Biologia e Geologia 10º ano | Regulação nervosa e hormonal em animais

BIOLOGIA | 10º ANO

 


RESUMO DA MATÉRIA

POWERPOINTS

VÍDEOS

EXERCÍCIOS

METAS CURRICULARES


 

REGULAÇÃO NERVOSA E HORMONAL EM ANIMAIS

 

1. REGULAÇÃO NERVOSA E HORMONAL EM ANIMAIS

Todos os seres vivos realizam as mais diversas atividades vitais sempre no sentido de atingir a Homeostasia. A Homeostasia consiste na manutenção das condições do meio interno dentro de limites compatíveis com a vida, mesmo que perante oscilações externas.

Homeostasia (hómios -semelhante  + stasis – situação)

Os mecanismos responsáveis por manter a Homeostasia cabem ao sistema nervoso (possibilita respostas rápidas e de origem eletroquímica) e ao sistema hormonal ou endócrino (possibilita respostas lentas e de origem química). Estes dois sistemas interatuam e possibilitam que o ser vivo detete alterações no meio interno e externo, respondendo adequadamente no sentido de manter a homeostasia.

 

O Sistema nervoso

O sistema nervoso é responsável pelo estabelecimento de comunicação entre o organismo e o meio externo e pelas reações às alterações exteriores e interiores. O organismo recebe constantemente estímulos, através dos órgãos sensoriais, esses estímulos são convertidos em informação que é transmitida aos centros nervosos (cérebro ou espinal medula), desencadeando uma resposta a nível dos órgãos efetores.

 

Constituição do sistema nervoso

Órgãos sensoriais – órgãos internos e externos responsáveis por captar os estímulos do meio ambiente e do meio interno (luz, fome, sede, medo, frio, etc.), uma vez que possuem recetores sensoriais;

Nervos – conjunto de fibras nervosas, rodeadas por membranas, onde circulam os vasos sanguíneos, que fazem a ligação entre os órgãos sensoriais e o SNC (nervos cranianos: partem do encéfalo para diferentes áreas da cabeça; nervos raquidianos: partem da espinal medula para todo o corpo);

Gânglios – aglomerados de corpos celulares das células nervosas;

Vias aferentes – vias nervosas que transmitem as mensagens/estímulos desde os recetores até aos centros nervosos;

Vias eferentes – vias nervosas que transmitem a mensagem desde os centros nervosos até ao órgão efetor, onde a resposta ocorrerá;

Órgãos efetores – são órgãos constituídos por músculos e glândulas que recebem os estímulos do Sistema Nervoso e atuam de acordo com a informação que receberam.

Células da glia (neuróglia) – cuja função é alimentar, proteger, sustentar e isolar os neurónios. Apresentam forma de estrela, existindo normalmente 10 células de glia para cada neurónio.

Neurónios – células nervosas, responsáveis pela receção, análise, coordenação e transmissão do impulso nervoso no interior do organismo. São constituídos por:

  • Corpo Celular: local onde se localiza núcleo e restantes organitos celulares. Recebe informação do neurónio anterior, processa essa informação e emite nova mensagem. Daqui partem várias ramificações que vão formar as dendrites e o axónio.
  • Dendrites: prolongamentos filamentosos, que permitem captar os estímulos provenientes de outros neurónios, enviando-os para o corpo celular;
  • Axónio: é um prolongamento celular (extensão do corpo celular) que termina em várias ramificações (terminação do axónio). É aqui que se produzem e são transmitidos os impulsos nervosos para as células seguintes.

 

Como se processa a transmissão da informação no sistema nervoso?

