio.  Em resposta a estas variações, verifica-se uma alteração eléctrica, que percorre a sua membrana. Estas alterações eléctricas constituem o impulso nervoso.
  • 12. 12 Neurónio Prologamentos celulares. Recebem os estímulos. Recebe os estímulos das dendrites conduzindo-os ao axónio. Prolongamento muito extenso. Conduz o impulso e transmite-o a outras células.
  • 13. 13 Neurónio  Nos Vertebrados parte dos axónios são revestidos por uma bainha isolante de mielina. Núcleo Bainha de mielina Dendrite Axónio Corpo celular
  • 14. 14  A bainha de mielina é formada por camadas concêntricas de membranas das células de Schwann.  O isolamento dos axónios pela bainha de mielina apresenta interrupções, designadas nódulos de Ranvier, nos quais a superfície do axónio fica exposta. Nervo
  • 15. 15  Neurónios reunidos em feixes envolvidos por uma capa de tecido conjuntivo constituem os nervos. Nervo
  • 16. 16 Transmissão do Impulso nervoso  A neurotransmissão ocorre entre neurónios, entre neurónio e célula muscular e entre neurónio célula glandular.
  • 17. 17 Transmissão do Impulso nervoso  A transissão do impulso nervoso ocorre num só sentido – das dendrites do corpo celular para o axónio
  • 18. 18 Transmissão do Impulso nervoso  A membrana do neurónio tem uma permeabilidade desigual em relação a determinados iões Distribuição desigual de iões negativos e positivos de um e de outro lado da membrana O citoplasma do neurónio, junto à membrana citoplasmática, contém menor quantidade de iões positivos do que o meio extracelular (maior concentração de iões negativos no meio intracelular relativamente ao meio extracelular) Gera energia - Potencial eléctrico (quantidade de energia gerada pela diferença de cargas eléctricas)
  • 19. 19 Transmissão do Impulso nervoso  Potencial de membrana – Potencial eléctrico entre as duas faces da membrana (devido à assimetria na distribuição de cargas eléctricas) Membrana polarizada Potencial de membrana quando a membrana não está a ser estimulada: - face interna electronegativa - face externa electropositiva O potencial de membrana é reduzido (cerca de -70 milivoltes).  Potencial de repouso - neurónio não estimulado
  • 20. 20 Transmissão do Impulso nervoso  Potencial de acção – neurónio estimulado Quando o neurónio é estimulado a permeabilidade da membrana é alterada Desencadeiam-se movimentos iónicos através da membrana face interna electropositiva face externa electronegativa (inversão da polarização da membrana) O potencial de membrana é elevado (cerca de 35 milivoltes).
  • 22. 22 Transmissão do Impulso nervoso  Despolarização Alteração do potencial da membrana, devido à entrada de iões positivos na célula. Passagem do potencial de repouso a potencial de acção.  Repolarização Queda do potencial da membrana até atingir o potencial de repouso.
  • 23. 23 Transmissão do Impulso nervoso  O potencial de acção que se gera na área da membrana estimulada, propaga-se à área vizinha, conduzindo à sua despolarização.  Cria-se uma onda de despolarização e repolarização ao longo da membrana do neurónio.  O impulso nervoso é esta onda de despolarização e repolarização.  A propagação do impulso nervoso faz-se num só sentido: dendrites axónio.
  • 24. 24 Transmissão do Impulso nervoso  A propagação do impulso nervoso faz-se num só sentido - do corpo celular para a terminação do axónio.
  • 25. 25 Transmissão do Impulso nervoso  O estímulo altera a permeabilidade da membrana do neurónio aos iões (processo químico)  A inversão das cargas eléctricas numa porção da membrana do neurónio gera um potencial de acção que se propaga pelo neurónio (processo eléctrico) A transmissão da mensagem nervosa é um processo electroquímico
  • 26. 26 Transmissão do impulso nervoso  A velocidade de propagação do impulso nervoso varia de neurónio para neurónio e de animal para animal.  Nas anémonas, esta velocidade é da ordem dos 0,1 m/s, enquanto que nos neurónios motores de alguns mamíferos chega a atingir 120 m/s.  A velocidade de propagação do impulso nervoso numa fibra amielinizada (sem mielina) depende do diâmetro do axónio, sendo tanto maior quanto maior for o diâmetro do mesmo.
