Jornal de Estudo

Monday, October 16, 2006

Lições 3 e 4

Regulação nos seres vivos

Vários são os exemplos dos seres vivos que reagem a muitas características do meio. Por exemplo as plantas das zonas temperadas apresentam folhagem caduca. A perda da folhagem na estação desfavorável permite a sua sobrevivência.
Os seres vivos são sistemas abertos pois ocorrem trocas de matéria energia e de informação com o meio exterior. Face às modificações do meio ambiente os organismos respondem adequadamente, permitindo a conservação do equilíbrio do sistema, apresentando mecanismos de regulação.
A adaptação às mudanças ambientais é uma das características da vida.
A homeostasia ( hómoios = semelhante + stasis = situação ) é a manutenção das condições do meio interno dentro de limites compatíveis com a vida.
Os mecanismos de homeostasia protegem o meio interno do impacto de variações consideráveios dp meio externo.

Regulação nervosa e hormonal nos animais

A capacidade dos seres vivos responderem a estímulos do ambiente é designada por irritabilidade. As respostas podem ser simples como o movimento que um protozoário efectua para fugir de uma substância tóxica ou bem mais complexa como a resposta de um vertebrado ao elaborar sinais de cortejamento.
No caso dos organismos unicelulares, a percepção do estímulo e a produção de uma resposta confinam-se apenas a uma célula. A evolução para a multicelularidade, em especial os níveis elevados de especialização dos animais, exigiu o desenvolvimento de mecanismos complexos de comunicação entre as células e os órgãos.
Assim as comunicações rápidas são asseguradas pelo sistema nervoso que envolve a propagação de alterações electroquímicas ao longo das membranas celulares.
As respostas mais lentas, ou que se efectuam a longo prazo, são controladas, nos animais, por mecanismos hormonais, que envolvem a libertação de mensageiros químicos para os fluidos circulantes, até atingirem os órgãos alvo.

Coordenação nervosa


O sistema nervoso foi desenvolvido no sentido de responder, de forma rápida, às alterações do ambiente e de manter o equilíbrio do meio interno.
Nos vertebrados, o sistema nervoso compreende o SNC, constituído por encéfalo e medula espinal e o sistema nervoso periférico, constituído pelos nervos. Os centros nervosos estão protegidos pelas estruturas esqueléticas, o crânio e a coluna vertebral. Do SNC faz parte o complexo hipotálamo-hipófise. O hipotálamo é o centro coordenador da homeostasia nos vertebrados e está ligado à hipófise por um pedículo que contém vasos sanguíneos e formações nervosas. Um nervo é constituído por um conjunto de feixes de fibras nervosas, cada um envolvido por uma membrana. Entre estas estruturas existem vasos sanguíneos e um tecido de ligação. As vias nervosas que transmitem mensagens dos receptores para os centros nervosos são os nervos sensitivos ou vias aferentes e as que transmitem mensagens emitidas pelos centros nervosos para os efectores são designadas por nervos motores ou vias eferentes.
A unidade básica é a célula nervosa, o neurónio. Os neurónios podem apresentar diferentes formas de acordo com a sua função e localização. Os neurónios são altamente estimuláveis, capazes de detectar pequenas alterações do meio. Em resposta a estas alterações verifica-se uma alteração eléctrica que percorre a sua membrana, o impulso nervoso.
Os neurónios possuem:
Corpo célula onde se localiza o núcleo e a maioria das estruturas citoplasmáticas.
As dendrites são prolongamentos finos, geralmente ramificados, que recebem e conduzem os estímulos do ambiente ou de outras células nervosas até ao corpo celular.
O axónio é geralmente uma fibra fina e longa, com diâmetro relativamente uniforme e cuja função é transmitir os impulsos provenientes do corpo celular. Nos vertebrados e em alguns invertebrados mais complexos o axónio é coberto por uma bainha isolante de mielina. O conjunto do axónio e da bainha forma a fibra nervosa. As fibras nervosas reunidas em feixes envolvidos por uma capa de tecido conjuntivo constituem os nervos.