A transmissão da informação faz-se através do impulso nervoso, que consiste na transmissão de um sinal elétrico pela superfície do neurónio. Os neurónios possuem uma diferença de potencial elétrico transmembranar, entre a face externa e a face interna da membrana, que corresponde ao potencial de repouso. Esta diferença de potencial deve-se a uma distribuição desigual de iões de ambos os lados da membrana. Perante um estímulo, desencadeiam-se movimentos de iões através da membrana, ocorrendo uma modificação local do potencial da membrana – potencial de ação, em que se verifica uma inversão acentuada e localizada da polarização da membrana, ficando o interior da membrana positivo relativamente ao exterior. O avanço deste processo é sequencial, uma vez que esta inversão vai provocar nova inversão da polaridade no segmento seguinte do neurónio. Ocorre, portanto, propagação da mensagem nervosa ao longo do neurónio e esta, ao atingir o fim do axónio passa para outra célula (neurónio ou célula efetora). Entre os neurónios existe uma fenda – fenda sináptica. Nestes locais ocorre a sinapse – contacto entre a terminação do axónio do neurónio anterior com as dendrites do neurónio seguinte – e o impulso nervoso desencadeia a libertação de neurotransmissores (substâncias químicas como a serotonina) que permitem a passagem do impulso nervoso ao neurónio adjacente.

O trajeto percorrido pelo impulso nervoso, desde o órgão sensitivo, seguindo pelas vias aferentes até ao SNC e deste, pelas vias eferentes, até ao órgão efetor constitui um arco reflexo.

 

O Sistema Hormonal ou Endócrino

O sistema hormonal é constituído por glândulas endócrinas que produzem substâncias químicas, as hormonas, que são transportadas pelo sangue às células-alvo (células que contêm recetores específicos para cada hormona). Este sistema é responsável pelos processos mais lentos do organismo, como a digestão, a excreção, a temperatura corporal, o humor e o funcionamento dos órgãos sexuais.

As glândulas endócrinas existentes no organismo são:

  • Tiroide: intervém na produção de calor, no crescimento dos ossos e no metabolismo celular;
  • Paratiroide: controla os níveis de cálcio no organismo;
  • Suprarrenais: influenciam o metabolismo celular, são responsáveis por responder a estímulos relacionados com medo ou stress;
  • Testículos: responsáveis pela produção de substâncias (testosterona) que conferem os caracteres sexuais secundários masculinos;
  • Ovários: produzem substâncias (estrogénio e progesterona) que regulam o ciclo uterino e conferem caracteres sexuais secundários femininos;
  • Pâncreas: produz insulina que regula os níveis de glucose no sangue;
  • Hipotálamo: estabelece a ligação entre o sistema nervoso e o sistema hormonal; produz substâncias que vão atuar na hipófise; regula o sono e o apetite e controla os movimentos involuntários;
  • Hipófise: regula outras glândulas, como as glândulas reprodutoras, e interfere no funcionamento de alguns órgãos.

As hormonas, produzidas nas glândulas endócrinas, são mensageiros químicos (substâncias orgânicas) lançadas diretamente no sangue e que se deslocam até às células-alvo, onde vão exercer a sua ação, estimulando ou inibindo o funcionamento de alguns órgãos. As hormonas contribuem para a manutenção da integridade do organismo.

O complexo hipotálamo-hipófise regula a quantidade de hormonas em circulação. Isto significa que, quando o nível de uma determinada hormona está elevado, a glândula produtora dessa hormona vais ser inibida temporariamente, parando a sua produção hormonal. Por outro lado, quando os níveis dessa hormona se tornam muito baixos, a glândula receberá informação para se desinibir e reiniciar a produção hormonal. Este processo designa-se por mecanismo de retroação ou feedback negativo.

 

1.1 Termorregulação

A termorregulação é um exemplo de regulação nervosa e engloba todo um conjunto de mecanismos que permitem a manutenção da temperatura corporal, mesmo em situações em que se verifique variação considerável da temperatura do meio externo. A temperatura é um fator preponderante para que ocorram as reações químicas metabólicas.

De acordo com a capacidade que os seres vivos têm de regular a sua temperatura corporal, estes podem dividir-se em dois grupos:

  • Animais homeotérmicos/endotérmicos: têm a capacidade de manter a temperatura corporal constante (ou apenas com pequenas variações), independentemente da temperatura no meio externo. A manutenção da temperatura depende da taxa metabólica.
  • Animais poiquilotérmicos/exotérmicos/ectotérmicos: não têm a capacidade de manter a temperatura corporal constante. Esta depende de fontes externas de calor, variando em função da temperatura do meio externo.

