Vander - Fisiologia Humana, 14ª edição

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A Fisiologia mais moderna e atual!
O clássico Vander | Fisiologia Humana chega à sua 14ª edição totalmente reformulado e bastante atualizado para refletir os avanços nos campos da Fisiologia e da Medicina.
Como nas edições anteriores, os elementos da obra – organização, desenho gráfico e recursos pedagógicos – foram escolhidos criteriosamente para tornar as informações mais diretas e facilitar a consulta.
Entre as novidades desta edição, destacam-se a meticulosa revisão e atualização do texto e a inclusão de novas figuras, além da inserção de questões atualizadas de avaliação, a reorganização das questões segundo a taxonomia de Bloom, a fragmentação de tópicos complexos em segmentos menores para facilitar a assimilação do leitor e a inclusão de questões, figuras e fluxogramas nos casos clínicos ao final de cada capítulo. Por fim, os princípios gerais da fisiologia foram integrados a todos os capítulos de modo a reforçar continuamente sua importância.
 

21 capítulos

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1 Homeostasia | Base para a Fisiologia Humana

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1

capítulo

Homeostasia

Base para a Fisiologia Humana

1.1 O escopo da fisiologia humana, 2

1.2 Como o corpo é organizado?, 2

Células musculares e tecido muscular, 3

Neurônios e tecido nervoso, 3

Células epiteliais e tecido epitelial, 3

Células do tecido conjuntivo e tecido conjuntivo, 4

Órgãos e sistemas de órgãos, 4

1.3 Compartimentos de líquidos do corpo, 4

1.4 Homeostasia | Característica que define a fisiologia, 5

1.5 Características gerais dos sistemas de controle homeostático, 7

Sistemas de retroalimentação, 7

Restabelecimento dos set points, 9

Regulação por pré‑alimentação (feedforward), 9

1.6 Componentes dos sistemas de controle homeostático, 9

Reflexos, 9

Respostas homeostáticas locais, 10

1.7 O papel dos mensageiros químicos intercelulares na homeostasia, 11

1.8 Processos relacionados à homeostasia, 12

Adaptação e aclimatação, 12

Ritmos biológicos, 13

 

2 - omposição Química do Corpo e sua Relação com a Fisiologia

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2

Capítulo

Composição Química do Corpo e sua Relação com a Fisiologia

2.1 Átomos, 22

Componentes dos átomos, 22

Número atômico, 23

Massa atômica, 23

Íons, 24

Composição atômica do corpo, 24

2.2 Moléculas, 24

Ligações químicas covalentes, 25

Ligações iônicas, 26

Pontes de hidrogênio, 26

Forma molecular, 27

Moléculas iônicas, 27

Radicais livres, 28

2.3 Soluções, 28

Água, 29

Solubilidade molecular, 29

Concentração, 29

Íons hidrogênio e acidez, 30

2.4 Classes de moléculas orgânicas, 31

Carboidratos, 31

Lipídios, 32

Proteínas, 36

Ácidos nucleicos, 40

Estudo de caso clínico, 44

Micrografia de varredura por tunelamento colorida de átomos individuais de manganês; as nuvens de elétrons em órbita são mostradas em vermelho e amarelo.

N

o Capítulo 1, você foi apresentado ao conceito de home‑ ostasia, no qual variáveis, como as concentrações de muitas substâncias químicas no sangue, são mantidas dentro de uma faixa normal. Para entender plenamente os meca‑ nismos pelos quais a homeostasia é obtida, precisamos inicial‑ mente conhecer a química básica do corpo humano, incluindo as características essenciais dos átomos e das moléculas que con‑ tribuem para a sua capacidade de interação uns com os outros.

 

3 - Estrutura Celular, Proteínas e Vias Metabólicas

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3

Capítulo

Estrutura Celular, Proteínas e Vias Metabólicas

3.6 Degradação de proteínas, 66

3.7 Secreção de proteínas, 66

Seção  C

Interações de Proteínas e Ligantes, 69

3.8 Características dos locais de ligação, 69

Especificidade química, 69

Afinidade, 70

Saturação, 71

Competição, 72

3.9 Regulação das características dos locais de ligação, 72

Modulação alostérica, 72

Modulação covalente, 73

Seção  D

Reações Químicas e Enzimas, 74

3.10 Reações químicas, 75

Imagem de microscopia eletrônica de um hepatócito realçada com cor.

