Estrutura e Função dos Sistemas Biológicos

Objetivos

Prover ao estudante conteúdo sobre o desenvolvimento, estrutura e função dos diferentes sistemas do organismo.
Ao final da disciplina o estudante deverá ser capaz de:
– Compreender os aspectos embriológicos, anatômicos, histológicos e fisiológicos dos diferentes sistemas do organismo.
– Correlacionar os aspectos de desenvolvimento, estrutura e função de cada sistema.

Programa Resumido

Princípios e noções básicas de biofísica de membranas.
Estrutura e função dos diferentes sistemas: locomotor, digestivo, respiratório, cardiovascular, renal, imune, reprodutor, endócrino e nervoso, de maneira integrada em diferentes condições fisiológicas e adaptativas.

Programa

1. Eixo Biofísica de Membranas
Introdução ao curso: estruturação; justificação; pensamento filosófico.
Transporte de substâncias em meio homogêneo: Bases Físico-Químicas
Movimentação de partículas em solução
Forças e fluxos
Força fenomenológica (química) e de campo
Interconversão de energia: gradiente-químico/elétrico
Conceito de energia livre: equilíbrio e estado estacionário.
Potencial químico e eletroquímico.
Difusão: mobilidade e coeficiente de difusão.
Fluxos através de membranas
Conceito de fluxo: unidirecional e resultante
Equação de Nernst-Planck
Coeficiente de partição
Casos particulares da Equação de Nernst-Planck
Difusão: Lei de Fick, Permeabilidade
Migração Iônica
Vias de permeação através de Membranas Biológicas: Canais, Carregadores e Bombas
Transporte de água
Osmose e pressão osmótica
Osmolaridade
Coeficiente de reflexão
Ions e Potencial de Membrana
Mecanismo básico: Separação e reunificação de cargas (mobilidade iônica).
Lei de Ohm é central: definição de corrente elétrica, potencial elétrico e condutância (resistência).
Introduzindo o número de Faraday: ions em solução carregam corrente.
Gradientes iônicos e diferença de potencial elétrico (interconversão de energia) – Potenciais elétricos de junção – papel da mobilidade iônica.
Eletroneutralidade de soluções iônicas: o número de cations é igual ao número de anions.
Diferença de Potencial elétrico através de uma membrana.
situação de equilíbrio: A equação de Nernst.
situação de fluxo: A equação de Goldman, Hodgkin e Katz.
Metodologia Eletrofisiológica
Introdução a circuitos equivalentes: forças eletromotrizes, D.P. de membrana e condutância. Curvas I-V: Potencial de reversão e seletividade.
Origem e manutenção do potencial de repouso em células (célula muscular esquelética como exemplo)
Observações Experimentais: propriedades elétricas passivas da membrana: resistência e capacitância. – Passando corrente através da membrana celular: polarização; despolarização; hiperpolarização; repolarização- circuitos equivalentes.
Atividades iônicas intra e extracelular – análise das diferenças de composição entre os dois meios, quantificação das concentrações, manutenção dos gradientes iônicos, manutenção do volume celular.
O meio interno e a importância de sua manutenção para a sobrevida celular
Ions equilibrados e desequilibrados – A ATPase Na/K
Diferenças de permeabilidade como condição para existência da DP de repouso.
Equilíbrio de Donnan – uma situação terminal para as células.
Vias de permeação iônica nas membranas celulares
Canais iônicos – conceito, detecção eletrofisiológica, papel fisiológico, tipos e famílias, estruturas moleculares
Propriedades Elétricas Passivas da Membrana Celular
observações básicas – condutância e capacitância da membrana
o axônio como cabo – propriedades dependentes de tempo e espaço.
transmissão passiva da informação elétrica.
Bases Iônicas do Potencial de Ação
Potenciais de nervo (extracelulares)
Potencial de ação numa célula – medida intracelular (microeletrodos)
Excitabilidade dependendente de voltagem
Limiar de disparo e tudo ou nada.
Períodos refratários
Correntes iônicas envolvidas no potencial de ação – dissecção farmacológica
Condutâncias dependentes de voltagem- a técnica de “voltage clamp”.
Canais iônicos dependentes de voltagem – ativação e inativação
Condução do impulso nervoso – axônios mielinizados e amielínicos.
