Interação com o ambiente e isolamento fisiológico
O habitat representa um continuum espaço-temporal estritamente organizado. Na Terra, ele é determinado pela gravidade, atmosfera, temperaturas e campo eletromagnético. Os fenômenos externos dividem-se em episódicos (por exemplo, terremotos) e periodicamente recorrentes (alternância entre dia e noite, estações do ano). São precisamente os impactos rítmicos regulares que desempenham um papel fundamental na formação das propriedades biológicas ao longo da vida das gerações.
Apesar da estreita ligação com o ambiente, os organismos vivos estão isolados da natureza inanimada. Essa fronteira é garantida pelas membranas fosfolipídicas. Sua estrutura é universal: as membranas de uma célula nervosa humana e de um óvulo de oríço-do-mar são dispostas praticamente da mesma forma. O surgimento de tais estruturas permitiu que as formas vivas se separassem do ambiente aquático primordial, complicassem sua organização interna e começassem a influenciar ativamente o mundo ao redor.
Estímulos e tipos de irritabilidade
Quaisquer fatores ambientais que ajam sobre as membranas celulares são chamados de estímulos. Eles podem ser físicos (temperatura, mecânicos), químicos (hormônios, ácidos), físico-químicos (alteração de pH, osmose), biológicos (vírus) e informacionais (fala, emoções).
A capacidade de responder a esses fatores com alterações na estrutura das membranas e do protoplasma é chamada de irritabilidade. Existem dois tipos principais:
- Irritabilidade não específica (gatilho). Não depende do tipo de estímulo. O estímulo atua como um gatilho que aciona processos internos de membrana, levando as moléculas ao estado de limiar.
- Irritabilidade específica (seletiva). Manifesta-se em resposta a substâncias biologicamente ativas (ligantes). Na membrana celular, há receptores proteicos que interagem com os estímulos pelo princípio de chave-fechadura, desencadeando uma cascata de reações intracelulares. Essa seletividade também é regulada pelo tamanho dos canais iônicos.
Memória e reflexo antecipatório da realidade
A fixação das alterações moleculares decorrentes da ação de estímulos é garantida pelo aparato genético universal — esta é a base da memória biológica. Ela se forma mais vividamente durante exposições repetidas ou estímulos emocionais únicos, porém fortes.
Com base na memória, o acadêmico P. K. Anokhin formulou o conceito de reflexo antecipatório da realidade. Esta é a capacidade fundamental do organismo de prever o curso dos eventos externos e responder a eles mais rápido do que realmente ocorrem.
O processo forma-se em três etapas:
- Etapa A (Reação primária): Os eventos externos sucedem-se, provocando reações internas isoladas. Ainda não há conexão entre as reações.
- Etapa B (Continuum químico): Com a repetição múltipla de eventos externos, as alterações moleculares no organismo ligam-se em uma cadeia sequencial unificada.
- Etapa C (Realização): Agora, basta a ação apenas do primeiro estímulo disparador. Em resposta a ele, o organismo aciona instantaneamente toda a cadeia de reações químicas internas, preparando-se para os impactos subsequentes antes mesmo que eles ocorram na realidade.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais tecidos do organismo pertencem aos tecidos excitáveis?
Os tecidos excitáveis do organismo incluem três tipos de tecidos: nervoso, muscular e glandular (secretor).
- Tecido nervoso — possui a maior excitabilidade; sua função específica é a geração de impulso nervoso (surgimento e condução da excitação).
- Tecido muscular — possui menor excitabilidade; um sinal específico de sua excitação é a contração (redução do comprimento da fibra muscular ou alteração da tensão).
- Tecido glandular — tem a menor excitabilidade; a resposta específica é a secreção (liberação de secreção).
Quais são os principais princípios da regulação fisiológica das funções do organismo?
Os princípios básicos da regulação fisiológica são a manutenção da homeostase por sistemas funcionais, o uso de feedback (anel reflexivo) e a combinação de diferentes vias de sinalização. A regulação das funções é realizada de três maneiras:
- Regulação nervosa — é realizada rapidamente e atua por curto prazo por meio do sistema nervoso.
- Regulação humoral — ocorre de forma relativamente lenta devido a substâncias (hormônios, citocinas, mediadores) circulantes nos fluidos corporais.
- Regulação neuro-humoral — a principal forma de regulação, combinando influências nervosas rápidas e humorais prolongadas sobre os órgãos e centros nervosos.
Em que consiste o princípio do feedback negativo na fisiologia?
O princípio do feedback negativo na autorregulação bioquímica consiste no fato de que o produto final de uma cadeia de reações, quando acumulado até um determinado nível, inibe o andamento posterior do processo. O produto final N atua como um inibidor alostérico de uma enzima-chave. O produto acumulado pode interagir com a enzima, alterar sua conformação e convertê-la em um estado inativo; a inibição das reações da cadeia começa no elo limitante, e a produção do produto cessa até que sua concentração diminua.
Para memorizar os cinco grupos de estímulos, use a abreviação FIIFB: Físicos, Informativos, Químicos, Físico-químicos, Biológicos.
Questões de aulas e exames
Qual é a diferença entre a irritabilidade gatilho e a seletiva?
A irritabilidade gatilho não depende da qualidade do estímulo — ele apenas aciona a reação como um gatilho. A seletiva funciona de maneira estritamente específica pelo princípio «chave-fechadura» através de receptores proteicos.
O que é o continuum químico na teoria de Anokhin?
Esta é uma cadeia indissociável de alterações moleculares formada no organismo, que surge com a repetição múltipla de estímulos externos e permite reagir a eles com antecipação.
Como a irritabilidade está relacionada à excitabilidade?
A irritabilidade é a propriedade primária e básica do ser vivo de responder a estímulos. No curso da evolução, em tecidos especializados (nervoso e muscular), ela transformou-se em excitabilidade.
O que mais estudar sobre o tema
- Mecanismos de ação dos receptores moleculares e da interação ligante-receptor
- Princípios de seletividade dos canais iônicos proteicos
- O papel do aparato genético na formação de rastros de memória
- A transição da irritabilidade para a excitabilidade: o aspecto evolutivo
- A influência de fenômenos episódicos e periódicos nos biorritmos
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