Determinantes das taxas (velocidades) de reação, 75

Reações reversíveis e irreversíveis, 75

Lei da ação das massas, 76

3.11 Enzimas, 76

Seção  A

Estrutura Celular, 47

3.1 Observações microscópicas das células, 47

3.2 Membranas, 48

Estrutura da membrana, 48

Junções de membrana, 51

 

4 - Movimento de Moléculas Através das Membranas Celulares

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4

Capítulo

Movimento de Moléculas Através das Membranas Celulares

4.1 Difusão, 100

Magnitude e sentido da difusão, 100

Taxa de difusão versus distância, 102

Difusão através das membranas, 102

4.2 Sistemas de transporte mediado, 105

Difusão facilitada, 106

Transporte ativo, 106

4.3 Osmose, 110

Osmolaridade extracelular e volume celular, 113

4.4 Endocitose e exocitose, 114

Endocitose, 115

Exocitose, 116

4.5 Transporte epitelial, 117

Estudo de caso clínico, 120

Mudanças do formato dos eritrócitos devido à osmose; as protuberâncias observadas em algumas células devem‑se à saída de água da célula.

N

o Capítulo 3, aprendemos que os conteúdos de uma célula estão separados do líquido extracelular circun‑ dante por uma delgada bicamada de lipídios e proteí‑ nas, formando a membrana plasmática. Além disso, vimos que as membranas associadas às mitocôndrias, ao retículo endoplas‑ mático, aos lisossomos, ao aparelho de Golgi e ao núcleo dividem o líquido intracelular em vários compartimentos delimitados por membranas. Os movimentos das moléculas e dos íons entre as várias organelas celulares e o citosol e também entre o citosol e o líquido extracelular dependem das propriedades dessas mem‑ branas. As taxas com que diferentes substâncias atravessam as membranas variam de modo considerável e, em alguns casos, podem ser controladas – aumentadas ou diminuídas – em res‑ posta a diversos sinais. Este capítulo trata das funções de trans‑ porte das membranas, com ênfase na membrana plasmática. O movimento controlado de solutos, como íons, glicose e gases, bem como o movimento da água através das membranas, é de suma importância em fisiologia. Para citar apenas alguns exemplos, esses mecanismos de transporte são essenciais para que as célu‑ las possam manter seu tamanho e formato, balanço energético e capacidade de enviar e responder a sinais elétricos ou químicos provenientes de outras células.

 

5 - Sinalização Celular na Fisiologia

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5

Capítulo

Sinalização Celular na Fisiologia

5.1 Receptores, 125

Tipos de receptores, 125

Interações de receptores e ligantes, 125

Regulação dos receptores, 128

5.2 Vias de transdução do sinal, 128

Vias iniciadas por mensageiros lipossolúveis, 129

Vias iniciadas por mensageiros hidrossolúveis, 129

Principais segundos mensageiros, 132

Outros mensageiros, 136

Interrupção da atividade nas vias de transdução do sinal, 137

Estudo de caso clínico, 139

Imagem computadorizada da conexão (modelo de bola e bastão em azul) de um ligante ao seu receptor (diagrama em fita).

V

ocê aprendeu no Capítulo 1 como os sistemas de con‑ trole homeostático ajudam a manter um equilíbrio normal do ambiente interno corporal. A operação dos sistemas de controle necessita que as células sejam capazes de se comunicarem umas com as outras, frequentemente a lon‑ gas distâncias. Grande parte dessa comunicação intercelular é mediada por mensageiros químicos. Este capítulo descreve como esses mensageiros interagem com as suas células‑alvo e como essas interações desencadeiam sinais intracelulares que levam

 

