Regulação nervosa e hormonal nos animais

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Regulação nervosa e hormonal nos animais

  1. 1. REGULAÇÃONERVOSA E HORMONAL EM ANIMAIS Margarida Barbosa Teixeira
  2. 2. Homeostasia2  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…). 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.
  3. 3. Homeostasia3 Homeostasia  manutenção das condições do meio interno dentro de limites compatíveis com a vida
  4. 4. Homeostasia4  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. 5. Homeostasia5 Homeostasia Mecanismos de controlo Retroalimentação Retroalimentação negativa positiva Contraria a alteração da Amplifica a variável a alterar variável
  6. 6. Homeostasia6  Nos sistemas biológicos, a regulação faz-se, na maioria dos casos, por retroalimentação negativa.  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).
  7. 7. Homeostasia7  Os dois sistemas agem de maneira integrada, garantindo a homeostasia do organismo.
  8. 8. Sistema nervoso8
  9. 9. Sistema nervoso9 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 nervoso10  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. Neurónio11  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. Neurónio12 Prologamentos Recebe os Prolongamento muito celulares. estímulos das extenso. Recebem os dendrites Conduz o impulso e estímulos. conduzindo-os transmite-o a outras ao axónio. células.
  13. 13. Neurónio13 Dendrite Núcleo Bainha de mielina Corpo celular Axónio  Nos Vertebrados parte dos axónios são revestidos por uma bainha isolante de mielina.
  14. 14. Nervo14  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.
  15. 15. Nervo15  Neurónios reunidos em feixes envolvidos por uma capa de tecido conjuntivo constituem os nervos.
  16. 16. Transmissão do Impulso nervoso16  A neurotransmissão ocorre entre neurónios, entre neurónio e célula muscular e entre neurónio célula glandular.
  17. 17. Transmissão do Impulso nervoso17  A transissão do impulso nervoso ocorre num só sentido – das dendrites do corpo celular para o axónio
  18. 18. Transmissão do Impulso nervoso18  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 19 Potencial de membrana – Potencial eléctrico entre as duas faces da membrana(devido à assimetria na distribuição de cargas eléctricas)Membrana polarizada Potencial de repouso - neurónio não estimulado 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).
  20. 20. Transmissão do Impulso nervoso20  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. 21. Transmissão do Impulso nervoso21
  22. 22. Transmissão do Impulso nervoso22  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 nervoso23  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 nervoso24  A propagação do impulso nervoso faz-se num só sentido - do corpo celular para a terminação do axónio.
  25. 25. Transmissão do Impulso nervoso25  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 nervoso26  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. Transmissão do impulso nervoso27  A rápida propagação do impulso nervoso, nos neurónios dos vertebrados, é garantida pela presença da bainha de mielina que recobre os axónios.  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.
  28. 28. Transmissão do impulso nervoso28  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 nervoso29  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). Impulso Nervoso.flv
  30. 30. Sinapse Transmissão do impulso nervoso30 • Mais raras e mais simples. • Mais frequentes nos animais. • Evolutivamente mais antigas. • As correntes iónicas ocorrem • Só são possíveis se a distância unidireccionalmente, entre a entre duas células não ultrapassar zona terminal de um axónio e a os 3 nm. dendrite do neurónio seguinte. • A corrente iónica passa directamente de uma célula para outra. • Estão envolvidas em processos que exigem respostas muito rápidas.
  31. 31. Sinapse química31  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 química32  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. Interacção regulação hormonal/nervosa33  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.
  34. 34. Interacção regulação hormonal/nervosa34  O sistema nervoso e o sistema endócrino (ou hormonal) reagem a estímulos enviando mensagens, que irão desencadear uma resposta dos órgãos efectores.
  35. 35. Interacção regulação hormonal/nervosa35  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.
  36. 36. Interacção regulação hormonal/nervosa36  Hormonas hipotalámicas actuam na hipófise, estimulando ou inibindo a produção e libertação de hormonas hipofisárias que vão controlar o funcionamento dos tecidos do organismo.
  37. 37. Regulação hormonal – actuação das hormonas37  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.
  38. 38. Regulação hormonal – actuação das hormonas38  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.
