Escola Secundária de São João da Talha Biologia 11º ano Regulação nos Seres Vivos Realizado por : Inês Nunes

1- Regulação nervosa e hormonal em animais Sistema - é toda a matéria e energia que existe dentro de uma determinada região bem definida. Sistema Aberto – realiza trocas de energia e de matéria com o exterior. Sistema Fechado – apenas troca energia com o exterior. Sistema Isolado – não realiza trocas de energia nem de matéria. Os seres vivos através dos seus mecanismos conseguem equilibrar as alterações induzidas pelo meio externo , para que exista uma constância do meio interno – Homeostasia.

Os Sistemas biológicos são sistemas abertos.

1.1- Sistema nervoso e regulação nervosa A unidade do sistema nervoso é a célula nervosa – o neurónio Os neurónios são células altamente estimuláveis e têm a capacidade de detectar pequenas alterações do meio. Em resposta a estas variações, verifica-se uma alteração eléctrica – impulso nervoso - , que percorre a membrana. Os neurónios apresentam um corpo celular e dois tipos de prolongamentos citoplasmáticos – axónios e dentrites. Axónios – fibra fina e longa, cuja função é transmitir os impulsos nervosos provenientes do corpo celular. Dentrites – prolongamentos finos, que recebem e conzudem os estímulos provenientes do ambiente ou de outras células nervosas até ao corpo celular.

Impulso nervoso

O fluido extracelular que rodeia os neurónios apresenta elevadas concentrações de Na+, mas baixa concentração de IO. Por outro lado. O fluido intracelular tem uma elevada concentração de K+, mas baixa concentração de Na+. Como o citoplasma dos neurónios contém menor quantidade de iões positivos do que o fluido extracelular, a superfície interna da membrana apresenta carga eléctrica negativa, enquanto que a face externa apresenta carga eléctrica positiva. Na membrana celular, existem canais que permitem a passagem de K+ e Na+ de forma passiva. Quando o neurónio está em repouso, estes canais encontram-se fechados, abrindo-se quando a célula é estimulada. Quando o neurónio é atingido por um determinado estímulo, os canais de Na+ abrem-se, conduzindo a uma rápida entrada de Na+ para a célula. Quando se da uma alteração de diferença de potencial designa-se despolarização.  Quando se verifica uma queda do potencial da membrana, até se atingir o seu valor de repouso, designa-se por repolarização.

Sinapse neuromuscular – placa motora A passagem do impulso nervoso de um neurónio para outro faz-se através das sinapses. Sinapses químicas – é quando o impulso nervoso atinge as extremidades do axónio, libertando-se, para a fenda sináptica, substâncias químicas designadas por neurotransmissores. Sinapse neuromuscular – placa motora

1.2- Sistema endócrino – regulação hormonal No sistema endócrino estão envolvi­dos mensageiros químicos, as hormonas, que são moléculas orgânicas segregadas em células do siste­ma endócrino e que vão actuar sobre células-alvo. O sistema endócrino inclui células, tecidos ou mes­mo órgãos cuja função é produzir e segregar hormo­nas, lançando-as directamente no sangue ou nos flui­dos intersticiais.

Homeostasia Homeostasia - capacidade de coordenação que os seres vivos têm de modo a manter o equilíbrio dinâmico do seu meio interno.  Quando se interrompe a homeostasia, o sistema biológico entra em estado de degradação. Os mecanismos homeostáticos repõem o equilíbrio  e o sistema biológico volta ao normal. Se isto não acontecer o sistema biológico encontra o seu fim. ju Os animais endotérmicos têm a capacidade de regular a temperatura, mas dentro de determinados limites, quando esses limites são ultrapassados, a homeostasia entra em ruptura e a sobrevivência do animal é posta em causa.

Existem dois tipos de feedback: Os órgãos são controlados e regulados, conforme as alterações do meio interno e externo, através de mecanismos de retroalimentação ou feedback.   Existem dois tipos de feedback: Feedback negativo Feedback positivo É o que permite a manutenção da homeostasia. Nos sistemas biológicos, a regulação dá-se por este feedback. Um exemplo é a termorregulação porque quando a temperatura corporal aumenta ou diminui, os receptores existentes na pele e no hipotálamo sentem a alteração, levando o cérebro a desencadear uma reacção no sentido de gerar ou libertar calor.  Amplia a resposta em vez de reverter o sistema para um ponto, devido a este facto, este feedback não é utilizado por sistemas reguladores. Um exemplo é o do comportamento sexual em que uma pequena estimulação desencadeia um comportamento que leva a uma maior estimulação. ju Nos animais, os mecanismos de feedback são garantidos pelo sistema nervoso e pelo sistemas hormonal ou endócrimo.

