A GLÂNDULA PINEAL

          A glândula pineal, também chamada de epífise ou corpo pineal, é um pequeno fragmento de tecido, localizado entre os dois hemisférios cerebrais. Trata-se de uma estrutura que compõem o sistema endócrino, que possui o formato de uma pinha (daí o seu nome), estando localizada no sistema nervoso central, no epitálamo, ou seja, na parte superior e posterior do diencéfalo, alojada por sobre o mesencéfalo, logo abaixo do esplênio do corpo caloso, posteriormente aos dois tálamos, com sua base inserida por meio de uma haste à comissura das habênulas, tendo dimensões em humanos de cerca de 7,4mm (comprimento) x 6,9mm (largura) x 2,5mm (espessura).

 

Figura 1 – Localização da glândula pineal no encéfalo humano.

 Figura 2 – Via bioquímica para formação da melatonina

 

             Esta glândula endócrina se caracteriza por possuir uma função rítmica e varia com o ciclo diário de claridade e escuridão. Ela produz o hormônio melatonina, que é armazenado em quantidades reduzidas na própria glândula, e é liberada no sangue em pequenas quantidades durante a fase clara do dia, e em grandes quantidades durante a fase escura do dia.

            A pineal origina-se embriologicamente de um divertículo evaginado do teto do III ventrículo, saindo da linha média entre a comissura habenular, anteriormente e posteriormente ao órgão subcomissural e à comissura posterior, estando correlacionada aos chamados órgãos circunventriculares, que constituem pequenos núcleos de células neurais. Sua diferenciação ocorre na fase embrionária, em decorrência de um espaçamento da parede da vesícula diencefálica, motivo pelo qual ao final deste processo torna-se uma formação sólida, constituída por um agregado de células foliculares. Tal diferenciação celular, é capaz de produzir células especializadas, os chamados pinealócitos, que possuem função neurossecretora.

            Nota-se, na escala evolutiva, que a presença da glândula pineal ou mesmo tecidos compatíveis com pinealócitos, ocorre desde os peixes. Em vertebrados como salamandras, serpentes, aves e tartarugas, ele está presente junto a um órgão parapineal, constituído por células fotorreceptoras que possui a capacidade intrínseca de regular a biossíntese de melatonina, desta forma gerando ritmos circadianos. Já em mamíferos, a glândula pineal é encontrada sem a presença do órgão parapineal, o que a impede de ser sensível a luz direta do sol, desta forma torna-se dependente dos fotorreceptores da retina, bem como da oscilação circadiana fornecida pelo núcleo supraquiasmático, para a regulação de síntese de melatonina. 

            Considerando vertebrados basais, compreende-se a pineal como um sistema constituído de duas partes, a pineal propriamente dita, que é uma estrutura vesicular, e o órgão parapineal localizado em um nível extracraniano e superficial, ímpar e mediano, possuindo função sensorial e com características teciduais semelhantes a de fotorreceptores das células da retina. Para integrar um circuito de informação do ritmo claro-escuro, o órgão parapineal emite fibras que cruzam os forames presentes no crânio e vão até a pineal.

            Em alguns vertebrados foi comprovado que a glândula exerce funções importantes no controle das atividades sexuais e da reprodução. Isso se deve ao fato de que, em tais animais nos quais a glândula pineal foi removida ou nos que os circuitos nervosos que se dirigiam a essa glândula foram interrompidos, os períodos anuais normais de fertilidade sazonal desapareceram. Para esses animais, essa fertilidade sazonal é importante para que suas proles nasçam em períodos como primavera e verão, quando a sobrevivência é mais p­­­­­­­­­rovável.

            Em experimentos foi percebido que, independente da fase do dia, a produção de melatonina atinge seu pico à noite. A ritmicidade diária produzida aqui, é característica também das plantas e de todos os organismos vivos e persiste mesmo na ausência de ciclos de luz, escuridão e pistas externas. Certos animais que são mantidos sob luz e temperaturas constantes ainda mantem uma periodicidade de aproximadamente 24 horas, conhecida como ritmo circadiano. Tal fato indica que deva existir um “relógio” interno que mantem os ciclos. E em mamíferos esse relógio são os núcleos supraquiásmaticos do hipotálamo, já que quando está área do tecido nervoso é retirada, o animal não segue mais o ciclo. Entretanto se o animal receber os núcleos de outro animal por transplante, seu ritmo é restaurado, porém com a periodicidade do doador, evidenciando que o ritmo é de fato controlado por este tecido.

            Em anfíbios, a melatonina produzida na pineal possui a propriedade de clarear a pele dos girinos por uma ação sobre os melanóforos. Entretanto, não parece desempenhar qualquer papel fisiológico na regulação da cor de pele. Nos mamíferos, o sinal de luminosidade é percebido pelos olhos, que são passados para os
núcleos supraquiásmaticos e de lá para a pineal. Nas aves os olhos não participam, a pineal está localizada abaixo do osso do crânio, e a luz penetra esse tecido ósseo fino, afetando diretamente a glândula. Já melatonina é encontrada no olho, não se originando na pineal, mas sim produzidas pela retina.