Tipos de potenciais de ação
Comunicação Entre Células
Transmissão Sináptica – a junção neuromuscular como exemplo
Eventos elétricos no processo de transmissão – PIPS e PEPS
Correntes de Placa Motora – tipos
Ativação Sináptica
Somação.
Transmissão célula a célula – gap junctions: evidenciação, tipos e ocorrência, características elétricas básicas, conexinas
Contração muscular e Acoplamento Excitação-Contração
Fenomenologia da contração muscular – aspectos estruturais básicos
Modelo das pontes cruzadas
Bioquímica da contração muscular – proteínas contráteis
Túbulos T e potencial de membrana
A triade – transmissão do impulso elétrico ao retículo sarcoplasmático, receptor de dihidropiridina
O receptor de rianodina e a liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático.
2- Sistema nervoso
– Desenvolvimento e diferenciação do sistema nervoso
– Morfologia macro e microscópica do sistema nervoso central e periférico
– Organização funcional geral do sistema nervoso
– Princípios da transdução sensorial
– Sensibilidade somestésica, proprioceptiva e interoceptiva.
– Sentidos especiais: visão, olfação, gustação e audição
– Organização morfo-funcional dos sistemas efetores somático e visceral
– Sistema neurovegetativo/contração e excitabilidade do músculo liso
3. Sistema locomotor
– Mesoderma paraxial e sistema esquelético: desenvolvimento dos membros.
– Morfologia macroscópica do sistema locomotor
– Organização funcional do sistema locomotor: contração e excitabilidade do músculo esquelético; controle de postura e de movimento /mecanismos segmentares e suprasegmentares
4. Sistema cardiovascular
– Mesoderma lateral: desenvolvimento do sistema cardiovascular e linfático – coração, angiogênese, hematopoisese, sistema linfático: ciclo cardíaco; hemodinâmica; contratilidade do músculo cardíaco; eletrofisiologia cardíaca; circulação arterial e venosa; microcirculação
– Morfologia macro e microscópica do sistema cardiovascular e linfático
– Organização funcional do sistema cardiovascular e linfático
5. Sistema imune
– Organização funcional do sistema imune: amígdalas, timo, linfonodos, baço e vasos linfáticos.
6. Sistema respiratório
– Endoderma: desenvolvimento do sistema respiratório.
– Desenvolvimento da faringe e seus derivados
– Morfologia macro e microscópica do sistema respiratório
– Organização funcional do sistema respiratório: mecânica respiratória; transporte de O2 e CO2; trocas gasosas
7. Sistema digestório
– Endoderma: desenvolvimento do sistema digestório e glândulas anexas.
– Morfologia macro e microscópica do sistema digestório
– Organização funcional do sistema digestório: motilidade e secreções do trato gastrointestinal; digestão e absorção
8. Sistema urogenital
– Mesoderma intermediário: o desenvolvimento do sistema urogenital.
– Morfologia macro e microscópica do sistema urogenital.
– Organização funcional do sistema renal: mecanismos de formação da urina
– Função reprodutiva: diferenciação sexual genética, gonadal e genital; gametogênese; fertilização
9. Sistema endócrino
– Desenvolvimento diversificado do sistema endócrino.
– Morfologia macro e microscópica do sistema endócrino
– Organização do sistema endócrino e características gerais dos hormônios
– Biossintese, mecanismo de ação e ações fisiológicas dos hormônios

Avaliação

Método

– Relatórios individuais
– Prova escrita/ Prova prática/Prova oral
– Avaliação de seminários

Critério

– Será aprovado o estudante que obtiver e freqüência mínima de 70% e média final igual ou superior a 5 (cinco), calculada com bases nas atividades e competências em laboratório adquiridas, apresentação de seminários e desempenho em provas teóricas e práticas.

Norma de Recuperação

– Estudantes com média final inferior a 5 (cinco) e superior a 3 (três), desde que tenham presença superior a 70% das atividades, poderão realizar a recuperação, que constará de prova de avaliação. A nota final da aprovação corresponderá a nota desta prova mais a nota do curso regular, dividida por 2, que deverá se igual ou superior 5 (cinco).

Bibliografia

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