  • 27. 27  Nas fibras nervosas mielinizadas, o potencial de acção despolariza a membrana do axónio unicamente na região dos nódulos de Ranvier, pois o efeito isolante da bainha de mielina impede que essa despolarização ocorra nas restantes zonas.  Desta forma, o impulso nervoso salta de um nódulo para o seguinte, permitindo, assim, uma velocidade de propagação muito mais elevada em relação à que se verifica nos neurónios desmielinizados. Transmissão do impulso nervoso  A rápida propagação do impulso nervoso, nos neurónios dos vertebrados, é garantida pela presença da bainha de mielina que recobre os axónios.
  • 28. 28 Transmissão do impulso nervoso  A bainha de mielina permite:  transmissão do impulso mais rápida.  estruturas menos volumosas mais compatíveis com o estilo de vida mais complexa.
  • 29. 29 Sinapse Transmissão do impulso nervoso  A transmissão de um impulso nervoso de um neurónio para outra célula - outro neurónio, célula muscular, sensorial ou glandular - ocorre através das sinapses (região de contacto muito próxima entre a extremidade de um neurónio e a superfície de outra célula). http://www.youtube.com/watch?v=KdFSdOrBRiM
  • 30. 30 Sinapse Transmissão do impulso nervoso • Mais raras e mais simples. • Evolutivamente mais antigas. • Só são possíveis se a distância entre duas células não ultrapassar os 3 nm. • A corrente iónica passa directamente de uma célula para outra. • Estão envolvidas em processos que exigem respostas muito rápidas. • Mais frequentes nos animais. • As correntes iónicas ocorrem unidireccionalmente, entre a zona terminal de um axónio e a dendrite do neurónio seguinte.
  • 31. 31 Sinapse química  Os neurotransmissores encontram-se armazenados em vesículas.  O impulso nervoso induz a fusão dessas vesículas com a membrana do axónio, permitindo que os neurotransmissores sejam lançados na fenda sináptica, por exocitose.
  • 32. 32 Sinapse química  Os neurotransmissores ao ligarem-se a receptores da membrana do neurónio pós sináptico, conduzem à alteração da permeabilidade da membrana e, consequentemente, originam um impulso nervoso neste neurónio.  Na sinapse a mensagem eléctrica (potencial de acção) converte-se em mensagem química (libertação de neurotransmissores) que volta a converter-se em mensagem eléctrica (potencial de acção)
  • 33. 33  Para dar resposta aos estímulos do meio, além do sistema nervoso, os animais possuem o sistema endócrino ou hormonal.  O hipotálamo estabelece a ligação entre o sistema nervoso e o sistema hormonal. Interacção regulação hormonal/nervosa
  • 34. 34 Interacção regulação hormonal/nervosa  O sistema nervoso e o sistema endócrino (ou hormonal) reagem a estímulos enviando mensagens, que irão desencadear uma resposta dos órgãos efectores.
  • 35. 35  A coordenação nervosa e a coordenação hormonal estão estritamente relacionadas, sendo a conexão mais importante o complexo hipotálamo-hipófise.  O hipotálamo recebe informações de diferentes proveniências.  O hipotálamo envia sinais hormonais directamente para a hipófise.  A hipófise responde através da produção de hormonas.  Estas hormonas actuam em diferentes partes do organismo, nomeadamente estimulando ou inibindo outras glândulas. Interacção regulação hormonal/nervosa
  • 36. 36  Hormonas hipotalámicas actuam na hipófise, estimulando ou inibindo a produção e libertação de hormonas hipofisárias que vão controlar o funcionamento dos tecidos do organismo. Interacção regulação hormonal/nervosa
  • 37. 37  Para dar resposta aos estímulos do meio, além do sistema nervoso, os animais possuem o sistema endócrino ou hormonal.  O sistema endócrino é formado por glândulas endócrinas secretoras de moléculas orgânicas que funcionam como mensageiros químicos – hormonas.  As hormonas são lançadas no sangue e vão actuar sobre células-alvo, as quais desencadeiam uma determinada alteração. Regulação hormonal – actuação das hormonas
  • 38. 38  As hormonas estrogénio e progesterona são lançadas no sangue e vão actuar sobre as células da parede uterina (células-alvo), as quais desencadeiam uma determinada alteração. Regulação hormonal – actuação das hormonas
  • 39. 39 Regulação hormonal – actuação das hormonas  A célula-alvo de uma hormona tem receptores específicos para essa hormona.  A maior parte das vezes as moléculas receptoras das hormonas (A) localizam- se na membrana plasmática. No entanto, por vezes (B), os receptores podem localizar-se no citoplasma da célula-alvo.  Garante uma resposta específica de determinadas células perante um dado sinal  Contribui para a manutenção da homeostasia.