6 - Sinalização Neuronal e Estrutura do Sistema Nervoso

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6

Capítulo

Sinalização Neuronal e

Estrutura do Sistema Nervoso

Seção  C

Sinapses, 164

6.8 Anatomia funcional das sinapses, 165

Sinapses elétricas, 165

Sinapses químicas, 165

6.9 Mecanismos de liberação do neurotransmissor, 165

6.10 Ativação da célula pós‑sináptica, 166

Ligação dos neurotransmissores aos receptores, 166

Remoção do neurotransmissor da sinapse, 166

Sinapses químicas excitatórias, 166

Sinapses químicas inibitórias, 167

6.11 Integração sináptica, 168

6.12 Potência sináptica, 169

Mecanismos pré‑sinápticos, 169

Mecanismos pós‑sinápticos, 170

Modificação da transmissão sináptica por substâncias e doenças, 170

Microscopia confocal falso‑colorida de um corte através do cérebro mostrando um neurônio individual do cerebelo com extensos prolongamentos que se originam de um corpo celular.

Seção  A

6.1

6.2

6.3

6.4

 

7 - Fisiologia do Sistema Sensorial

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7

Capítulo

Fisiologia do Sistema Sensorial

Seção  A

Princípios Gerais, 197

7.1 Receptores sensoriais, 197

Potencial receptor, 198

7.2 Codificação sensorial primária, 199

Tipo de estímulo, 199

Intensidade do estímulo, 200

Localização do estímulo, 200

Controle central da informação aferente, 203

7.3 Vias neurais ascendentes nos sistemas sensoriais, 204

7.4 Córtex de associação e processamento da percepção, 205

Fatores que afetam a percepção, 205

Seção  B

Sistemas Sensoriais Específicos, 207

7.5 Sensações somáticas, 207

Imagem da retina mostrando seus vasos sanguíneos convergindo no disco óptico.

O

Capítulo 6 forneceu uma visão geral da estrutura e fun‑

ção do sistema nervoso e explicou detalhadamente como os sinais elétricos são gerados e transmitidos por mem‑ branas excitáveis. Também foram descritas, em termos gerais, duas divisões funcionais do sistema nervoso: a divisão aferente, pela qual o SNC recebe informações, e a divisão eferente, que transmite os comandos de saída. Neste capítulo, serão mostradas com mais detalhes a estrutura e a função dos sistemas sensoriais que compõem a divisão aferente do sistema nervoso. Além disso, você aprenderá como estes sistemas ajudam a manter a homeos‑ tasia ao fornecer informações ao SNC sobre as condições nos ambientes externo e interno. Essas informações são comunica‑ das ao SNC pela pele, pelos músculos e pelos órgãos internos, assim como pelos sistemas sensoriais visual, auditivo, vestibular e químico.

 

8 - Consciência, Cérebro e Comportamento

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8

Capítulo

Consciência, Cérebro e Comportamento

8.1 Estados de consciência, 241

Eletroencefalograma, 241

Estado de vigília, 242

Sono, 242

Substratos neurais dos estados de consciência, 244

Coma e morte cerebral, 246

8.2 Experiências conscientes, 247

Atenção seletiva, 247

Mecanismos neurais de experiências conscientes, 248

8.3 Motivação e emoção, 249

Motivação, 249

Emoção, 251

8.4 Estados alterados de consciência, 252

Esquizofrenia, 252

Transtornos do humor | Depressão e transtornos bipolares, 252

Substâncias psicoativas, dependência e tolerância, 253

8.5 Aprendizagem e memória, 255

A função cerebral é monitorada por um eletroencefalograma (EEG).

O

s Capítulos 6 e 7 apresentaram alguns dos mecanis‑ mos fundamentais responsáveis pelo processamento de informações no sistema nervoso. O foco foi na trans‑ missão de informações nos neurônios, entre neurônios e do sis‑ tema nervoso periférico (SNP) para o sistema nervoso central

 

9 - Músculo

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9

Capítulo

Músculo

Seção  A

Músculo Esquelético, 265

9.1 Estrutura, 265

Estrutura celular, 265

Estrutura do tecido conjuntivo, 266

Estrutura dos filamentos, 267

Estrutura do sarcômero, 267

Outras estruturas miofibrilares, 268

9.2 Mecanismos moleculares de contração do músculo esquelético, 268

Excitação da membrana | Junção neuromuscular, 269

Acoplamento excitação‑contração, 272

Mecanismo de deslizamento dos filamentos, 274

9.3 Mecânica da contração da fibra unitária, 278

Contrações espasmódicas, 278

Relação de carga‑velocidade, 279

Relação de frequência‑tensão, 280

Relação de comprimento‑tensão, 281

Micrografia eletrônica de varredura (MEV) colorida de fibras musculares obtidas por criofratura.

