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Curso: Biblioteca de Biologia > Unidade 32
Lição 1: Estrutura corporal & homeostaseHomeostase
Aprenda como organismos mantêm a homeostase, ou um ambiente interno estável.
Principais pontos
- Homeostase é a tendência a resistir a mudanças a fim de manter um ambiente interno estável, relativamente constante.
- Homeostase normalmente envolve ciclos de retroalimentação negativa que neutralizam mudanças de várias propriedades de seus valores-alvo, conhecidos como pontos de ajuste.
- Em contraste com a retroalimentação negativa, a retroalimentação positiva amplia seus estímulos iniciadores, em outras palavras, eles movem o sistema para longe de seu estado inicial.
Introdução
Qual é a temperatura no local em que você está agora? Eu chutaria que não deve ser de aproximadamente
A tendência a manter ambiente interno estável e relativamente constante é chamada de homeostase. O corpo mantém a homeostase para muitos fatores, além da temperatura. Por exemplo, a concentração de vários íons no seu sangue deve se manter estável, bem como o pH e a concentração de glicose. Se estes valores ficam muito altos ou baixos, você pode ficar muito doente.
A homeostase é mantida em muitos níveis, não só o nível do corpo todo como para temperatura. Por exemplo, o estômago mantém um pH que é diferente dos órgãos ao seu redor, e cada célula mantém as concentrações de íons diferentes do fluido circundante. A manutenção da homeostase em cada nível é fundamental para manter a função global do corpo.
Então, como a homeostase é mantida? Vamos responder a esta pergunta olhando para alguns exemplos.
Manutenção da homeostase
Sistemas biológicos, como aqueles do seu corpo, estão constantemente sendo empurrados longe de seus pontos de equilíbrio. Por exemplo, quando você se exercita, seus músculos aumentam a produção de calor, elevando a sua temperatura corporal. Da mesma forma, quando você bebe um copo de suco de fruta, a glicose no seu sangue sobe. A homeostase depende da capacidade do seu corpo de detectar e se opor a estas mudanças.
A manutenção da homeostase geralmente envolve ciclos de retroalimentação negativa. Esses ciclos agem em oposição ao estímulo ou ao sinal de entrada que o dispara. Por exemplo, se a temperatura do seu corpo está muito elevada, a retroalimentação negativa irá agir para trazê-la novamente para baixo para o valor normal, ou valor-alvo,
Como isso funciona? Primeiro, a alta temperatura será detectada pelos sensores — células nervosas com terminações em sua pele e cérebro — e retransmitida para o centro de controle regulador de temperatura do seu cérebro. O centro de controle irá processar as informações e ativar efetores — tais como as glândulas sudoríparas — cujo trabalho é se opor ao estímulo diminuindo a temperatura do corpo.
Claro, a temperatura do corpo não só oscila para cima do seu valor-alvo — ela também pode cair para baixo deste valor. Em geral, circuitos homeostáticos envolvem pelo menos dois ciclos de retroalimentação negativa:
- Um é ativado quando um parâmetro — como a temperatura do corpo — varia para cima do ponto de ajuste e é projetado para trazê-lo de volta para baixo.
- Um é ativado quando o parâmetro varia para baixo do valor de ajuste e é projetado para trazê-lo de volta para cima.
Para tornar essa ideia mais concreta, vamos dar uma olhada nos ciclos de retroalimentação opostos que controlam a temperatura do corpo.
Respostas homeostáticas na regulação da temperatura
Se a sua temperatura corporal ficar muito quente ou muito fria, os sensores na periferia e no cérebro informam ao centro de regulação de temperatura do seu cérebro — em uma região chamada hipotálamo — que sua temperatura se desviou do seu ponto de ajuste.
Por exemplo, se você tem se exercitado bastante, sua temperatura corporal pode subir para cima de seu ponto de ajuste, e você precisará ativar mecanismos para se refrescar. O fluxo sanguíneo para a sua pele aumenta para acelerar a perda de calor em seus arredores, e talvez você também comece a suar para que a evaporação do suor da sua pele ajude a diminuir sua temperatura. Respiração pesada também pode aumentar a perda de calor.
