Mecanismos homeostáticos: FEEDBACK NEGATIVO e FEEDFORWARD

E aí pessoal, tudo bem com vocês?

Dando continuidade a nossa série de vídeos onde eu tento descomplicar a fisiologia, nesta videoaula, vamos falar sobre os dois principais mecanismos que o organismo humano usa pra se manter em homeostase:

• O mecanismo de controle por retroalimentação negativa ou “feedback negativo”;

• E o mecanismo de controle por pré-alimentação ou "feedforward".

Dentre esses dois mecanismos, o mecanismo de controle por feedback negativo é o mais comum nos organismos vivos, regulando diversos tipos de funções corporais.

Portanto, vamos ver com mais detalhes quais são os seus componentes básicos e como ele pode atuar na regulação da homeostase de diversas variáveis do meio interno, tais como a temperatura corporal, a pressão sanguínea, a concentração de oxigênio no sangue, entre outras.

Bom, os mecanismos de controle por feedback negativo têm basicamente 3 componentes: um receptor ou sensor, responsável por detectar ou monitorar a alteração de uma variável do meio interno; um centro de integração, que compara o valor detectado com um valor de referência (também chamado de set point), gerando então um sinal de correção que é enviado ao efetor, o terceiro componente do mecanismo. A função do efetor é gerar uma resposta biológica capaz de reestabelecer os valores da variável alterada de volta pros valores de referência (ou seja, para o set point).

Conhecido os seus componentes e as suas funções, vamos ver como esse mecanismo funciona. Pra isso, vamos fazer uma analogia.

Bom esse aqui é o Clodoaldo, e ele adora viver em águas mornas, e pra deixar o Clodoaldo feliz, eu instalei em seu aquário, um sistema de aquecimento que funciona de forma muito parecida com um mecanismo de controle por feedback negativo.

Nesse sistema o receptor ou sensor é o termômetro, que detecta a variação da temperatura da água (ou seja, o sinal de entrada). O centro de integração, é uma caixa de controle com os valore de referência (ou set point) estabelecidos em vinte e nove a trinta e um graus. Essa caixa de controle pode ligar ou desligar o efetor do sistema, ou seja, o aquecedor, o qual é responsável por gerar uma resposta, isto é, esquentar a água.

Toda vez que a temperatura da água cair abaixo de vinte e nove graus, a caixa de controle vai receber essa informação do termômetro (que funciona como o sensor), e ao comparar esse valor com o set point, ele vai perceber que a temperatura da água está abaixo dos valores de referência ou set point, e vai ligar o aquecedor. A água então será aquecida.

Quando a temperatura passar de trinta e um graus, ao invés de ativar o sistema eu desligo, eu inativo o sistema. Portanto podemos dizer que a resposta do efetor se opôs a ativação do mecanismo, a reposta foi negativa, houve, portanto, um feedback negativo.

Pra tentar entender um pouco melhor esse tal de feedback negativo, vale a pena responder a seguinte pergunta: o que significa feedback?

(Ver imagem "fi di beck" no vídeo)

Não, infelizmente não é isso pessoal.

Feedback vem do inglês e significa retorno ou resposta. Portanto, feedback negativo ocorre quando a resposta do efetor for negativa, ou seja, quando a resposta se opõe ou inibe a ativação do mecanismo de controle.

Vamos ver um exemplo de um mecanismo de controle por feedback negativo, que acontece no organismo humano. Pra isso, vamos considerar um sistema de regulação da pressão sanguínea.

Imaginem que vocês tiveram que sair de casa num dia muito quente. Quase 40 ºC. Pra compensar o excesso de calor, os vasos da sua pele se dilatam pra tentar perder mais calor. Isso faz com que a sua pressão arterial tenha uma queda considerável e os valores caem abaixo dos valores ideais. Essa queda da pressão arterial, é detectada por receptores ou sensores de pressão que existem dentro do seu sistema circulatório. Um sinal então é enviado ao centro de integração, que no caso é o centro cardiovascular localizado no sistema nervoso central. Por conta do calor, sua pressão agora está abaixo dos valores de referência ou set point. Assim, um sinal de correção é enviado aos efetores, que nesse caso são: o coração e os vasos sanguíneos.