O

músculo foi introduzido no Capítulo 1 como um dos quatro tipos de tecidos que compõem o corpo humano.

A capacidade de captar a energia química para produzir força e movimento é encontrada, em grau limitado, na maioria das células; entretanto, nas células musculares, torna‑se predomi‑ nante. Os músculos geram força e movimento usados para regular o ambiente interno e também produzem movimentos do corpo com relação ao ambiente externo.

 

10 - Controle do Movimento do Corpo

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10

Capítulo

Controle do Movimento do Corpo

10.1 Hierarquia do controle motor, 310

Ações voluntárias e involuntárias, 311

10.2 Controle local dos neurônios motores, 312

Interneurônios, 312

Impulso aferente local, 313

10.3 Centros motores do encéfalo e as vias descendentes que eles controlam, 317

Córtex cerebral, 317

Núcleos subcorticais e do tronco encefálico, 319

Cerebelo, 319

Vias descendentes, 320

10.4 Tônus muscular, 321

Tônus muscular anormal, 321

10.5 Manutenção da postura ortostática e equilíbrio, 322

10.6 Deambulação, 323

Estudo de caso clínico, 325

Acompanhar o trajeto de uma bola de tênis e arremessá‑la exigem um sistema sofisticado de controle motor.

O

s capítulos anteriores descreveram a estrutura e as fun‑

ções complexas do sistema nervoso (Capítulos 6 a 8) e dos músculos esqueléticos (Capítulo 9). Neste capítulo, aprenderemos como esses sistemas interagem para iniciar e con‑ trolar os movimentos corporais. Considere os eventos associados para alcançar e segurar um objeto. O tronco inclina‑se em direção ao objeto, e o punho, o cotovelo e o ombro são estendidos (reti‑ ficados) e estabilizados para sustentar o peso do braço e da mão, bem como o do objeto. Os dedos são estendidos para alcançar o entorno do objeto e, em seguida, flexionados para segurá‑lo. O grau de extensão dependerá do tamanho do objeto, e a força da flexão, de seu peso e de sua consistência (p. ex., segura‑se um ovo com menos força do que uma pedra). Durante todos esses eventos, o corpo mantém a postura vertical e o equilíbrio, apesar de sua mudança contínua de posição.

 

11 - Sistema Endócrino

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11

Capítulo

Sistema Endócrino

Seção  A ■ Características Gerais dos Hormônios e dos Sistemas de Controle Hormonal, 330

11.1 Hormônios e glândulas endócrinas, 330

11.2 Estruturas e síntese dos hormônios, 331

Hormônios amínicos, 331

Hormônios peptídicos e proteicos, 333

Hormônios esteroides, 334

11.3 Transporte dos hormônios no sangue, 337

11.4 Metabolismo e excreção dos hormônios, 337

11.5 Mecanismos de ação hormonal, 338

Receptores de hormônios, 338

Eventos desencadeados pela ligação hormônio–receptor, 338

Efeitos farmacológicos dos hormônios, 339

11.6 Estímulos que controlam a secreção dos hormônios, 339

Controle pelas concentrações plasmáticas de íons minerais ou nutrientes orgânicos, 340

Controle por neurônios, 340

Controle por outros hormônios, 340

RM de encéfalo humano, mostrando a conexão entre o hipotálamo

(cor alaranjada) e a hipófise (em vermelho).

