Regulação nos animais

1. Margarida Barbosa Teixeira
REGULAÇÃO
NERVOSA E HORMONAL
EM 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.

5. 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. 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.

8. 8
Sistema nervoso

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).

21. 21
Transmissão do Impulso nervoso

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.

40. 40
Regulação hormonal vs nervosa

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.

44. 44
Termorregulação

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.

46. 46
Termorregulação
Mecanismos de
termorregulação
 Fisiológicos
 Morfológicos
 Comportamentais

47. 47
erecção dos
pêlos
Termorregulação Humana

48. 48
Termorregulação Humana

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.

51. 51
RimVeia cava
inferior
Aorta
Ureter
Bexiga
Uretra
Glândula
suprarenal
Veia renal
Artéria
renal
Osmorregulação Humana
Sistema excretor

52. 52
Medula
Cortéx
Ureter
Medula
Cápsula de
Bowman
Bacinete
Cortéx
Tubo colector
Osmorregulação Humana
Sistema excretor
Glomérulo de
Malpighi
Tubo urinífero

53. 53
Osmorregulação Humana
Sistema excretor

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.