Mecanismos reguladores: o que são e como fazem o corpo funcionar

Os seres vivos, animais e plantas, são sistemas abertos que obtêm nutrientes e gases do meio ambiente e excretam resíduos em nosso meio de forma contínua. O que para nós são fezes, para outros microrganismos e invertebrados são substâncias suculentas que passam a fazer parte da seus tecidos (matéria orgânica), permitindo assim a continuação do ciclo do carbono dentro das cadeias tróficas do ecossistemas.

Ser um sistema aberto é necessário para a sobrevivência: a energia não é criada nem destruída, é apenas transforma (de acordo com a lei de conservação de energia) e, portanto, devemos obtê-la do meio ambiente continuamente. No entanto, isso também tem vários pontos negativos, pois constantemente dissipamos calor no meio, dependemos de nosso ambiente para todas as nossas tarefas biológicas e podemos ficar doentes e morrer como uma consequência direta do que acontece em nosso meio Ambiente.

Para colocar alguma ordem no caos em mudança que é o ambiente, nossos corpos apresentam uma série de mecanismos regulatórios biológicos e / ou fisiológicos

para manter uma condição interna estável, compensando as mudanças que podem ocorrer no ambiente. Vamos ver como eles estão.

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O que é um mecanismo regulatório?

Em biologia, um mecanismo é um sistema com partes que interagem causalmente, dando origem a processos que têm um ou mais efeitos no meio ambiente, sejam eles internos, externos ou ambos. Um mecanismo pode ser o processo que leva ao suor do ser humano em um momento quente (fisiologia), mas a seleção natural ou deriva genética também são considerados mecanismos, embora neste caso de um evolucionário.

No mundo dos mecanismos regulatórios, nada é preto ou branco, pois entidades biológicas são seres extremamente complexos (multicomponenciais), cujos sistemas estão em contínua interação e retroalimentação.. Além de sua diversidade, três grandes níveis podem ser distinguidos nos mecanismos subjacentes de um ser vivo:

• Mecanismos genéticos: os mais baixos da hierarquia. O funcionamento dos genes e sua expressão é essencial, mas eles correspondem ao substrato basal de qualquer sistema.
• Mecanismos de funcionamento celular: o próximo mecanismo é aquele que diz respeito à célula e, portanto, aos órgãos e tecidos do corpo.
• Mecanismos nervosos e endócrinos: são os mecanismos reguladores mais avançados na escala evolutiva.

Todos os seres vivos possuem mecanismos genéticos, pois, por definição, uma célula deve ter um genoma para se auto-replicar em ocasiões futuras (mesmo que seja apenas um cromossomo, como nas bactérias). Por outro lado, todo ser vivo deve apresentar pelo menos um mecanismo de regulação celular, já que a unidade básica da vida é a célula, embora constitua o organismo inteiro (como é o caso das bactérias e arqueas).

Como você pode imaginar o ápice dos mecanismos regulatórios fisiológicos (glândulas e neurônios, que fazem parte do sistemas endócrino e nervoso, respectivamente) é restrito aos animais mais evolutivamente complexo, pois somos vertebrados, embora outros seres vivos também tenham suas próprias escalas nervosas e endócrinas.

Neste ponto, deve-se observar que os circuitos regulatórios podem apresentar dois sistemas de feedback (feedbacks): positivo e negativo. Explicamos em que consistem de forma breve nas linhas a seguir.

1. Avaliação negativa

Nesta ocasião, o mecanismo de regulação busca manter um parâmetro X sob controle em um espectro bem específico, sempre próximo ao valor X0, que é o máximo ótimo em um ambiente específico. Os valores do parâmetro X são coletados do ambiente ou ambiente interno por meio de canais de informação (como termorreceptores e outros grupos de nervos) e a informação é trazida para o centro do mecanismo, que irá gerar respostas baseadas no ambiente da melhor maneira possível.