 

12 - isiologia Cardiovascular

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12

Capítulo

Fisiologia Cardiovascular

12.6 Débito cardíaco, 398

Controle da frequência cardíaca, 398

Controle do volume sistólico, 399

12.7 Medida da função cardíaca, 401

Seção  C

Sistema Vascular, 404

12.8 Artérias, 404

Pressão arterial, 404

Aferição da pressão arterial sistêmica, 406

12.9 Arteríolas, 407

Controles locais, 409

Controles extrínsecos, 410

Células endoteliais e músculo liso vascular, 411

Controle arteriolar em órgãos específicos, 411

12.10 Capilares, 413

Imagem de angiografia colorida das artérias coronárias.

Anatomia da rede capilar, 413

Velocidade do fluxo sanguíneo capilar, 414

Difusão através da parede capilar | Trocas de nutrientes e de produtos finais do metabolismo, 415

Fluxo de massa através da parede capilar |

Distribuição do líquido extracelular, 416

12.11 Veias, 419

Seção  A ■ Visão Geral do Sistema

 

13 - Fisiologia Respiratória

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13

Capítulo

Fisiologia Respiratória

13.1 Organização do sistema respiratório, 461

Vias respiratórias e vasos sanguíneos, 461

Local das trocas gasosas | Alvéolos, 462

Relação dos pulmões com a parede torácica, 464

13.2 Ventilação e mecânica pulmonar, 464

Como um equilíbrio estável das pressões transmurais é obtido entre as respirações?, 467

Inspiração, 467

Expiração, 468

Complacência pulmonar, 470

Resistência das vias respiratórias, 473

Volumes e capacidades pulmonares, 474

Ventilação alveolar, 475

13.3 Trocas gasosas nos alvéolos e nos tecidos, 476

Pressões parciais dos gases, 477

Pressões dos gases alveolares, 478

Troca gasosa entre os alvéolos e o sangue, 480

Equilíbrio entre a ventilação e o fluxo sanguíneo nos alvéolos, 481

Troca gasosa entre os tecidos e o sangue, 482

13.4 Transporte de oxigênio do sangue, 482

Molde de resina das artérias e dos brônquios pulmonares.

 

14 - Rins e Regulação da Água e dos Íons Inorgânicos

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14

Capítulo

Rins e Regulação da Água e dos Íons Inorgânicos

Seção  A ■ Princípios Básicos de Fisiologia Renal, 508

1 4.1 Funções renais, 508

14.2 Estrutura dos rins e do sistema urinário, 508

14.3 Processos renais básicos, 512

Filtração glomerular, 514

Reabsorção tubular, 516

Secreção tubular, 518

Metabolismo pelos túbulos, 518

Regulação dos canais e transportadores de membrana, 519

“Divisão do trabalho” nos túbulos, 519

14.4 Conceito de depuração renal, 519

14.5 Micção, 520

Incontinência, 521

Seção B ■ Regulação do Equilíbrio de Íons e da Água, 523

14.6 Equilíbrio corporal total de sódio e de água, 523

14.7 Processos renais básicos para o sódio e a água, 523

Reabsorção ativa primária de Na1, 523

Acoplamento da reabsorção de água com a reabsorção de Na1, 524

Concentração da urina | Sistema multiplicador por contracorrente, 526

14.8 Regulação renal do sódio, 530

 

15 - Digestão e Absorção de Alimentos

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15

Capítulo

Digestão e Absorção de

Alimentos

15.1 Visão geral do sistema digestório, 553

15.2 Estrutura da parede do tubo gastrintestinal, 554

15.3 Funções gerais dos órgãos gastrintestinais e acessórios, 556

15.4 Digestão e absorção, 559

Carboidratos, 560

Proteínas, 561

Gorduras, 561

Vitaminas, 563

Água e minerais, 564

15.5 Como os processos gastrintestinais são regulados, 565

Princípios básicos, 565

Boca, faringe e esôfago, 566

Estômago, 569

Secreções pancreáticas, 575

Formação e secreção da bile, 577

Intestino delgado, 578

Intestino grosso, 580

Micrografia eletrônica de varredura colorida das microvilosidades intestinais (aumento aproximado de 7.7003).

