Homeostase, ATP, Hormônios e Contração Muscular

Homeostase e estado estável

Diferença entre homeostase e estado estável: eles não são a mesma coisa. A homeostasia geralmente se refere a um ambiente interno constante em condições sem estresse. Por exemplo, quando estamos em repouso, a manutenção do ambiente interno é feita em repouso, ou seja, o ambiente está constante ou inalterado. Já o estado estável também é definido como um ambiente interno constante, mas isso não significa que esteja completamente normal — está em busca do equilíbrio. Busca um equilíbrio entre as demandas impostas e as respostas a essas demandas.

Sistema de controle biológico

Um sistema de controle biológico pode ser definido como uma série de componentes interconectados que servem para manter um parâmetro físico ou químico do corpo em um valor constante. Em geral são três componentes principais:

• Receptor: o estímulo excita o receptor, que envia uma mensagem para o centro de integração;
• Centro de integração: (caixa de controle) avalia a força do estímulo e envia uma mensagem ao efetor;
• Efetor: componente envolvido na correção do distúrbio, respondendo de modo que as alterações do ambiente interno voltam ao normal.

Auxílio das proteínas do estresse na regulação da homeostasia celular

A resposta ao estresse é um sistema de controle biológico celular que combate distúrbios homeostáticos por meio da produção de proteínas destinadas à defesa contra o estresse. As proteínas são importantes porque servem, por exemplo, como transporte de substâncias do LEC (líquido extracelular) para o LIC (líquido intracelular) e também como enzimas catalizadoras de reações químicas. A lesão dessas proteínas pelo estresse pode acarretar a ruptura da homeostasia. Para combater isso, as células respondem produzindo proteínas do estresse. Após a síntese, essas proteínas entram em ação para proteger a célula, reparando proteínas lesadas e restaurando a homeostasia.

Produção de ATP

As células armazenam quantidades limitadas de ATP; portanto, devem existir vias metabólicas celulares com capacidade de produção rápida de ATP. A produção de ATP pela degradação do fosfato de creatina e pela glicólise não envolve a utilização de O2 e é denominada anaeróbia. A formação oxidativa de ATP com uso de O2 é denominada aeróbica.

Fosfato de alta energia (ATP e ADP)

A fonte imediata de energia para a contração muscular é o composto de fosfato de alta energia trifosfato de adenosina (ATP). Ele não é a única molécula transportadora de energia da célula, porém é a mais importante — sem quantidades suficientes de ATP, as células morrem rapidamente. O ATP é constituído por uma porção adenina, uma porção ribose e três fosfatos ligados. A formação do ATP surge da combinação de ADP (difosfato de adenosina) com fosfato inorgânico (Pi) e uma quantidade considerável de energia. Quando a enzima ATPase rompe essa ligação, a energia é liberada e pode ser utilizada para a realização do trabalho (ex.: contração muscular). O ATP é frequentemente denominado o doador universal de energia e serve para acoplar a energia liberada dos nutrientes em uma forma de energia utilizável necessária para a célula. A célula utiliza reações exergônicas (degradação de nutrientes) para formar ATP por reações endergônicas.

Reações químicas celulares

A bioenergética se preocupa com a transferência da energia dos nutrientes alimentares em uma forma biologicamente utilizável. Essa transferência ocorre como resultado de uma série de reações químicas. Muitas delas exigem que a energia seja adicionada aos reagentes (reações endergônicas) antes da reação prosseguir; o produto contém mais energia do que os reagentes. As reações que liberam energia são conhecidas como exergônicas. Muitas reações intracelulares são denominadas reações acopladas: são reações ligadas em que a liberação de energia livre de uma reação é utilizada para desencadear uma segunda. Ex.: a energia liberada por uma reação exergônica é utilizada para desencadear uma reação endergônica.

2º Bimestre — Concentração plasmática dos hormônios

O efeito que um hormônio exerce sobre um tecido está diretamente relacionado com a concentração do hormônio no plasma e com o número de receptores ativos aos quais ele pode se ligar. Fatores que influenciam a concentração plasmática incluem:

• taxa de secreção do hormônio pela glândula endócrina;
• taxa de metabolismo ou excreção do hormônio;
• quantidade de proteína de transporte (para alguns hormônios);
• alterações do volume plasmático.

Controle da secreção hormonal

Depende da magnitude do impulso e se ele é de natureza estimuladora ou inibidora. O impulso pode ser químico — seja um íon ou um substrato (glicose) no plasma — um neurotransmissor como a acetilcolina ou noradrenalina, ou outro hormônio.

Metabolismo e excreção dos hormônios

Também é influenciada pela velocidade com que o hormônio é metabolizado (inativado) ou excretado. A inativação pode ocorrer no receptor, próximo a ele, no fígado (principal local do metabolismo hormonal) ou nos rins, que podem metabolizar uma variedade de hormônios ou excretá-los em sua forma livre.