Regulação da temperatura, pode ser: Poiquilotérmica – varia com as alterações de temperatura do meio exterior. Ex.: peixes Homeotérmica – capacidade de regular a temperatura interna para um nível constante. Ex.: mamíferos eu

A fonte de energia, pode ser: Endotérmica – depende da produção de calor por processos metabólicos para manter as temperaturas corporais. Ex.: Rato Ectotérmica – depende das fontes de calor externas para a conservação das funções metabólicas. Ex.: Lagarto ines

Termorregulação Termorregulação - conjunto de mecanismos que permitem a regulação da temperatura corporal interna, de modo aos valores da temperatura serem compatíveis com os valores do exterior. Assim, facilmente se compreende que a temperatura seja um factor limite, que condiciona a vida dos seres vivos. Isto é, a vida só é possível dentro de determinados valores, que variam de espécie para espécie. eu

Deste modo, produz-se uma resposta adequada a cada situação Deste modo, produz-se uma resposta adequada a cada situação. Quando existe aumento da temperatura corporal, verifica-se: ines

Quando há diminuição da temperatura corporal, verifica-se: ju 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.

eu

Osmorregulação ju Osmorregulação - mecanismo que permite regular o processo osmótico a que os animais são sujeitos.

Animais osmoconfortantes e animais osmorreguladores: Osmoconformantes Osmorreguladores animais aquáticos que não sofrem osmose, pois a tonicidade das células e líquidos corporais é equivalente à da água salgada. Estes animais não têm necessidade de regular a concentração do seu meio interno. Animais em que a tonicidade interna não é a mesma que a tonicidade do local onde vivem. Logo, tem necessidade de controlar a quantidade de água que entra e sai do corpo por osmose. eu

Osmorregulação no ambiente aquático Animais marinhos Alguns animais são capazes de ter tonicidade do sangue próxima à da água do mar, devido a síntese e a acumulação no sangue de ureia. A ureia é eliminada sucessivamente pelos rins para o animal poder controlar a quantidade de ureia no sangue. As gaivotas e os albatrozes possuem glândulas nasais que eliminam os sais em excesso do corpo e as tartarugas possuem as mesmas glândulas mas junto aos olhos. Os golfinhos e as baleias, não bebem água salgada mas ingerem-na junto com os alimentos. Por isso, o equilíbrio osmótico destes animais consegue-se devido a eliminação de sais através da urina. ju Os tubarões possuem um glândula no intestino reto, que elimina pelo ânus os sais em excesso no sangue. Os peixes ósseas marinhos bebem água salgada e eliminam o excesso de sal ingerido pelas brânquias.

Animais de água doce Estes seres vivos eliminam a água absorvida pela urina, no entanto, perdem sais minerais nesse processo. Para compensar a perda, os seres vivos absorvem sais através do epitélio, revestimento das brânquias. ines Os animais de água doce têm o problema contrário. As células e os líquidos internos são hipertônicos em relação ao meios, isto é, absorvem sempre água por osmose.

Osmorregulação no ambiente terrestre Para os vertebrados terrestres, a osmorregulação consiste em ingerir água e sais em quantidades suficientes, evitando que essas substâncias faltem ou se acumulem no sangue. Os rins são os órgãos encarregados de manter o sangue na tonicidade adequada, através da eliminação dos excessos de água, sais e outras substâncias osmoticamente activas na urina. Estes seres vivos ingerem água, de modo directo ou indirecto, isto é, bebendo água ou comendo alimentos que a contenham. Mas os seres vivos têm de evitar perder água desenvolvendo camadas impermeáveis. Exemplo: concha dos moluscos terrestres e o exosqueleto dos insectos. ju Os animais terrestres, eliminam água por evaporação nas superfícies respiratórias e da pele, através dos fenómenos de excreção urinária e eliminação das fezes. Estes animais também necessitam de manter água e para isso utilizam o sistema excretor muito eficiente e a ingestão abundante de água. Os artrópodes e vertebrados foram os que desenvolveram os mais eficazes mecanismos de obtenção e economia de água e sais minerais.