 

Controlo dos mecanismos de termorregulação

Estes mecanismos são controlados pelo hipotálamo, que funciona como um termóstato orgânico.

Um sistema de termorregulação é constituído por:

  • Recetores térmicos superficiais de natureza nervosa: células termo-sensoriais que existem na pele e funcionam como recetores de calor ou frio;
  • Nervos sensitivos ou aferentes: funcionam como mensageiros da informação recolhida;
  • Hipotálamo: centro regulador, que recebe as informações e ativa respostas adequadas às informações recebidas;
  • Nervos motores ou eferentes: sistema de mensageiros, que conduzem as mensagens do hipotálamo até aos órgãos efetores;
  • Órgãos efetores: desencadeiam ações em resposta às alterações verificadas, corrigindo essas alterações;

Desta forma, em resposta a um estímulo detetado nos recetores térmicos é enviada informação, sob a forma de impulso nervoso, através dos nervos sensitivos até à espinal medula e daqui até ao hipotálamo. O hipotálamo, como centro regulador, está ligado ao centro vasomotor localizado no bolbo raquidiano que, por sua vez, promove a vasodilatação (dilatação dos vasos sanguíneos periféricos para que ocorra dissipação de calor) ou a vasoconstrição (constrição dos vasos sanguíneos periféricos para diminuir as perdas de calor), consoante as necessidades do organismo.

Perante um aumento da temperatura corporal, ocorre:

  • Vasodilatação: dilatação dos vasos sanguíneos periféricos para que ocorra dissipação de calor;
  • Sudorese: as glândulas sudoríparas aumentam a produção de suor; a evaporação deste promove o arrefecimento da temperatura corporal;
  • Redução da produção de calor: diminuição de tremores e de reações catabólicas geradoras de calor.

Perante uma diminuição da temperatura corporal, ocorre:

  • Vasoconstrição: constrição dos vasos sanguíneos periféricos para diminuir as perdas de calor;
  • Ereção dos pelos: os músculos eretores dos pelos são estimulados a levantar o pelo praticamente na vertical, por forma a criar uma camada de ar junto a pele que evite a perda de calor para o exterior;
  • Aumento da produção de calor: incremento da taxa metabólica com aumento das reações de catabolismo e aparecimento de tremores.

 

1.2 Osmorregulação

A osmorregulação é um exemplo de regulação hormonal. Trata-se de um processo que permite manter o equilíbrio de água e sais minerais no organismo. Neste processo estão envolvidos órgãos como os rins, o sistema digestivo e os pulmões/brânquias.

 

Animais osmoconformantes: são animais que não têm capacidade de regular o teor de sais no interior do seu organismo, isto é, o teor de sais internos depende da concentração de sais no meio externo.

Animais osmorreguladores: seres vivos que possuem mecanismos, a nível do sistema excretor, que lhes permitem manter as concentrações internas de sais, em intervalos necessários à sua sobrevivência, independentemente do teor de sais do meio externo. Estes animais controlam a entrada e saída de água do corpo por osmose.

 

Osmorregulação em meio aquático

Meio aquático marinho

Uma vez que nestes casos, o meio interno é hipotónico relativamente ao externo, há saída de água por osmose. Desta forma estes animais têm que ingerir água salgada, excretando o excesso de sais, por transporte ativo, através das brânquias. Os glomérulos são reduzidos ou inexistentes, para reduzir a perda de água por filtração.

Meio aquático dulciaquícola (água doce)

Neste caso o meio interno é hipertónico em relação ao externo. Desta forma, a água entra para o interior do corpo por osmose. Estes animais não necessitam de beber água e possuem glomérulos bem desenvolvidos, para que seja filtrada grande quantidade de água, produzindo urina muito diluída.

