Apostila Fisiologia e Biofisica

Apostila Fisiologia e Biofisica

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VIII Curso de Inverno Fisiologia: do cotidiano ao extremo 16 a 20 de Julho de 2012

2 DADOS DE CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO (CIP) Departamento de Fisiologia e Biofísica Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo Universidade de São Paulo - Instituto de Ciências Biomédicas – Departamento de Fisiologia e Biofísica. Fisiologia: do cotiano ao extremo VI Curso de Inverno do Departamento de Fisiologia e Biofísica, São Paulo, 2012 / coordenação do Prof. Fernando Rodrigues de Moraes Abdulkader; organização de Cecília Cerqueira Café Mendes, Leandro Bueno Lima. - São Paulo: ICB/BMB, 2012. – 139 f. : il. Apostila do VI Curso de Inverno Descritores: 1. Fisiologia 2. Fisiologia – Congressos, conferências etc I. Título.

3 Coordenação Docente: Prof. Dr. Fernando Rodrigues de Moraes Abdulkader Comissão Organizadora – Pós-graduandos Cecilia Cerqueira Café Mendes Leandro Bueno Lima Documentação Científica: Leila Affini Pós-graduandos participantes: Aline Coelho Macedo - Ângelo Bernak de Oliveira Ariane de Oliveira Turati - Bárbara Falquetto Barna Caio Jordão Teixeira - Carla Rocha dos Santos Caroline Cristiano Real - Gabriela Pena Chaves Gabriela Virginia Moreira - Hadassa Batinga da Silva Izabela Martina Ramos Ribeiro - Jáfia Lacerda Alves Leandro Bueno Lima - Lucila Emiko Tsugiyama Martina Navarro - Natalia Ribeiro Alunos de iniciação científica: André de Almeida da Mota - Danilo Araújo Amaral Santos Lais Cardinali - Vanessa Sayuri Site: Itamar Klemps Filho Designer Gráfico Paulo Mansur Personagens – Fisiolino e Extremoso Victor Daibert São Paulo – Jul/2012

4 Índice Apresentação .......................................................................................................................... 7 Conhecendo o ICB .................................................................................................................. 8 A Universidade perante a educação e a formação continuada dos professores ..................................................................................................................................................... 9 Cronograma .......................................................................................................................... 11 Capítulo 1 - ‐ Equilíbrio energético ................................................................................. 13 1. Introdução .................................................................................................................................. 13 2. O que é Metabolismo? ............................................................................................................. 13 3. Referências Bibliográficas .................................................................................................... 32 Capítulo 2 - ‐ Controle Alimentar ..................................................................................... 33 1. Fome X Apetite X Saciedade ................................................................................................. 33 2. Regulação central da ingestão alimentar ........................................................................ 35 3. Mecanismos de regulação da ingestão alimentar ......................................................... 36 4. O alimento no controle alimentar ...................................................................................... 41 5. Alimentação e recompensa ................................................................................................... 42 6. Obesidade ................................................................................................................................... 42 7. Referências bibliográficas .................................................................................................... 44 Capítulo 3 – Equilíbrio Hidroeletrolítico .................................................................... 45 1. Fisiologia Intestinal ................................................................................................................. 45 2. Fisiologia Renal ........................................................................................................................ 50 3. Referências bibliográficas .................................................................................................... 56 Capítulo 4 – Exercício Físico ........................................................................................... 57 1. Sistema Muscular Esquelético ............................................................................................. 57 2. Sistema Respiratório .............................................................................................................. 62 3. Sistema Cardiovascular .......................................................................................................... 65 4. Sistema Endócrino ................................................................................................................... 68 5. Referências bibliográficas .................................................................................................... 76 Capítulo 5 - ‐ Estresse: fatores desencadeantes, respostas fisiológicas e suas consequências. .................................................................................................................... 77

5 1. Histórico e desenvolvimento do conceito de estresse ................................................ 77 2. Natureza multifatorial do estresse .................................................................................... 78 3. Sistema nervoso autônomo .................................................................................................. 79 4. Endorfinas, Peptídeos cerebrais e outros hormônios ................................................. 84 5. Resposta cardiovascular ao estresse ................................................................................ 86 6. Estresse e envelhecimento ................................................................................................... 87 7. Estresse e sistema imune ...................................................................................................... 88 8. Estresse para o sucesso .......................................................................................................... 89 9. Referências Bibliográficas .................................................................................................... 91 Capítulo 6 - ‐ Sono ................................................................................................................. 92 1. Breve histórico .......................................................................................................................... 93 2. O Ritmo Circadiano do ciclo Vigília/Sono ........................................................................ 93 3. O que acontece enquanto dormimos: sono de ondas lentas e seus estágios ....... 96 4. O sono Paradoxal ou REM ..................................................................................................... 98 5. Neuroanatomia do sono ......................................................................................................... 99 6. Ontogenia do sono ................................................................................................................ 102 7. Substâncias de abuso e Sono ............................................................................................. 105 8. Distúrbios do sono ................................................................................................................ 106 9. Privação de sono ................................................................................................................... 110 10. Considerações finais .......................................................................................................... 111 11. Referências Bibliográficas ............................................................................................... 111 Capítulo 7 – Quente e frio .............................................................................................. 113 1. Introdução ............................................................................................................................... 113 2. Regulação Hipotalâmica da Temperatura .................................................................... 114 3. Transferência do Calor Corporal ..................................................................................... 115 4. Influência da Umidade do Ar nos Processos de Troca de Calor ............................ 117 5. Conservação e Produção de Calor ................................................................................... 118 6. Condições Especiais na Termorregulação .................................................................... 120 7. Fatores que modificam a tolerância ao calor e ao frio ............................................. 122 8. Complicações do estresse térmico excessivo .............................................................. 123 9. Referências bibliográficas ................................................................................................. 125 Capítulo 8 – Altos e Baixos ............................................................................................. 126 1. Respostas Fisiológicas a Altitude ..................................................................................... 126 2. Respostas Fisiológicas ao Mergulho .............................................................................. 132 3. Referências Bibliográficas ............................................................................................. 132