Sistema excretor da minhoca: Os anelídeos (ex.: minhoca), apresentam um sistema excretor constituído por unidades filtradoras designadas nefrídeos. Estes, encontram-se aos pares em cada segmento do anelídeo. Esta estrutura é constituída por um funil rodeado de cílios, que recolhe o fluido corporal do segmento anterior e à medida que o fluido se vai deslocando, dá-se a reabsorção de algumas substâncias para o organismo, que passam para os capilares. A urina produzida é muito diluída, efectuando-se perdas de água significativas, que para compensar essas perdas, há entrada de elevadas quantidades de água pela pele, devido a fenómenos osmóticos. eu Sistema excretor da minhoca:

Gafanhoto Os insectos e as aranhas possuem um sistema excretor constituído por túbulos de Malpighi, que actuam em conjunto com glândulas especializadas. Os túbulos de Malpighi absorvem substâncias da hemolinfa, mandando-as no intestino, onde se misturam com as fezes. As glândulas do recto, reabsorvem a água e alguns sais, libertando-se para o exterior os produtos de excreção. Os órgãos de excreção dos vertebrados são os rins, formados por milhares de unidades filtradoras. Os rins eliminam as substâncias tóxicas do organismo, são os principais órgãos responsáveis pela regulação do volume e composição do meio líquido interno dos animais. Eu Gafanhoto:

Aves As aves têm grandes perdas de água devido à quantidade de energia despendida no voo. O elevado nível metabólico conduz a grandes perdas de água, que são compensadas com a produção de urina, que é muito concentrada. As aves marinhas (e alguns répteis) ingerem água salgada com o alimento, mas os seus rins não conseguem manter o equilíbrio interno, o excesso de sal é eliminado através das glândulas nasais. Estas glândulas são tubos ramificados que terminam em bolsas cujas células absorvem e eliminam sal do sangue que circula nos capilares envolventes. eu As aves marinhas excretam o excesso de sal através das glândulas nasais:

Mamíferos Nos mamíferos o sistema urinário é formado por um par de rins, de ureteres, pela bexiga urinária e pela uretra. Os rins contêm mais de um milhão de nefrónios. Cada nefrónio possui uma cápsula de Bowman que envolve um conjunto de capilares, formando um glomérulo. A cápsula de Bowman liga-se ao tubo contornado proximal, que se prolonga pela ansa de Henle, seguindo do tubo contorna do distal, este acaba no tubo colector. O sangue chega ao nefrónio pela arteríola aferente, que passa pelas ramificações do novelo de capilares, que constitui o glomérulo de Malpighi. Os capilares unem-se de novo e formam a arteríola eferente, originando uma nova rede de capilares que envolve os tubos contornados e a ansa de Henle. ines

O processo de excreção envolve três fenómenos: filtração, reabsorção e secreção. A filtração do sangue ocorre quando substâncias, como a água, ureia, aminoácidos e sais, passam dos capilares do glomérulo para a cápsula de Bowman. Estas substâncias constituem o filtrado glomerular, que é idêntico ao plasma sanguíneo em termos de composição, sendo a única diferença é que as macromoléculas não são capazes de atravessar as paredes dos capilares e da cápsula de Bowman. A reabsorção faz-se por transporte activo do filtrado para os capilares envolventes. A secreção é um processo que ocorre simultaneamente coma reabsorção, mas em sentido oposto. Esta diferença é explicada pois 98% da água do filtrado é reabsorvida, ao longo do neufrónio, por fenómenos osmóticos. Como existe reabsorção de sais, o meio tende a ser hipertónico e a água difunde-se dos tubos contornados e da ansa de Henle para os capilares. ines A quantidade de água reabsorvida e a concentração da urina, depende da permeabilidade das paredes do tubo contornado distal e do tubo colector. É controlada pela hormona antidiurética – ADH, produzida pelo hipotálamo.

ines

Mecanismo de controlo da quantidade de água no organismo pela ADH Quando ocorre diminuição da quantidade de água no meio interno: ines

Quando se verifica um aumento da quantidade de água no meio interno: ju Trata-se de um mecanismo de feedback negativo em que o efeito contraria a causa.