 

Figura 3 – Seta indicando a localização aproximada da glândula pineal em aves.

 

Escrito por Raphael Costa

REFERÊNCIAS

FILGUEIRAS, Marcelo Quesado. Glândula Pienal: revisão da anatomia e correlações entre os marca-passos e fotoperíodos na sincronização dos ritmos cardíacos. HU Revista, v. 32, n. 2, p. 47-50, 2006.

GANONG, W. F.; Fisiologia Médica; 22ª ed. Rio de Janeiro: McGraw-Hill Interamericana do Brasil, 2006. 777p.

GUYTON, A. C; HALL J. E; Fisiologia Humana e Mecanismos das Doenças; 6ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 652p.

SCHMIDT-NIELSEN, K.; Fisiologia Animal – Adaptação e meio ambiente; 5ª ed. Livraria Santos Editora Com. Imp. Ltda., 2002. 611p.

FONTE DAS IMAGENS

Figura 1 - https://www.psicoactiva.com/blog/la-glandula-pineal-importante-funcion/

Figura 2 - http://www2.unifap.br/oiapoque/files/2014/07/Artigo-03.pdf

      Figura 3 - https://dspace.uevora.pt/rdpc/bitstream/10174/10410    /1/Osteologia%20das%20aves,%20Rom%C3%A3o%202011.pdf

Diferenças entre os mecanismos termorreguladores entre Humanos e Aves

Termorregulação Humana

É necessário para a espécie humana que a temperatura interna seja constante e seu sistema de controle da termorregulação mantenha a temperatura central em aproximadamente 37ºC, isso é importante para manter a conservação e o funcionamento adequado das funções metabólicas do organismo.

A manutenção da eutermia (um dos nomes que se dá a temperatura normal dos organismos e que varia de espécie para espécie) nos animais homeotermos, como o homem, é uma função muito importante do sistema nervoso autônomo, uma vez que pequenas alterações na temperatura corporal podem resultar em alterações metabólicas e enzimáticas.

A temperatura corporal é mantida por um sistema de controle fisiológico, que consiste em termoreceptores centrais e periféricos, um sistema de condução aferente, o controle central de integração dos impulsos térmicos e um sistema de respostas eferentes que leva a respostas compensatórias.

O sistema de controle central está situado no hipotálamo e uma de suas funções é de regular a temperatura corporal ao integrar os impulsos térmicos oriundos da maioria dos tecidos dos organismos. No momento em que o impulso térmico integrado ultrapassar ou ficar abaixo da faixa limiar de temperatura, resultará numa resposta fisiológica autonômica que mantém a temperatura corpórea em um valor adequado.

Mecanismos de controle

• Nos seres humanos os mecanismos de controle da temperatura podem ser separados em mecanismos de perda de calor, conservação de calor e produção de calor. 

Mecanismos de Perda de Calor:

• São estimulados pelas glândulas sudoríparas, que dissipa a energia térmica dos organismos por meio da evaporação;
•  Inibição dos centros simpáticos no hipotálamo posterior, que promove a vasodilatação, que resulta no aumento de perda de calor através da pele.

Mecanismos de Conservação de Calor:

•  O hipotálamo ativa os sinais nervosos simpáticos para que ocorra uma vasoconstrição dos vasos cutâneos em todo o corpo;
• Através da piloereção, que retém uma camada de ar isolante próximo à pele;
•  Interrupção da sudorese.

Mecanismos de Produção de Calor:

·         Excitação simpática da produção de calor ativada quimicamente pela epinefrina e norepinefrina, que pode provocar aumento do metabolismo celular (termogênese química)

·         Estimulação hipotalâmica do calafrio:

• Ativação do centro hipotalâmico que realiza a transmissão dos impulsos nervosos através de feixes bilaterais: têm a função de aumentar o tônus dos músculos esqueléticos.

Termorregulação em Aves

A característica evolutiva que garante ao animal a capacidade de manter a temperatura corporal dentro do intervalo normal depende do equilíbrio entre o calor que é produzido pelo organismo, o calor do ambiente e a taxa de dissipação do calor em excesso (SILVA, 2008). Nas aves, a dissipação de calor é limitada pela camada de penas e pela ausência de glândulas sudoríparas.

As condições gerais do efeito da temperatura ambiente foram sintetizadas em uma terminologia que normalmente é utilizada para discutir a resposta dos animais homeotérmicos a alterações na temperatura ambiente, como pode ser observado no gráfico abaixo.

Figura 1. Variação da temperatura corporal em comparação com o aumento da temperatura ambiente.

 FONTE: SOUSA JR., 2014

As aves são animais homeotérmicos capazes de regular a temperatura de seu corpo. Também são consideradas como uma “bomba térmica” de baixa eficiência pois a maior parte da energia ingerida é utilizada para manter a homeotermia e pouca parte da energia ingerida é utilizada para a produção de calor.