2. Feedback positivo

Nesse caso, as coisas mudam. O objetivo dos mecanismos de regulação de feedback positivo é atingir o ponto máximo de eficácia do parâmetro X, desviado do valor X0, uma vez que certas condições tenham sido atingidas.

Embora movamos em conceitos bastante complexos, a diferença entre um feedback negativo e um positivo é muito fácil de entender: no primeiro caso, o O sistema responde na direção oposta ao sinal, ou seja, tende a “estabilizar” a saída do sistema para que fique em boas condições. constante. Por outro lado, no feedback positivo, os efeitos ou saídas de um sistema causam efeitos cumulativos na entrada. Neste último caso, é um sistema que, por definição, apresenta um ponto de equilíbrio instável.

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Exemplos de mecanismos regulatórios

Passamos por conceitos bastante etéreos, por isso será útil exemplificar um pouco o que é um mecanismo regulador do ponto de vista fisiológico. Digamos, por exemplo, que queremos entender como ocorre a sudorese em humanos. Vá em frente.

Em primeiro lugar, deve-se notar que a sudorese é um mecanismo regulador modulado pelo sistema nervoso simpático, responsável por muitas funções involuntárias em humanos. Nosso hipotálamo contém neurônios na área anterior e pré-óptica especializados em registrar mudanças na temperatura interna e na atividade do córtex cerebral. Portanto, quando chega a informação de que há excesso de calor (seja interno ou externo), o hipotálamo envia o sinal através de fibras colinérgicas para as glândulas écrinas por toda a pele para que excretar suor.

O suor sai pelos poros que conectam as glândulas écrinas à pele. Uma vez que os fluidos precisam de calor para evaporar (afinal, calor é energia), eles "pegam" esse excesso de temperatura da superfície corporal, que faz com que nosso sistema geral se torne esfriar. Por meio da evaporação do suor, 27% do calor corporal é dissipado, portanto, não é de se estranhar que esse mecanismo seja ativado em caso de qualquer variação física e / ou ambiental..

Neste caso, estamos em um nível teórico antes de um mecanismo de regulação de feedback negativo. O interesse do organismo é manter a temperatura corporal (parâmetro X) em uma faixa adequada o mais próxima possível do ideal, que está entre 36 e 37 graus. Nesse sistema, o complexo funcional responde inversamente a estímulos externos.

Se nos tornarmos filosóficos também podemos conceber a própria seleção natural ou deriva genética como mecanismos reguladores de um ponto de vista evolutivo. A seleção natural exerce pressão sobre o sistema aberto que é uma população, selecionando os genes que são mais benéficos a longo prazo e desconsiderando os menos adaptativos.

Por exemplo, um animal de uma espécie de pássaro que nasce (por uma mutação de novo) com um bico mais longo maior do que o resto, poderia ter uma maior facilidade para caçar insetos entre as cascas do árvores. Como esse vivente tem uma vantagem sobre os demais, poderá se alimentar mais, crescerá mais e, portanto, será mais forte na hora de competir com os demais machos para se reproduzir. Se a característica do "bico grande" for hereditária, é de se esperar que a prole desse animal seja mais viável do que os demais.

Assim, ao longo das gerações, o traço de “pico grande” aumentaria na população, pois simplesmente aqueles que o apresentam vivem mais e têm mais oportunidades de se reproduzir. A seleção natural atua como um claro mecanismo de regulação evolucionária neste caso, uma vez que a proporção de genes em uma população varia de acordo com as imposições do meio ambiente.

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Retomar

Como você deve ter visto, os mecanismos regulatórios no mundo da biologia vão muito além da termorregulação ou do consumo de energia. Da expressão dos genes à evolução das espécies, tudo pode se resumir em um feedback positivo ou negativo que busca atingir um ponto máximo de eficácia, em um ponto ou outro. No final, o objetivo é atingir o máximo equilíbrio interno de todas as formas possíveis, sempre levando em consideração as restrições ambientais.

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