Fisiologia
Código
11109
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências Médicas
Créditos
12
Professor responsável
Prof. Doutor Pedro Freire Costa
Língua de ensino
Português
Objectivos
Objectivos gerais:
A principal finalidade da UC é conduzir o aluno à assimilação dos mecanismos de controlo dos sistemas e respectiva caracterização funcional, criando um terreno conceptual que permita vir a entender tanto a disfunção como os fundamentos de acção de fármacos. Na abordagem que se adopta, subjaz o treino de raciocínio crítico quanto à análise de variações de parâmetros em função de perturbações aplicadas aos sistemas.
Das 7 horas de contacto semanais, pretende-se usar 3 em sessões de anfiteatro (sessões de três naturezas, v.d. organização pedagógica) e 4 em sessões práticas.
Objectivos de aprendizagem (learning outcomes):
Objectivos de aprendizagem na área cognitiva. Treinar o raciocínio crítico caracterizando resultados de simulações e, fazendo uso de variações de parâmetros, exercitar a identificação de efeitos de perturbações induzidas sobre os mecanismos de regulação de órgãos e sistemas:
- Explicar os factores determinantes da excitabilidade
- Caracterizar os mecanismos de condução e transmissão sináptica;
- Situar o papel e funções do Sistema Nervoso Autónomo nos processos homesostáticos;
- Descrever os mecanismos subjacentes à contracção muscular
- Identificar os aspectos funcionais do sistema cardiovascular, as propriedades funcionais das células cardíacas; propagação,
- Explicar os fenómenos determinantes do ECG e sua caracterização
- Explicar os mecanismos de actuação do coração como bomba; caracterizar a performance do coração como bomba e mecanismos que o regulam
- Descrever o funcionamento da circulação sistémica arterial; circulação capilar e venosa; explicar os mecanismos e factores físicos subjacentes aos regimes circulatórios.
- Identificar os processos subjacentes aos mecanismos de regulação no sistema cardiovascular e distinguir efeitos resultantes de perturbações
- Identificar os factores físicos subjacentes à troca de gases no pulmão
- Explicar os mecanismos determinantes da mecânica e dinâmica ventilatória e identificar os factores físicos subjacentes
- Explicar os processos subjacentes aos mecanismos de regulação respiratória e distinguir efeitos resultantes de perturbações
- Explicar os mecanismos de acção de hormonas e os mecanismos de regulação da função hormonal (hipófise, tiróide e supra-renais)
- Identificar as funções do rim, explicar os mecanismos de regulação do equilíbrio hidro-electrolítico; integrar a função renal nos processos homeostáticos do organismo.
Pré-requisitos
Conteúdo
(Conteúdos Organizados por aula)
SESSÕES NO ANFITEATRO
A)Fundamentos da excitabilidade
* Factores determinantes do potencial de membrana. Canais dependentes da voltagem e mecanismos subjacentes à geração do potencial de acção; identificação das correntes responsáveis pelo potencial de acção; alterações de condutância, reconstituição do potencial de acção e identificação das suas fases.
* A propagação do potencial de acção e a condução nervosa; correntes de propagação e factores determinantes da velocidade de propagação; papel da mielina.
* Generalidades sobre a transmissão sináptica noção do papel de um neurotransmissor e de receptores pós-sinápticos.
* Caracterização mecânica da contracção muscular. Correlações morfofuncionais e acoplamento excitação-contracção; características mecânicas da actividade muscular e relevância da relação comprimento/tensão. Características funcionais próprias do músculo cardíaco.
B) Sistema cardiovascular
* Enquadramento das principais funções do sistema nervoso autónomo e suas acções sobre os órgãos efectores.
* Particularidades da excitabilidade das células cardíacas; canais envolvidos na génese dos diferentes tipos de potencial de acção; propriedades funcionais das células do pacemaker cardíaco; condução e propagação da onda excitação; mecanismos de excitação/contracção no músculo cardíaco.
* Fundamentos da electrocardiografia. Caracterização do ECG e génese do sinal.
* Seminário - ECG (desvios do padrão fisiológico).