Proteína transportadora

A concentração de alguns hormônios é influenciada pela quantidade de proteína transportadora no sangue. Hormônios esteroides e a tiroxina são transportados por proteínas plasmáticas. Um aumento da capacidade ou da afinidade da proteína transportadora reduz a quantidade de hormônio livre e, consequentemente, seu efeito sobre o tecido.

Volume plasmático

Durante o exercício, o volume plasmático diminui em decorrência do movimento de água para o exterior do sistema cardiovascular. Isso causa um aumento da concentração plasmática dos hormônios que pode ser “corrigido” de acordo com as mudanças no volume plasmático.

Interação hormônio–receptor

Os hormônios são transportados pela circulação a todos os tecidos, mas afetam somente alguns deles. Os tecidos responsivos a determinados hormônios apresentam receptores proteicos específicos capazes de ligar esses hormônios. A quantidade de um receptor pode diminuir quando ele é exposto a um nível elevado de certo hormônio (regulação descendente), resultando em uma resposta diminuída para a mesma concentração de hormônio. A exposição crônica a uma baixa concentração de um hormônio pode levar ao aumento do número ou da quantidade do receptor (regulação ascendente). Pode haver uma situação na qual a concentração de um hormônio é tão elevada que todos os receptores se ligam a ele; isso é denominado saturação. Uma boa maneira de estudar a função endócrina é utilizar substâncias químicas (drogas) que bloqueiam os receptores e observar as consequências.

Hormônios

• Cortisol: ação: aumenta a gliconeogênese, a mobilização de ácidos graxos livres e a síntese proteica; diminui a utilização de glicose. Fatores de controle: ACTH. Estímulos: consulte os fatores de controle do ACTH; aumenta durante exercício intenso e diminui em exercício leve.
• Glucagon: ação: aumenta a mobilização de glicose e de ácidos graxos livres nos tecidos. Fatores de controle: concentração plasmática de glicose e de aminoácidos; sistema nervoso autônomo. Estímulos: concentrações plasmáticas de glicose e aminoácidos baixas; adrenalina elevada (aumenta durante exercício intenso).
• Testosterona: ação: favorece a síntese proteica, características sexuais secundárias e estimula a espermatogênese e o impulso sexual. Fatores de controle: FSH e LH. Estímulos: aumento de FSH e LH; efeito do exercício é pequeno.

Quais são as proteínas que compõem o músculo

Miosina, actina, troponina e tropomiosina são proteínas responsáveis pela contração do músculo.

Quais são as funções do músculo

As funções do músculo incluem: aquecer o corpo, gerar força e sustentar a postura corporal.

Descreva a contração muscular

O impulso neuromuscular viaja pelos túbulos transversos, atinge o retículo sarcoplasmático e o Ca2+ é liberado. O Ca2+ se liga à proteína troponina; o Ca2+ ligado à troponina provoca mudanças de posição da tropomiosina, afastando-a dos sítios ativos da molécula de actina e permitindo um estado de ligação forte entre a actina e a miosina. A contração muscular ocorre por meio de múltiplos ciclos de atividade das pontes cruzadas; o encurtamento continua enquanto houver energia disponível e Ca2+ livre para se ligar à troponina. Quando a atividade nervosa cessa na junção neuromuscular, o Ca2+ é removido do sarcoplasma e bombeado para o interior do retículo sarcoplasmático pela bomba de Ca2+. Isso faz a tropomiosina se mover cobrindo os sítios ativos da actina e o músculo relaxar.

Estruturas do coração e por que é denominado duas bombas

O coração é dividido em quatro câmaras e é considerado como duas bombas em uma. O átrio e o ventrículo direito formam a bomba direita, enquanto o átrio e o ventrículo esquerdo se combinam para formar a bomba esquerda. O lado direito do coração é separado do esquerdo por uma parede muscular denominada septo interventricular, que impede a mistura do sangue dos dois lados do coração. O movimento do sangue no coração ocorre dos átrios para os ventrículos e destes ele é bombeado para as artérias. Para impedir o movimento retrógrado do sangue, o coração possui quatro válvulas unidirecionais.

As válvulas atrioventriculares direita e esquerda conectam os átrios aos ventrículos. Essas válvulas também são conhecidas como válvula tricúspide (válvula atrioventricular direita) e válvula mitral (válvula atrioventricular esquerda). O fluxo retrógrado das artérias para o interior dos ventrículos é impedido pela válvula semilunar pulmonar (entre ventrículo direito e artéria pulmonar) e pela válvula semilunar aórtica (entre ventrículo esquerdo e aorta).