  39. 39. Regulação hormonal – actuação das hormonas39  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. 40. Regulação hormonal vs nervosa40
  41. 41. Regulação nervosa vs hormonal41 Regulação nervosa Regulação hormonal Tipo de estímulos Externos e internos Principalmente internos Electroquímica Tipo de mensagem (sob a forma de potencial de Química (hormonas) acção ao longo da fibra nervosa) Meio de transporte das Neurónios Sangue mensagens Efectores Músculos e glândulas Células-alvo Células a distâncias Local de acção Células contíguas variáveis Elevado (todas as que Nº de efectores Reduzido (só as cél. contíguas) tiverem receptores específicos) Velocidade Muito rápida Mais lenta Tempo de resposta Curta duração Longa duração
  42. 42. Termorregulação e Osmorregulação42  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 Osmorregulação43  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. 44. Termorregulação44
  45. 45. Termorregulação45  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. 46. Termorregulação46  FisiológicosMecanismos de  Morfológicostermorregulação  Comportamentais
  47. 47. Termorregulação Humana47 erecção dos pêlos
  48. 48. Termorregulação Humana48
  49. 49. Termorregulação Humana49 Resposta ao aumento da Resposta à diminuição da temperatura temperatura • Vasodilatação • Vasoconstrição • Sudorese •Erecção dos pêlos • Redução da • Aumento da produção de produção de calor 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.
  50. 50. Osmorregulação50 • Quando os animais apresentam • Quando os animais apresentam uma concentração de sais dos uma concentração do seu meio fluidos corporais que varia com a interno muito diferente da do concentração do meio ambiente. meio envolvente. • Não regulam a concentração de • Regulam a concentração de sais dos seus fluidos corporais. sais dos fluidos corporais. • Ex. a maior parte dos • Ex. a maior parte dos invertebrados marinhos são vertebrados. isotónicos com a água do mar.
  51. 51. Osmorregulação Humana Sistema excretor51 Glândula suprarenal Veia cava Rim inferior Veia renal Aorta Artéria renal Ureter Bexiga Uretra
  52. 52. Osmorregulação Humana Sistema excretor52 Cápsula de Bowman Cortéx Tubo urinífero Glomérulo de Malpighi Bacinete Medula Medula Cortéx Ureter Tubo colector
  53. 53. Osmorregulação Humana Sistema excretor53
  54. 54. Osmorregulação Humana Sistema excretor54 Filtração - substâncias são seleccionadas pelas suas dimensões. Tanto podem ser filtradas substâncias úteis como tóxicas. Reabsorção - são reabsorvidas substâncias úteis (água, NaCl, glicose, aminoácidos) que foram anteriormente filtradas. Secreção - secreção de sais, de modo a manter o gradiente de concentração necessário para que ocorra reabsorção de água. Glomérulo de Cápsula de Malpighi Bowman Reabsorção Secreção Filtração Excreção
  55. 55. Osmorregulação Humana Sistema excretor55  Filtração – Saída de água e grande parte do soluto para a cápsula de Bowman, ficando as proteínas.  Aumento da pressão osmótica no sangue  Tubo contornado proximal para os capilares - Reabsorção de água por osmose e de sais e iões por difusão e transporte activo  O filtrado desloca-se para a ansa de Henle  O ramo descendente é impermeável aos sais e iões e permeável à água Saída de água do tubo  aumento da concentração no tubo  O ramo ascendente é impermeável à água e permeável aos sais e iões Saída de sais e iões do tubo urinífero  Aumento da pressão osmótica do fluido intersticial
  56. 56. Osmorregulação Humana Sistema excretor56  O tubo contornado distal é permeável à água  a água sai do tubo Reabsorção de água  Secreção - Envolve transporte activo dos capilares peritubulares para o lúmen tubular, a nível do túbulo contornado distal e tubo colector  Principais substâncias secretadas: ião H+, ião potássio (K+) e catiões e aniões orgânicos
  57. 57. Osmorregulação Humana Acção da hormona ADH57  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.
  58. 58. Osmorregulação Humana Acção da hormona ADH58  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.
  59. 59. Osmorregulação – peixes de água salgada59  Possuem fluidos internos hipotónicos relativamente à água do mar. Peixes de água salgada  Tendem a: • perder muita água por osmose. • ganhar sais, por difusão.  Necessitam de: • ganhar água, • perder sais.
  60. 60. Osmorregulação – peixes de água salgada60  Necessitam de: • ganhar água, • perder sais. Secreção Glomérulos de activa de sais reduzidas dimensões H2O Eliminação de sal pelas brânquias Excreção de sais, ureia, pouca água (transporte activo) (urina muito concentrada)
  61. 61. Osmorregulação – peixes de água doce61  Possuem fluidos internos hipertónicos relativamente à água do mar. Peixes de água doce  Tendem a: • ganhar muita água por osmose. • perder sais, por difusão.  Necessitam de: • perder água, • ganhar sais.
  62. 62. Osmorregulação – peixes de água doce62  Necessitam de: • perder água, Reabsorção • ganhar sais. Glomérulos de sais desenvolvidos Urina muito Brânquias, entrada de : H2O diluída - sal (transporte activo) - água (osmose)
  63. 63. Osmorregulação – outros vertebrados marinhos63  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 marinhos64 Glândulas do sal Lágrimas Excreção de sal de sal  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.
  65. 65. Osmorregulação – vertebrados terrestres65  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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