O

sistema digestório, que é responsável pela absorção de nutrientes e água ingeridos, é fundamental na regulação e na integração dos processos metabólicos em todo o corpo. A função normal do sistema digestório é necessária para a homeostasia corporal total, bem como para o funcionamento nor‑ mal de cada sistema orgânico. No Capítulo 1, introduzimos o con‑ ceito de balanço corporal total, segundo o qual o ganho de uma substância no corpo é igual à sua perda do corpo (Figura 1.11).

 

16 - Regulação do Metabolismo Orgânico e Balanço Energético

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16

Capítulo

Regulação do Metabolismo

Orgânico e Balanço Energético

Seção  A ■ Controle e Integração do

Metabolismo dos Carboidratos, das Proteínas e dos Lipídios, 592

16.1 Eventos dos estados absortivo e pós‑absortivo, 592

Estado absortivo, 592

Estado pós‑absortivo, 595

16.2 Controle endócrino e neural dos estados absortivo e pós‑absortivo, 597

Insulina, 598

Glucagon, 601

Epinefrina e nervos simpáticos para o fígado e o tecido adiposo, 602

Cortisol, 602

Hormônio do crescimento, 603

Hipoglicemia, 603

16.3 Homeostasia da energia no exercício e no estresse, 603

Seção B ■ Regulação do Balanço Energético

Corporal Totale da Temperatura, 606

16.4 Princípios gerais de gasto energético, 606

Taxa metabólica, 606

16.5 Regulação das reservas energéticas corporais totais, 608

Controle do consumo de alimentos, 609

Sobrepeso e obesidade, 610

Transtornos alimentares | Anorexia nervosa e bulimia nervosa, 611

 

17 - Reprodução

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17

Capítulo

Reprodução

Seção  A ■ Gametogênese, Determinação do

Sexo e Diferenciação Sexual; Princípios Gerais da Endocrinologia da Reprodução, 624

17.1 Gametogênese, 624

17.2 Determinação do sexo, 626

17.3 Diferenciação sexual, 626

Diferenciação das gônadas, 626

Diferenciação das genitálias interna e externa, 626

Diferenciação sexual do encéfalo, 630

17.4 Princípios gerais de endocrinologia da reprodução, 630

Androgênios, 631

Estrogênios e progesterona, 631

Efeitos dos esteroides gonadais, 631

Controle hipotalâmico‑hipofisário‑gonadal, 631

Seção  B

Fisiologia Reprodutora Masculina, 633

17.5 Anatomia, 633

Micrografia eletrônica de varredura de um espermatozoide na superfície de um óvulo.

17.6 Espermatogênese, 634

Células de Sertoli, 635

Células de Leydig, 636

Reprodução de espermatozoides maduros, 636

17.14 Controle da função ovariana, 646

 

18 - Sistema Imune

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18

Capítulo

Sistema Imune

18.1 Células e secreções que medeiam as defesas imunes, 675

Células imunes, 675

Secreções das células imunes | Citocinas, 676

18.2 Respostas imunes inatas, 676

Defesas das superfícies corporais, 676

Inflamação, 678

Interferonas, 682

Receptores Toll‑like, 682

18.3 Respostas imunes adaptativas, 683

Vírus Ebola (aumento aproximado de 100.0003), um patógeno infeccioso nos seres humanos.

N

os capítulos anteriores, foram adquiridos conhecimen‑ tos sobre numerosos sistemas orgânicos; alguns dos quais, como o sistema digestório, consistem em órgãos anatomicamente conectados. Em contrapartida, o sistema imune

é constituído por um conjunto diverso de células que combatem a doença, mas que se encontram distribuídas pelo sangue pela linfa, bem como nos tecidos e órgãos de todo o corpo. A imuno­ logia é o estudo das defesas fisiológicas pelas quais o corpo

(i. e., o hospedeiro) reconhece o próprio do não próprio (subs‑ tância estranha). Nesse processo, o material estranho, tanto vivo quanto inanimado, é destruído ou transformado de modo a se tornar inócuo. Ao distinguir o próprio do não próprio, as defesas imunes (1) protegem contra infecções por patógenos – vírus e micróbios, incluindo bactérias, fungos e parasitas eucarióticos;

 

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