VIII Curso de Inverno ICB-USP

7 Apresentação Parabéns! Se vocês estão lendo este texto, significa que vocês foram selecionados para participar da sétima edição do Curso de Inverno do Departamento de Fisiologia e Biofísica do ICB-USP. Esse Curso já tem história, e é uma iniciativa dos alunos de pós-graduação do departamento que conta também com o auxílio de estagiários de iniciação científica, sendo voltado para professores do ensino médio e fundamental. Foi inspirado por propostas semelhantes desenvolvidas no Departamento de Bioquímica do IQ-USP pelo prof. Bayardo Baptista Torres desde 2002. A cada três anos, a temática do Curso de Inverno vem sendo renovada. Em anos anteriores, os temas "Alimentação: do hábito à célula" e "Fisiologia da reprodução humana: do comportamento ao desenvolvimento" foram abordados. Para 2011, os pós-graduandos e alunos de iniciação científica encararam o desafio de desenvolver um novo tema: "Fisiologia: do cotidiano ao extremo". E por que esse tema? Se entendemos a Fisiologia como o estudo do funcionamento do organismo saudável, os princípios fisiológicos estão por trás de todas adaptações do nosso organismo no nosso dia-a-dia, e também quando o colocamos à prova. Em outras palavras, a Fisiologia é algo que "acontece" com a gente, e não só nos livros didáticos. No entanto, a forma em que essa disciplina é ministrada, separando-a nos diferentes sistemas orgânicos, muitas vezes faz com que os alunos a enxerguem como algo estanque e distante da realidade. Isso não é verdade, pois é o funcionamento em concerto de todos esses sistemas que nos possibilitam realizar as tarefas mais triviais de um dia qualquer, como acordar, ir ao banheiro, comer, nos exercitar, enfrentar os estresses do trabalho e dormir. Mesmo quando desafiamos o nosso organismo, em grandes altitudes ou no mergulho, em ambientes quentes ou frios, os princípios fisiológicos e a conversa entre os diferentes órgãos continuam presentes. É essa visão integrada da Fisiologia que os pós-graduandos e alunos de iniciação científica do Departamento de Fisiologia e Biofísica querem oferecer para vocês. Ao longo do primeiro semestre de 2012, eles trabalharam arduamente na concepção do Curso. Acreditamos que muitas das questões que serão discutidas vocês também as encontrem nas suas salas de aula. Se assim for, esperamos que tenhamos com o Curso de Inverno os ajudado a respondê-las. Mas se não for esse o caso, por favor nos ajudem a melhorá-lo para as próximas edições. Pois é justamente a participação e a contribuição de vocês, professores, que têm sido a motriz e o incentivo para que esse Curso continue sendo oferecido. Sejam bem-vindos!!! Fernando Rodrigues de Moraes Abdulkader Professor do Departamento de Fisiologia e Biofísica ICB-USP Coordenador do VII Curso de Inverno

VIII Curso de Inverno ICB-USP

8 Conhecendo o ICB O Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) tem um total de 183 laboratórios onde atuam 145 docentes-pesquisadores, oriundos das mais diferentes áreas de formação, sendo 93,7% em regime de dedicação exclusiva ao ensino e à pesquisa, e todos com titulação igual ou superior a Doutor. Mantém um quadro de 295 funcionários, composto por 21% de servidores de nível superior, 42% de técnicos e 37% de servidores de nível básico. O ICB é constituido por uma Administração Central e por 7 Departamentos (Anatomia, Biologia Celular, Fisiologia e Biofísica, Farmacologia, Imunologia, Microbiologia e Parasitologia), além de sediar o Centro de Pesquisa em Biotecnologia da USP e de dispor de um Centro Avançado para estudo de moléstias tropicais na região Amazônica. A infraestrutura para ensino e pesquisa destes Departamentos ocupam hoje 4 diferentes prédios. O ICB é uma unidade que oferece disciplinas básicas e aplicadas de graduação, para alunos de 16 cursos de graduação da USP. São oferecidas anualmente 108 disciplinas aos 10.400 alunos de graduação matriculados anualmente nos sete Departamentos (6 delas, para alunos do período noturno). É responsável pelo oferecimento de um curso de Graduação, o Bacharelado em Ciências Fundamentais para a Saúde (CFS), que tem como alvo alunos regulares da USP que apresentam inclinação para a pesquisa e ensino e que não conseguiram desenvolver essas habilidades no curso de origem. Foi recentemente criado o curso de Biomedicina oferecido pelo ICB. Com início em 2012, o referido curso, com duração de oito semestres e 40 alunos anualmente, será ministrado em tempo integral e contempla um currículo de atividades destinada a promover uma sólida base teórica e prática nas diversas disciplina da área biomédica. O ICB oferece Programas de Pós-Graduação nas áreas de Biologia Celular e Tecidual, Biologia da Relação Patógeno-Hospedeiro, Ciências Morfofuncionais, Farmacologia, Fisiologia Humana, Imunologia e Microbiologia, nos quais se encontram matriculados, atualmente, um total de 609 alunos entre Mestrado e Doutorado, com bolsas obtidas da FAPESP, CAPES ou CNPq. É responsável pela gestão acadêmica, administrativa e financeira do Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (interunidades), que interage com o Instituto de Biociências, Escola Politécnica, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia e com o Instituto Butantã. Benedito Corrêa Professor Titular do Departamento de Microbiologia ICB-USP Vice-Diretor do ICB

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