O coração passa então a bombear mais sangue e os vasos se contraem pra diminuir os seus raios, os seus diâmetros (um processo conhecido como vasoconstrição).

Em conjunto, essas respostas promovem o aumento da pressão e quando os valores ultrapassam o valor mais alto do set point, o sistema de elevação da pressão é inibido, ou seja, ocorre um feedback negativo.

Em alguns livros vocês também encontraram a expressão: alça de retroalimentação negativa, que só pra constar, é mesma coisa que feedback negativo, ok?

Vale lembrar que este é apenas um exemplo de um mecanismo controlado por feedback negativo, mas, conforme vocês forem avançando no estudo da fisiologia, vocês poderão identificar vários mecanismos de controle por feedback negativo no organismo humano.

Agora uma informação importante!

Os mecanismos de controle por feedback negativo tentam reestabelecer o valor normal de uma variável, porém esse tipo de mecanismo não evita a alteração inicial, mas os mecanismos de controle por feedforward sim.

Imaginem a seguinte situação: vocês estão prestes a iniciar uma corrida, quando vocês iniciam essa atividade, é de se pensar que o consumo de oxigênio aumente, reduzindo a sua concentração desse gás na circulação. Entretanto, durante um exercício leve a moderado, a concentração de oxigênio, ao invés de diminuir, essa concentração não altera ou ainda, pode até aumentar.

"Como assim?"

O que acontece é que mesmo antes do nível de oxigênio diminuir com o início do exercício, ocorre um aumento antecipatório da respiração pra captar mais oxigênio. Isso antecipa as futuras variações na concentração desse gás, prevenindo grandes desvios do set point, que poderia ocorrer nessa situação.

Esse sistema de controle que eu acabei de descrever, é um ótimo exemplo de um mecanismo de controle por feedforward, ou seja, um mecanismo de controle por antecipação. Nesse tipo de mecanismo a resposta (por exemplo, aumento de oxigênio) acontece antes mesmo que a alteração das concentrações desse gás ocorra, preparando o organismo pra evitar grandes alterações que poderiam acontecer.

Outro exemplo clássico de mecanismo de controle por feedforward ocorre antes da gente se alimentar.

O simples ato de cheirar ou ver o alimento, já aumenta a secreção de saliva na cavidade oral e até mesmo de ácido no estômago, preparando o sistema digestório pros processos de digestão e absorção que devem ocorrer quando o alimento chegar. Ou seja, as respostas do sistema digestório são antecipadas.

Bom pessoal, resumindo tudo que vimos nesta videoaula, é importante se lembrar que:

• Os dois principais tipos de mecanismos homeostáticos são os mecanismos controle por Feedback negativo e por Feedfoward

• Enquanto o mecanismo de controle por feedback negativo reestabelece o valor de uma variável de volta para o set point, o mecanismo de feedforward antecipa futuras alterações de uma variável, evitando grandes alterações nos níveis dessa variável no organismo.

Se vocês ficaram com alguma dúvida, pode deixar aí nos comentários que a gente tenta responder, beleza?

A gente se vê no próximo vídeo, um abraço e até lá!

Sobre a autora

Mirian Ayumi Kurauti é apaixonada pela fisiologia, com uma trajetória acadêmica admirável. Ela se formou em Biomedicina pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), fez mestrado e doutorado em Biologia Funcional e Molecular com ênfase em Fisiologia pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), e ainda atuou como pesquisadora de pós-doutorado na mesma instituição. Além disso, já lecionou fisiologia humana na Universidade Estadual de Maringá (UEM) e biologia celular na UEL. Atualmente, é professora de fisiologia humana na Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR) e a mente criativa por trás do MK Fisiologia.

Apaixonada pela docência, Mirian adora dar aulas de fisiologia, mas de um jeito mais descontraído e se diverte muito ensinando fisiologia. Ela está sempre buscando aprender algo novo não só sobre fisiologia, mas sobre qualquer coisa sobre a vida, o universo e tudo mais. Por isso, é uma consumidora compulsiva de conteúdos de divulgadores científicos. Nas horas vagas, você pode encontrá-la na piscina, treinando e participando de competições de natação. Para Mirian, a vida só tem graça, se ela tiver desafios a serem superados. Hoje, o seu maior desafio é ajudar o maior número de estudantes a entender de verdade a fisiologia humana.