* Modelo essencial do sistema cardiovascular e factores determinantes da pressão arterial; relevância da volémia, do débito, da resistência e da capacidade das veias.
* Caracterização funcional do coração como uma bomba; papel das válvulas; variações de pressão e de volume no decurso de um ciclo cardíaco; factores determinantes. Origem dos sons cardíacos.
* O pulso arterial. Pressões sistólica e diastólica: factores que as influenciam e a relevância funcional das propriedades físicas das artérias. Factores físicos subjacentes à circulação arterial sistémica (gradiente de pressão, dimensões dos vasos e viscosidades do sangue). Variações da pressão arterial em função do débito e da resistência periférica total.
* Mecanismos participantes no controlo do sistema cardio¬vascular. Acções do S.N.A e catecolaminas sobre o sistema cardiovascular. Característi¬cas da resposta dos baroreceptores e da informação transmitida; o reflexo dos baroreceptores e o controlo da pressão arterial sistémica; papel dos receptores cardíacos. Centros de controlo.
* Circulação capilar e venosa; mecanismos subjacentes. Velocidade de circulação do sangue: factores que a influen¬ciam.; circulação nos pequenos vasos e mecanismos de regulação. Mecanismos de filtração e de absorção capilares; circ. nos vasos linfáticos. Proprieda¬des das veias. Relação pressão-volume nas veias. Mecanismos determinantes do retorno venoso; implicações funcionais do retorno venoso. Particularidades da circulação coronária e da circulação cerebral.
* Sessão integradora: visão de conjunto da circulação sistémica. Quais os atributos funcionais que distinguem as porções arterial e venosa do leito vascular? Que contribuições se encontram em cada uma para o controlo da pressão arterial? Que implicações têm na actuação do coração como bomba e no trabalho cardíaco?
C) Respiração, ventilação, difusão de gases e transporte de gases no sangue
* Modelo dos componentes essenciais do sistema respiratório: um difusor de gases, um meio de transporte, um ventilador, um sistema de circulação. O componente ventilador; factores mecânicos e dinâmicos participantes na ventilação (I)
* Factores mecânicos e dinâmicos participantes na ventilação (II); interacção entre a caixa torácica e o pulmão. Relações de pressão de volume; implicações funcionais. Volumes e capacidades pulmonares.
* Mecanismos participantes na difusão de gases e na perfusão. Relações de difusão/perfusão e implicações funcionais.
* Controlo da ventilação; factores determinates. Origem do ritmo respiratório e factores moduladores.
* Características da circulação pulmonar e factores controlo.
* Sessão integradora: métodos de avaliação da função respiratória. Débito v.s. volume: como se relacionam? Qual a influência da resistência das vias aéreas? Que aplicações clínicas tem?
* Seminário: Modificações cardio-respiratórias no exercício físico.
D) Função renal e mecanismos de regulação hidro-electrolíticos
* As múltiplas funções do rim. Principais características histológicas do nefrónio e da barreira glomérulo-capilar. Pressão eficaz de filtração e os parâmetros de que depende directamente. Permeabilidade glomerular e conceito de taxa de filtração glomerular. Conceito de clearence renal.
* Tratamento do fluido tubular ao longo dos segmentos do nefrónio. Transporte através da parede tubular. Mecanismo de contra-corrente, gradiente cortico-medular de osmolaridade e tratamento tubular da água. Tratamento tubular dos iões e metabolitos Conceito de máximo de reabsorção. Funções tubulares dependentes de hormonas.
* Papel do rim no equilíbrio ácido-base: a participação do rim na regulação de pH e nas compensações de perturbações de pH. Função respiratória e função renal nas perturbações de pH.
* Sessão integradora: Que papel funcional tem o rim como efector na acção de hormonas? Quais os factores determinantes do papel do rim no controlo da pressão arterial?
* Seminário: Indicadores da função renal e aplicações clínicas (exemplos da nefrologia)
E) Funções do sistema endócrino
* Homeostase e funções do sistema endócrino Homeostase: conceito e componentes; propriedades de um sistema homeostático; ritmos biológicos. Funções do sistema endócrino; glândulas endócrinas; hormonas: estrutura, secreção e transporte; especificidade hormonal e receptores; mecanismos de acção e efeitos das hormonas.