Meio terrestre

Os animais terrestres perdem água por transpiração, na respiração, na urina e nas fezes. A água perdida deve ser reposta, no mínimo, na mesma quantidade através da ingestão de água e alimentos. O sistema excretor permite manter as concentrações de sais e de água, dentro dos limites necessários à vida. No caso concreto das aves, devido à sua atividade metabólica perdem grandes quantidades de água. Como tal produzem uma urina hipertónica de forma a compensar essa perda.

 

Órgãos osmorreguladores

Em qualquer sistema excretor a eliminação de resíduos e a regulação da pressão osmótica são asseguradas por três etapas sequenciais: filtração, reabsorção e secreção.

Osmorregulação nos Anelídeos – O sistema excretor da minhoca

Cada segmento do corpo destes animais apresenta um par de órgãos de unidades filtradoras – os nefrídios. Cada nefrídio, por sua vez, é constituído por um túbulo enrolado e aberto nas duas extremidades. A extremidade interna designa-se por funil ciliado e a extremidade externa designa-se poro excretor, encontrando-se à superfície corporal, no segmento seguinte. Cada nefrídio é envolvido por uma rede de capilares sanguíneos. O funil ciliado, da extremidade interna, recolhe o fluido corporal. Este desloca-se ao longo do túbulo, ocorrendo reabsorção de substâncias necessárias, para os capilares. No sentido contrário são segregadas, do sangue, excreções. Como nestes animais há um excesso de água que entra através da pele por osmose, os nefrídios produzem urina abundante e diluída, para compensar esse excesso, ocorrendo assim a osmorregulação.

Osmorregulação nos insetos

Estes animais apresentam um sistema excretor constituído por túbulos de Malpighi que operam conjuntamente com glândulas especializadas existentes a nível retal. Os túbulos de Malpighi projetam-se para o hemocélio (cavidade existente entre os órgãos dos insetos e na qual circula hemolinfa), absorvendo substâncias da hemolinfa, que serão depois lançadas no intestino e misturadas com as fezes. A água e os sais minerais são reabsorvidos pelas glândulas especializadas retais, sendo as restantes substâncias eliminadas nas fezes.

Osmorregulação nos Vertebrados

Nos vertebrados, os rins constituem os órgãos excretores. Estes, para além de eliminarem substâncias tóxicas do organismo, são também responsáveis por manter o volume hídrico bem como regular a composição do meio líquido interno.

 

Sistema excretor humano

Constituído por:

  • Rim (um par): órgão excretor;
  • Ureter (um par): canal ao longo do qual a urina se desloca desde o rim até à bexiga;
  • Bexiga: órgão reservatório de urina;
  • Uretra: canal através do qual a urina é expelida para o exterior.

Estrutura do rim humano:

  • Zona cortical – camada mais superficial, clara e com aspeto granuloso;
  • Zona medular – região mais interna, de aspeto ligeiramente estriado, onde se encontram estruturas em forma de pirâmide – cones ou pirâmides de Malpighi;
  • Bacinete – zona central, para onde convergem as estruturas em forma de pirâmide da zona medular, onde é recolhida a urina e de onde parte o uréter.

A unidade funcional do rim é o nefrónio. Existe mais de um milhão de nefrónios em cada rim. Este é constituído por:

  • Cápsula de Bowman – localiza-se na zona cortical do rim, tem forma de taça e apresenta parede dupla.
  • Glomérulo de Malpighi – aspeto novelar que resulta da capilarização de uma arteríola aferente no interior da cápsula de Bowman.
  • Tubo contornado proximal – porção tubular, que sai da cápsula de Bowman e que se localiza ainda na zona cortical.
  • Ansa de Henle – porção do tubo urinífero em forma de “U” (possui um ramo descendente e um ramo ascendente), localizando-se na zona medular do rim.
  • Tubo contornado distal – zona terminal do tubo urinífero, sequencial à ansa de Henle, que se localizada no córtex renal.
  • Tubo coletor – local para onde confluem vários tubos uriníferos.
  • Rede de capilares peritubulares – envolvem todo o tubo urinífero.