  • 41. 41 Regulação nervosa vs hormonal Regulação nervosa Regulação hormonal Tipo de estímulos Externos e internos Principalmente internos Tipo de mensagem Electroquímica (sob a forma de potencial de acção ao longo da fibra nervosa) Química (hormonas) Meio de transporte das mensagens Neurónios Sangue Efectores Músculos e glândulas Células-alvo Local de acção Células contíguas Células a distâncias variáveis Nº de efectores Reduzido (só as cél. contíguas) Elevado (todas as que tiverem receptores específicos) Velocidade Muito rápida Mais lenta Tempo de resposta Curta duração Longa duração
  • 42. 42 Termorregulação e Osmorregulação  A termorregulação e a osmorregulação são exemplos de mecanismos homeostáticos com coordenação neuro-hormonal.  A termorregulação é o conjunto de mecanismos que permitem manter a temperatura do meio interno dentro de valores compatíveis com a vida (mesmo quando ocorrem grandes variações de temperatura no meio externo).  A osmorregulação é o conjunto de mecanismos que permitem manter a pressão osmótica (água e sais minerais) do meio interno dentro de valores compatíveis com a vida.  A termorregulação e a osmorregulação envolvem circuitos de feed-back negativo que tendem a contrariar a alteração de temperatura/pressão osmótica e repor as condições normais.
  • 43. 43 Termorregulação e Osmorregulação  A temperatura e a pressão osmótica do meio interno são factores que condicionam o bom funcionamento do organismo.  Os animais têm a capacidade de regular a temperatura e a pressão osmótica corporal, dentro de certos limites.  Se os limites de temperatura e pressão osmótica forem ultrapassados a homeostasia entra em ruptura e a sobrevivência do animal é posta em causa. A temperatura e a pressão osmótica condicionam a vida dos animais são factores limitantes do metabolismo celular.
  • 45. 45 Termorregulação  Maior taxa metabólica (circulação dupla completa) Maior calor interno Temperatura do corpo constante  Animais endotérmicos e homeotérmicos  Ex. aves e mamíferos  Baixa taxa metabólica Reduzido calor interno O calor corporal é obtido por absorção do calor externo (apresentam estratégias comportamentais que permitem ajustar a temperatura corporal) • Animais ectotérmicos e poiquilotérmicos • Ex. invertebrados, peixes, anfíbios e répteis.
  • 49. 49 • Vasodilatação • Sudorese • Redução da produção de calor Resposta ao aumento da temperatura Resposta à diminuição da temperatura • Vasoconstrição •Erecção dos pêlos • Aumento da produção de calor  O sistema nervoso regula a temperatura corporal através de mecanismos de feedback negativo, dado que o efeito vai contrariar a causa, conseguindo-se a manutenção da temperatura corporal. Termorregulação Humana
  • 50. 50 Osmorregulação • Quando os animais apresentam uma concentração de sais dos fluidos corporais que varia com a concentração do meio ambiente. • Não regulam a concentração de sais dos seus fluidos corporais. • Ex. a maior parte dos invertebrados marinhos são isotónicos com a água do mar. • Quando os animais apresentam uma concentração do seu meio interno muito diferente da do meio envolvente. • Regulam a concentração de sais dos fluidos corporais. • Ex. a maior parte dos vertebrados.