Por outro lado, se você está sentado em uma sala fria e não está vestindo roupas quentes, o centro de temperatura no cérebro precisa desencadear respostas que o ajudem a se aquecer. O fluxo de sangue para sua pele diminui e você pode começar a tremer para que seus músculos gerem mais calor. Você também pode ficar arrepiado — para que os pelos do seu corpo se levantem e mantenham uma camada de ar perto de sua pele — e aumentar a liberação de hormônios que atuam para aumentar a produção de calor.
Notavelmente, o ponto de ajuste não é sempre rigidamente fixado e pode ser um alvo em movimento. Por exemplo, a temperatura do corpo varia ao longo de um período de 24 horas, de mais alta no final da tarde para a mais baixa no início da manhã.
Distúrbios na retroalimentação perturbam a homeostase
A homeostase depende da retroalimentação negativa. Então, qualquer coisa que interfira no mecanismo de retroalimentação pode — e provavelmente irá — perturbar a homeostase. No caso do corpo humano, isso pode levar à uma doença.
A diabetes, por exemplo, é uma doença causada por um defeito na retroalimentação envolvendo o hormônio insulina. Esse defeito na retroalimentação dificulta ou impossibilita o corpo de diminuir o alto nível de açúcar do sangue (glicemia) para valores saudáveis.
Para entender como a diabetes ocorre, vamos olhar alguns conceitos básicos de regulação da glicemia. Em uma pessoa saudável, os níveis glicêmicos são controlados por dois hormônios: insulina e glucagon.
A insulina diminui a concentração de glicose no sangue. Depois de uma refeição, os níveis de glicose no sangue aumentam, ativando a secreção de insulina pelas células β pancreáticas. A insulina age como um sinal que ativa as células do corpo, como adipócitos e células musculares, para que usem a glicose como combustível. A insulina também faz com que a glicose seja convertida em glicogênio — uma molécula armazenadora — no fígado. Ambos os processos retiram a glicose do sangue, levando a uma diminuição da glicemia e redução na secreção de insulina, recuperando a homeostase do sistema.
O glucagon faz o oposto: ele aumenta a concentração de glicose no sangue. Se você não se alimentar por algum tempo, seu nível de glicose vai diminuir, o que ativa a liberação de glucagon por um outro grupo de células pancreáticas, as células α. O glucagon age no fígado, fazendo com que o glicogênio seja quebrado em glicose e liberado na corrente sanguínea, levando a um aumento nos níveis de glicose no sangue. Isso reduz a secreção de glucagon e recupera a homeostase do sistema.
Diabetes acontece quando o pâncreas de uma pessoa não consegue produzir insulina suficiente, ou quando as células do corpo param de responder à insulina, ou ambos. Sob essas condições, as células do corpo não conseguem assimilar glicose rapidamente, de forma que o nível de açúcar no sangue permanece alto por um longo período após uma refeição. Isso acontece por dois motivos:
- Células musculares e adiposas não recebem glicose ou combustível suficiente. Isso pode deixar as pessoas cansadas e levar ao desgaste dos tecidos muscular e adiposo.
- Glicemia elevada causa sintomas como excesso de urina, sede e até desidratação. Com o passar do tempo, pode levar a complicações mais severas.
Ciclos de retroalimentação positiva
Circuitos homeostáticos geralmente envolvem ciclos de retroalimentação negativa. A principal característica da retroalimentação negativa é que ela contrapõe-se a uma alteração, trazendo o valor de um parâmetro — como a temperatura ou a glicemia — de volta aos seus valores normais.
Alguns sistemas biológicos, entretanto, usam ciclos de retroalimentação positiva. Ao contrário do ciclos de retroalimentação negativa, ciclos de retroalimentação positiva ampliam o sinal inicial. Ciclos de retroalimentação positiva geralmente ocorrem em processos que precisam ser impulsionados para se completarem e não quando o status quo deve ser mantido.
Um ciclo de retroalimentação positiva entra em ação durante o parto. No parto, a cabeça do bebê é pressionada contra o cervix — o colo do útero, através do qual o bebê deve emergir — e ativa neurônios no cérebro. Os neurônios enviam um sinal que leva à liberação do hormônio oxitocina pela hipófise.
A oxitocina aumenta as contrações uterinas e, consequentemente, a pressão no cervix. Isso provoca a liberação de mais oxitocina que produz contrações mais fortes. Essa retroalimentação positiva se mantém até o nascimento do bebê.
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Excelente revisão para o estudo da disciplina de Fisiologia Humana na Faculdade. ♥(1 voto)