 

Processo de excreção dos rins (formação da urina)

  1. Filtração – dá-se na cápsula de Bowman, mais concretamente no interior desta, no glomérulo de Malpighi. O sangue entra no glomérulo pela arteríola aferente que se ramifica formando um novelo de capilares. Ao nível dos capilares há filtração uma vez que certas substâncias (água, glicose, ureia, aminoácidos, vitaminas, sais, etc.) os atravessam, passando para a cápsula de Bowman e originando o filtrado glomerular. Este, em termos composicionais, é bastante semelhante ao sangue exceto no facto de não possuir macromoléculas, como as proteínas. O filtrado glomerular segue para o tubo urinífero, mais concretamente para o tubo contornado proximal.
  2. Reabsorção – ao longo do tubo urinífero (tubo contornado proximal, ansa de Henle e tubo contornado distal) ocorre reabsorção de substâncias. O filtrado glomerular contém substâncias indispensáveis às atividades vitais dos seres vivos, portanto essas substâncias têm de ser reabsorvidas, evitando a sua perda na urina. A água passa para o sangue por osmose, os sais minerais por difusão e transporte ativo, a glicose e a ureia por difusão.
  3. Secreção – ocorre simultaneamente ao processo de reabsorção, mas em sentido inverso, isto é, ao longo do tubo urinífero e do tubo coletor, as células da parede do tubo urinífero transportam de forma ativa e seletivamente substâncias dos capilares peritubulares para o filtrado, a fim de serem excretadas.

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Revê aqui a matéria/resumo/síntese de Biologia e Geologia:

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VÍDEOS

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EXERCÍCIOS

Em breve

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O que tens de saber neste capítulo, segundo o programa de Biologia e Geologia – 10º ano:

 

BIOLOGIA

UNIDADE 4 – REGULAÇÃO NOS SERES VIVOS

SUBDOMÍNIO 1: REGULAÇÃO NERVOSA E HORMONAL EM ANIMAIS

 

  • Recordar e/ou enfatizar:
    • Nos animais endotérmicos existem sistemas homeostáticos complexos que envolvem circuitos de retroalimentação.
    • A regulação da temperatura interna envolve alterações fisiológicas e comportamentais.
    • O impulso nervoso/neurotransmissor como sinal electroquímico cujas vias de comunicação são os neurónios/sinapses/nervos.
    • Exemplos de seres osmorreguladores e osmoconformantes: peixes de água doce e salgada, aves marinhas e seres terrestres.
    • A noção de regulação hormonal, utilizando o exemplo da ADH, e de comunicação interna por sinais químicos.
    • A salinidade e a temperatura como factores limitantes.

 

  • Palavras-chave:
    • Termorregulação
    • Homeotermia/Endotermia
    • Poiquilotermia/Exotermia
    • Vasodilatação
    • Vasoconstrição
    • Trocas de calor
    • Homeostasia
    • Sistema aberto/fechado
    • Retroalimentação positiva e negativa
    • Neurónio
    • Nervo
    • Impulso nervoso
    • Neurotransmissor
    • Hormona (ADH)
    • Osmorregulação
    • Osmorregulador
    • Osmoconformante
    • Factor limitante

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Documentos curriculares de referência em vigor

 


 

Todos os capítulos do programa de Biologia e Geologia – 10º ano:

 

BIOLOGIA

GEOLOGIA

  • TEMA I – A GEOLOGIA, OS GEÓLOGOS E OS SEUS MÉTODOS
    1. A Terra e os seus subsistemas em interação
    2. As rochas, arquivos que relatam a história da Terra
    3. A medida do tempo e a idade da Terra
    4. A Terra, um planeta em mudança
  • TEMA II – A TERRA, UM PLANETA MUITO ESPECIAL
    1. Formação do Sistema Solar
    2. A Terra e os planetas telúricos
    3. A Terra, um planeta único a proteger
  • TEMA III – COMPREENDER A ESTRUTURA E A DINÂMICA DA GEOSFERA
    1. Métodos de estudo para o interior da Geosfera
    2. Vulcanologia
    3. Sismologia
    4. Estrutura interna da geosfera

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