  • 52. 52 Medula Cortéx Ureter Medula Cápsula de Bowman Bacinete Cortéx Tubo colector Osmorregulação Humana Sistema excretor Glomérulo de Malpighi Tubo urinífero
  • 54. 54 Osmorregulação Humana Sistema excretor Cápsula de Bowman Filtração Filtração – A elevada pressão sanguínea no glomérulo de Malpighi gera a saída de água e grande parte do soluto para a cápsula de Bowman. São filtradas substâncias úteis e substâncias tóxicas. Reabsorção Reabsorção - Substâncias úteis (água, NaCl, glicose, aminoácidos) que foram anteriormente filtradas, passam de novo para os capilares. Secreção Secreção - Alguns compostos e iões, nomeadamente amónia, K+ e H+, passam dos capilares para o tubo urinífero. Excreção Glomérulo de Malpighi https://www.youtube.com/watch?v=QRwXTnmzuV8
  • 55. 55  Filtração – Saída de água e grande parte do soluto do glomérulo para a cápsula de Bowman, ficando as proteínas (macromoléculas).  Aumento da pressão osmótica no sangue  Movimento, do tubo contornado proximal para os capilares: . da água . de sais e iões (por difusão e transporte ativo) Reabsorção  O filtrado desloca-se para a ansa de Henle  O ramo descendente é impermeável aos sais e iões e permeável à água Reabsorção de água  aumento da concentração no tubo urinífero  O ramo ascendente é impermeável à água e permeável aos sais e iões Reabsorção de sais e iões  aumento da pressão osmótica do fluido intersticial  O tubo contornado distal é permeável à água Reabsorção de água Osmorregulação Humana Sistema excretor
  • 56. 56 Secreção - Envolve transporte ativo dos capilares peritubulares para o lúmen tubular, a nível do túbulo contornado distal e tubo coletor  Principais substâncias secretadas: amónia, iões H+ e iões potássio (K+)  eliminação de substâncias tóxicas regulação do pH do sangue. Osmorregulação Humana Sistema excretor
  • 57. 57  A regulação da pressão osmótica do meio interno pode ser controlada através do hipotálamo e da hormona antidiurética (ADH), que actua ao nível dos nefrónios, modificando a permeabilidade das células dos tubos uriníferos e dos tubos colectores em relação à água. Osmorregulação Humana Acção da hormona ADH
  • 58. 58  Desidratação  Aumento da pressão osmótica no sangue.  O complexo hipotálamo–hipófise aumento a secreção de ADH.  Aumento da permeabilidade à água dos tubos uriníferos e tubos colectores  Aumento da reabsorção de água nos tubos uriníferos e tubos colectores.  Aumento do volume de sangue.  Diminuição da pressão osmótica no sangue.  Diminuição da produção de urina. Osmorregulação Humana Acção da hormona ADH
  • 59. 59 Osmorregulação – peixes de água salgada Peixes de água salgada  Possuem fluidos internos hipotónicos relativamente à água do mar.  Tendem a: • perder muita água por osmose. • ganhar sais, por difusão.  Necessitam de: • ganhar água, • perder sais.
  • 60. 60 Glomérulos de reduzidas dimensões Eliminação de sal pelas brânquias (transporte activo) Excreção de sais, ureia, pouca água (urina muito concentrada) Secreção activa de sais Osmorregulação – peixes de água salgada  Necessitam de: • ganhar água, • perder sais. H2O
  • 61. 61 Osmorregulação – peixes de água doce Peixes de água doce  Possuem fluidos internos hipertónicos relativamente à água do mar.  Tendem a: • ganhar muita água por osmose. • perder sais, por difusão.  Necessitam de: • perder água, • ganhar sais.
  • 62. 62 Osmorregulação – peixes de água doce H2OBrânquias, entrada de : - sal (transporte activo) - água (osmose) Glomérulos desenvolvidos Reabsorção de sais Urina muito diluída  Necessitam de: • perder água, • ganhar sais.
  • 63. 63 Osmorregulação – outros vertebrados marinhos  As aves voadoras têm elevadas taxas metabólicas.  O elevado nível metabólico conduz a grandes perdas de água, que são compensadas pela produção de urina muito concentrada.  As aves marinhas e alguns répteis, com o alimento, ingerem água salgada.
  • 64. 64 Osmorregulação – outros vertebrados marinhos  Como os seus rins não são suficientes para manter o seu equilíbrio interno, estes animais excretam activamente o excesso de sal, através de glândulas do sal, situadas na cabeça.  Estas glândulas são tubos ramificados que terminam em bolsas cujas células absorvem e eliminam sal do sangue que circula nos capilares envolventes.  As tartarugas marinhas também possuem glândulas semelhantes às das aves que se abrem junto aos olhos. Excreção de sal Glândulas do sal Lágrimas de sal
  • 65. 65 Osmorregulação – vertebrados terrestres  Os vertebrados terrestres possuem mecanismos que lhes permitem economizar água.  Aves e mamíferos possuem ansas de Henle, onde ocorre a reabsorção de água, permitindo-lhes produzir urina mais concentrada que os fluidos corporais.  O camelo e rato-canguru possuem longas ansas de Henle para sobreviverem no deserto, onde há pouca disponibilidade de água.