Nos animais, a captação das sensações de frio e calor acontece no tecido epitelial por meio de células especializadas que funcionam como termorreceptoras periféricas, que captam essas sensações e as encaminham ao sistema nervoso central. A sensação de calor em ambientes quentes é interpretada no hipotálamo anterior, já a sensação de frio e a geração de respostas fisiológicas nos ambientes frios são interpretadas e geradas no hipotálamo posterior.

Mecanismos de Transmissão de Calor

            A transferência de calor do corporal para o meio ocorre pelos processos sensíveis e latentes. As formas sensíveis consistem dos processos de condução, radiação e convecção, já as formas latentes ocorrem por meio da condensação e evaporação. Só ocorrerá a transferência de calor quando houver gradiente de temperatura entre dois corpos.

         As aves ainda apresentam condutas diferentes de acordo com a temperatura do ambiente, sempre de forma a encontrar o equilíbrio para que as funções metabólicas possam funcionar normalmente. Quando a temperatura do ambiente está elevada, elas adotam as seguintes condutas:

• Buscam sombras;
• Buscam lugares frescos;
•  Expõem-se ao vento;
• Buscam solos frios;
• Aumentam o consumo de água;
•   Diminuem o consumo de alimento.

Quando a temperatura do ambiente está baixa:

• Buscam sol;
•  Buscam lugares secos;
• Refugiam-se do vento;
•  Buscam solos quentes;
•  Diminuem o consumo de água;
• Aumentam o consumo de alimento.

Referências

1.    BRAZ, José Reinaldo Cerqueira. "Fisiologia da termorregulação normal." Revista Neurociências 13.3 (2005): 12-17.

2.    DE MELO, Lorena A. Temperatura Corporal, 2014. Disponível em: <https://pt.slideshare.net/herbertsantana22/fisiologia-humana-9-temperatura-corporal>.  Acesso em: 08 de mai. de 2019.

3.    SOUZA JR, João Batista Freire de et al. Termorregulação e produção de ovos de galinhas Label Rouge em ambiente equatorial semiárido. 2014.

4.    ABREU, VALÉRIA M. N.; DE ABREU, PAULO G. Conforto Térmico para Aves. Engormix, 2012. Disponível em: <https://pt.engormix.com/avicultura/artigos/conforto-termico-aves-t37559.htm>. Acesso em: 08 de mai. de 2019.

Modificação dos músculos esqueléticos de peixes-elétricos para gerar choques elétricos

Os órgãos efetuadores de movimento do nosso corpo são formados de células musculares geradores de tensão mecânica. O musculo esquelético em grande maioria está associada ao esqueleto e garante a execução de movimentos e posturas do corpo possibilitando a sua relação com o meio externo. Nos animais vertebrados, a musculatura esquelética corresponde aproximadamente a 40% do peso corporal. Além de gerar tensão mecânica, o sistema muscular também desempenha outras funções fisiológicas importantes para o organismo.

 Figura 1. Esquema das características da fibra muscular e das características do sarcômero em vertebrados

Em espécies de peixes-elétricos, além da utilização da musculatura esquelética para a locomoção algumas dessas células musculares são modificados em órgãos elétricos.

Segundo Hill (2012), em diferentes animais, diferentes linhagens do músculo esquelético podem dar origem ao órgão elétrico como, por exemplo, músculos da cauda e do eixo corporal. As células musculares esqueléticas que constituem estes órgãos são chamadas de eletrócitos e são caracterizadas por serem achatadas e estarem dispostas em séries e apresentam poucos sarcômeros, o que determina que os eletrócitos não são capazes de realizar contração. Apesar disto, cada eleletrócito responde a um sinal neural, esse sinal acontece simultaneamente em cada eletrócito e produz uma grande voltagem gerando um campo elétrico em torno de todo o animal.

                    Figura 2. Representação dos eletrócitos de peixes-elétricos

Estas células musculares esqueléticas, assim como em todos vertebrados possuem neurônios motores pré-sinápticos fazendo sinapse química através da acetilcolina na placa motora que possui receptores colinérgicos, gerando o potencial de ação nas células musculares esqueléticas. E além da geração de eletricidade pelo animal eles também possuem eletrorreceptores que dá a capacidade de percepção de campos elétricos no ambiente. Essas habilidades conferem ao peixe-elétrico capacidade de se defender, detectar presas e possíveis predadores através da distorção que os mesmos podem realizar em corpos d´água, se comunicar e explorar o ambiente.

Escrito por Bianca Soares Astolfi

Referência:

HILL, Richard W. Fisiologia Animal. Porto Alegre: Artmed, 2012.

Referências imagens:

M.NISHIDA, Silvia. Fisiologia Muscular. 2013. Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu. Disponível em: <http://www.ibb.unesp.br/Home/Departamentos/Fisiologia/Neuro/aula.21.contracao_muscular_esqueletica.pdf>. Acesso em: 23 abr. 2019

BIOFISICANDO. Eletricidade animal. 2010.

Disponível em: <http://biofisicando.blogspot.com/2010/02/eletricidade-animal-voce-ja-pensou-na.html>. Acesso em: 23 abr. 2019