Escassez de recursos no ambiente e efeitos sobre o metabolismo celular

Apresentação em tema: "Escassez de recursos no ambiente e efeitos sobre o metabolismo celular"— Transcrição da apresentação:

1 Escassez de recursos no ambiente e efeitos sobre o metabolismo celular
Início da privação Nível normal O2 Calor Água Nutrientes Nível letal 0,01 0,1 1, 36 s ~42 d Tempo (h) até atingir o limite letal

2 O2 Metabolismo Basal Mitocondrial Oxidases 90% 10% ‘Leak’ ATP 20% 80%
Uréia 3% mRNA etc ActMio ATPase 2-8% Ca2+ ATPase 4-8% Gliconeo 7-10% Na+K+ ATPase 19-28% Síntese protéica 25-30%

3 fermentable substrate
The Sequence of Events Leading to Anoxic Cell Death Pasteur effect sustains ATP demand Exhaustion of fermentable substrate ATP & pHi fall Chronic membrane damage & leakage ATP turnover aerobe Net Na+ influx & K+ efflux Mito, ER & plasma membrane depolarize Massive Ca2+ entry into cytosol from organelles & cell exterior facultative anaerobe Activation of phospholipases and Ca2+-dependent proteases Membrane rupture Cell Death time in anoxia

4 atividade espontânea, produz o ciclo respiratório básico
SISTEMA REGULADOR neurônios marca-passo detector sensorial efetuador motor atividade espontânea, produz o ciclo respiratório básico demanda metabólica ventilação

5 Controle Neural Complexo
Ventilação: Trabalho Muscular Controle Neural Complexo grupo de neurônios no cordão nervoso ventral do verme Arenicola formam o “marca-passo” respiratório gânglio sub-esofágico de crustáceos decápodes gânglios do cordão nervoso ventral de insetos vertebrados em geral: “marca-passo” na região medular + gânglios extra-medulares (modulação) Estímulos ? PO2 , PCO2 (arterial e no ambiente), estiramento da cavidade branquial, estresse osmótico, estresse mecânico, etc... Receptores ?? Natureza e localização pouco conhecidas em muitos animais

6 Animais aquáticos Ventilação tem alto custo metabólico (5-10% da taxa metabólica de repouso) H2O: 1 L (1Kg) = 1 mLO2 Ar: 25 mL (25 mg) = 1 mLO2 Baixo coeficiente de difusão e conteúdo de O2, alta taxa de fluxo, razão V/Q ótima em torno de 10-20 Baixo VO2 máximo e de repouso

7 Animais terrestres Estímulo primário: PCO2 – Por que? Coeficiente de solubilidade do O2 e CO2 no ar é similar; metabolismo causa uma mudança equivalente na pressão parcial de O2 e CO2 no sangue Distúrbio do equilíbrio ácido-básico PO2 pode não ser um indicador acurado do conteúdo arterial de O2 VO2 máximo e de repouso maiores (maior disponibilidade de O2 em meio aéreo)

8 O PAPEL DO O2 E DO CO2 NO CONTROLE DA VENTILAÇÃO
respiração aquática respiração aérea 1000 800 600 400 200 100 1000 800 600 400 200 100 galinha peixe pulmonado caranguejo homem jaboti rato andorinha % ventilação de repouso jaboti homem peixe pulmonado galinha peixe pulmonado rato cobra lagarto peixe pulmonado cobra caranguejo % O2 % CO2

9 demanda metabólica ventilação
ventilação no repouso é cerca de L/min, extração de O2 cerca de mL/min No exercício extenuante, a ventilação pode aumentar até L/min e a extração de O2 até 3 – 7 L/min. Sem o ajuste, as reservas de O2 do sangue seriam esgotadas em cerca de 15 segundos. Causas primárias do aumento da ventilação no exercício: - falta de O2 ? - acúmulo de CO2 ? - controle cortical ?

10 Controle Neural da Ventilação
A respiração é diferente de quaisquer outras atividades involuntárias e automáticas pois também está sob nosso controle volitivo. O sistema de controle automático mais primitivo está situado no tronco cerebral, o de controle voluntário situa-se no córtex motor somático e nas estruturas límbicas do telencéfalo. Voluntário e outros estímulos de centros superiores Centro pneumotáxico (PONTE) Centro apnêustico Conexões do sistema ativador reticular Via aferente do reflexo irritante (tosse) Centro respiratório inspiratório e expiratório (BULBO - medula) Nervo Vago Via aferente do reflexo de estiramento Hering-Breuer (no homem, apenas na insuflação máxima) Vias descendentes na medula espinhal Nervo Frênico Medula cervical Via aferente receptor justacapilar alveolar Medula lombar Nervo Intercostal Vias ascendentes

11 Controle Químico da Ventilação
Os quimiorreceptores carotídeos e aórticos são terminações nervosas que respondem a variações na PO2, PCO2, ou no [H+] do sangue arterial por meio de respostas reflexas medulares que promovem o aumento da ventilação

12 CONTROLE QUÍMICO DA VENTILAÇÃO
1. Quimiorreceptores Periféricos estimulados por pH, PO2, PCO2 desencadeiam ajustes no sistema cardiovascular, favorecendo o fluxo sanguíneo para os tecidos vitais resposta rápida graduada 2. Quimiorreceptores Centrais provêem a maior parte da estimulação respiratória resposta às mudanças na PCO2, apenas ajuste lento, cerca de 60 segundos – Por que ?

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16 Componentes da Via de Sinalização do O2
EFEITOS AGUDOS canais iônicos HIPÓXIA SENSORES DE O EFETUADORES fatores de transcrição EFEITOS CRÔNICOS

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18 segundos a minutos ..... horas a dias
HIPÓXIA Respostas Agudas X Respostas Crônicas segundos a minutos horas a dias hiperventilação ativação do metabolismo e do transporte de glicose aumento do débito cardíaco eritropoiese vasodilatação arterial sistêmica angiogênese e neovascularização vasoconstricção pulmonar hipertrofia e remodelagem de tecidos ativação da tomada de glicose produção de vasodilatadores

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