* Relações funcionais SN e Hipotálamo-Hipófise. Relações morfológicas e funcionais entre o sistema nervoso e a hipófise; sistema porta; hormonas hipotalâmicas; mecanismnos de controlo da secreção hormonal.
* Hormonas da Hipófise. Hormonas da hipófise; adenohipófise e neurohipófise; hierarquia de funcionamento; funções e regulação da secreção; reflexos neuroendócrinos
* Hormonas da Suprarenal: funções e regulação da secreção; regulação electrolítica; regulação do metabolismo energético
* Hormonas da tiróide: funções: crescimento e metabolismo; síntese e regulação da secreção; hiper e hipofunção.
* Hormonas e reprodução. Ciclo menstrual: fases ováricas e uterinas; hormonas suas acções. Feed-back positivo na regulação da função sexual feminina; função sexual masculina: controlo; acções da testosterona; resposta sexual humana;
* Hormonas e desenvolvimento. Etapas da vida; puberdade; alterações hormonais; adrenarca, gonadarca e menarca; resposta sexual humana; aspectos involutivos; menopausa e declínio sexual masculino.
* Seminário: Ponto de vista do endocrinologista: dois casos.
* Conteúdos de histologia: cinco sessões dedicadas a histologia especial (v.g. coração e vasos; pulmão e vias aéreas; rim; gl. endócrinas).
SESSÕES PRÁTICAS
A) Excitabilidade
-Factores determinantes do potencial de membrana e relações I/V; implicações da permeabilidade iónica no potencial de membrana; potencial de equilíbrio para cada espécie iónica; condutância e permeabilidade; interpretação de gráficos I/V e modificações determinadas por alterações de concentração iónica e de permeabilidade.
-Factores determinantes do potencial de acção; características do potencial de acção e identificação dos mecanismos subjacentes a cada fase do potencial de acção; distinção entre período refractário relativo e absoluto; distinção entre limiar de excitabilidade e limiar de estimulação.
-Papel dos canais de Na e K dependentes da voltagem na génese do potencial de acção; distinção e identificação do papel das correntes de sódio e de potássio na geração do potencial de acção.
-Cinética de canais dependentes da voltagem; demonstração da importância da cinética de canais dependentes da voltagem na excitabilidade celular; Caracterização de correntes de sódio e de potássio dependentes da voltagem; curvas I/V respectivas implicações funcionais.
-Exercício de avaliação
B) Cardiovascular
-Relação de variações de pressão e de volume no coração durante um ciclo cardíaco
-Contractilidade cardíaca; efeitos de modificações da eficácia da bomba cardíaca sobre a pressão arterial e o débito cardíaco; mecanismos de compensação da pressão arterial consequentes de modificações do inotropismo do miocárdio;
-Variações da capacidade do compartimento venoso; efeitos de variações da capacidade venosa sobre o débito cardíaco, a pressão na aurícula direita e a pressão arterial; efeitos de variações do volume de sangue (volémia) sobre o débito cardíaco, a pressão arterial e a inotropismo cardíaco; mecanismos de regulação da pressão arterial consequentes de modificações da capacidade venosa e da volémia (a curto prazo).
-ECG; medidas sobre o ecg; extracção de informação
-Exercício de avaliação
C) Respiratório
-Mecanismos que determinam a ventilação; formas de medida de ventilação e de volumes pulmonares
-Variações de pressão intrapleural e suas relações com variações de volume e de débito
-Factores intervenientes e limitantes da difusão de gases no pulmão; mecanismos de compensação numa redução da difusão de gases no pulmão
-Distinção entre ventilação total de ventilação alveolar; participação de O2 e de CO2 como factores intervenientes na regulação da ventilação
-Modificações ventilatórias e cardiocirculatórias desencadeadas pelo exercício físico; limitações cardiocirculatórias e respiratórias em condições de exercício físico; a origem e os factores determinantes da dívida de oxigénio; limiar anaeróbio
-Exercício de avaliação
D) Rim
-Origem das diferentes pressões que determinam a filtração glomerular; mecanismos de regulação da filtração glomerular, em particular o papel do Sistema Nervoso Autónomo; mecanismo do sistema multiplicador de contracorrente e o papel do gradiente de concentrações córtico-medular; papel e locais de actuação da ADH e da Aldosterona;
-Contribuição da ADH e da aldosterona para a regulação do equilíbrio hídrico; papel destas hormonas na reabsorção total de água e electrólitos no túbulo renal.