Impulso nervoso

Todas as células apresentam diferenças de concentração de iões entre a face interna e a face externa da sua membrana plasmática.
O fluido intersticial que rodeia os neurónios apresenta elevadas concentrações de Na+ e de Cl-, mas baixa concentração de K+. Por outro lado no meio intracelular existe uma elevada concentração de K+, mas baixa concentração de Na+ e Cl-. Como o citoplasma dos neurónios contém, proporcionalmente, menor quantidade de iões positivos que o fluido intersticial, a superfície interna da membrana apresenta carga eléctrica negativa, enquanto que a face externa positiva. Gera-se uma diferença de potencia eléctrico entre as duas faces da membrana, potencial de membrana, que quando o neurónio está em repouso é de -60mV- potencial de repouso. Este potencial deve-se essencialmente à diferença de concentração de Na+ e de K+, dentro e fora da célula. Esta diferença mantém-se também devido ao funcionamento das bombas de sódio e potássio, que bombeiam sódio para o meio externo e potássio para o meio interno (com consumo de ATP), contrariando o movimento de difusão passiva destes iões. Como a bomba de sódio e potássio transporta 3 Na+ por cada 2 K+ que sai da célula, por transporte passivo, supera a quantidade de iões Na+, que entra na célula. Desta forma a célula perde cargas positivas,. gerando-se um excesso de cargas negativas no interior da célula, relativamente ao exterior.
Na membrana celular, existem canais que permitem a passagem de K+ e de Na+ de forma passiva. Estes canais estão fechados quando o neurónio está em repouso, abrindo-se quando a célula é estimulada.
Quando um neurónio é atingido por um determinado estimulo, os canais de Na+ abrem-se, conduzindo a uma rápida entrada de Na+ para a célula. Esta brusca entrada de iões positivos altera o potencial de membrana para +50mV. Esta alteração do potencial chama-se despolarização. A passagem do potencial eléctrico de -60mV para +50mV, designa-se de potencial de acção e é aproximadamente de 110mV.
A estimulação de um neurónio obedece à lei do tudo ou nada. O estímulo tem de ter uma determinada intensidade para desencadear um potencial de acção. Esse estímulo mínimo designa-se de estímulo limiar. Uma vez ultrapassado esse estímulo, o potencial de acção é igual independentemente da intensidade do estímulo.
A despolarização de determinado ponto do neurónio ocorre durante cerca de 1.5 milésimos de segundo, pois quando o potencial de acção atinge o seu pico, aumenta a permeabilidade da membrana ao K+, enquanto que a permeabilidade dos canais Na+ volta ao normal. Assim verifica-se uma queda do potencial de membrana, até se atingir o valor de repouso, ocorre repolarização. O potencial de acção, que se gera na área da membrana estimulada, propaga-se à área vizinha, conduzindo à sua despolarização. Verifica-se uma onda de despolarização/repolarização que constitui o impulso nervoso.
A propagação do impulso nervoso faz-se num único sentido- das dendrites para o axónio.

Transmissão do impulso nervoso ao longo dos axónios

A velocidade de propagação do impulso nervoso varia de neurónio e de animal para animal. Axónios de pequeno diâmetro conduzem o impulso nervoso lentamente, pois apresentam uma maior resistência interno ao fluxo, axónios de grande diâmetro podem conduzir o impulso mais rapidamente. A velocidade máxima nos invertebrados é cerca de 0,1m/s. Os vertebrados não tem neurónios de diâmetro tão elevado como o dos invertebrados, no entanto a velocidade do impulso pode ser muito superior. A rápida propagação é garantida pela presença de uma bainha de mielina que recobre os axónios. Esta bainha é formada por camadas concêntricas de membranas das células de Schwann. Este isolamento apresenta interrupções, os nódulos de Ranvier. 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. Deste modo o impulso nervoso salta de um nódulo para o seguinte, permitindo a sua rápida propagação.

Transmissão do impulso entre os neurónios- sinapses

A transmissão do impulso nervoso de um neurónio para o outro faz-se através das sinapses. A sinapse é uma região de contacto próximo entre a extremidade de um neurónio e a superfície de outras células (outros neurónios, células musculares, células sensoriais ou células glandulares.).
Nas sinapses químicas existe um pequeno espaço entre as membranas celulares, a fenda sináptica. Quando o impulso nervoso atinge as extremidades do axónio pré-sináptico, libertam-se para a fenda sináptica substâncias químicas, os neurotransmissores. Estas substâncias ligam-se a receptores da membrana da célula seguinte, desencadeando o impulso nervoso. O neurotransmissor no caso das sinapses que se estabelecem entre as terminações dos axónios e as células musculares é a acetilcolina.
As sinapses eléctricas, menos comuns, permitem que o impulso nervoso se propague mais rapidamente de um neurónio para outro. O potencial de acção propaga-se do neurónio pré-sináptico para o pós-sináptico, sem intervenção de neurotransmissores. Nestas sinapses existem alguns pontos de contacto entre as membranas das duas células, permitindo que despolarização se propague de forma contínua. Estas sinapses ocorrem no SNC dos vertebrados e estão envolvidas em processos que exigem respostas rápidas.

1 Comments:

At 11:04 AM, Anonymous Anonymous said...

Um excelente artigo!

 

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