-Papel das hormonas aldosterona e ADH na regulação da pressão arterial a longo prazo
-Mecanismos determinantes de acidoses ou alcaloses metabólicas e respiratórias; mecanismos envolvidos na compensação de acidoses ou alcaloses metabólicas e respiratórias; papel do rim na manutenção do equilíbrio ácido-base
-Exercício de avaliação
E) Hormonas
-Visão geral sobre funções hormonais. Função tiroideia; Identificação dos factores envolvidos numa regulação por feed-back e distinção de diferentes formas de regulação endócrina; identificação das hormonas envolvidas na regulação do ciclo menstrual e variações de níveis hormonais ao longo do ciclo menstrual.; descrição da regulação hormonal ao longo do ciclo menstrual: As acções das hormonas tiroideias no que diz respeito ao metabolismo, crescimento, sistema nervosa, rim, coração e vasos e aparelho digestivo; identificação das principais repercussões funcionais de hipersecreção e de hiposecreção.
-Simulações sobre 13 hormonas; natureza química das hormonas GH, TSH, T4, ACTH, cortisol, FSH, LH, Testosterona, Estradiol, PTH, ADH, aldosterona e insulina; acções das hormonas GH, TSH, T4, ACTH, cortisol, FSH, LH, Testosterona, Estradiol, PTH, ADH, aldosterona e insulina, identificando os efeitos da sua administração, nomeadamente: a nível plasmático, urinário, nos seus órgãos alvo e eventualmente no consumo de oxigénio; identificação de situações de controlo por feed-back negativo, ao interpretar os efeitos da administração de algumas das seguintes hormonas: GH, TSH, T4, ACTH, cortisol, FSH, LH, Testosterona, Estradiol, PTH, ADH, aldosterona e insulina, a nível plasmático e/ou nos seus órgãos alvo.
-Discussão das simulações: identificação das acções das hormonas GH, TSH, T4, ACTH, cortisol, FSH, LH, Testosterona, Estradiol, PTH, ADH, aldosterona e insulina, descrevendo os efeitos da sua administração, nomeadamente: a nível plasmático, urinário, nos seus órgãos alvo e eventualmente no consumo de oxigénio; descrição dos mecanismos de controlo da secreção das seguintes hormonas: GH, TSH, T4, ACTH, cortisol, FSH, LH, Testosterona, Estradiol, PTH, ADH, aldosterona e insulina.
-Exercício de avaliação
Bibliografia
Guyton, Arthur C.: Textbook of Medical Physiology
Ganong, William F.: Review of Medical Physiology
Berne, Robert M. and Levy, Mathew N.: Principles of Physiology
Boron and Boulpaep: Medical Physiology: A cellular and molecular approach
Bibliografia complementar:
Levick, J.R.: An Introduction to Cardiovascular Physiology
Levitzky, M.G.: Pulmonary Physiology
Método de ensino
Metodologias de ensino: Sessões de ensino prático executando exercícios com simuladores numéricos, exercícios de análise de resultados, discussão de resultados em pequenos grupos. Sessões de anfiteatro de três tipos:
a) aulas maioritariamente interactivas destinadas a focar os alunos nos conceitos cruciais;
b) sessões abrangentes integradoras calendarizadas para diversas áreas dos conteúdos, tipicamente intituladas por perguntas;
c) seminários também integradores, baseados em casos clínicos.
Método de avaliação
No final de cada bloco de matéria (excitabil., cardiovasc., resp., rim, hormonas) um questionário (cotado para 4 pontos); acumulação de pontuação para crédito (máx. 20 pontos).
Teste final cotado para 80 pontos.
Não existe prova oral.