Ritmos Biológicos
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Ritmos BiológicosGiulia Coelho Fortes
Ruziele de Quadros Sandri
Thayusky da Penha Corrêa
Universidade Federal de Santa MariaCentro de Ciências Naturais e Exatas
Curso de Ciências BiológicasDisciplina de Fisiologia Animal Comparada – FSL 1015
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Introdução
Os ritmos dos animais e dos humanos são bem diferentes.
Homem: determinadas atividades podem ser desenvolvidas emqualquer hora do dia, do mês ou do ano,
Animais: uma hora certa para dormir; uma estação propícia parareproduzir e uma estação indicada para poupar energia einclusive para “trabalhar”.
Cada espécie tem seu calendário próprio;
Ou seja, se deve agir conforme os ciclos do ambiente e ciclosinternos;
Série de substâncias circulando pelo organismo funcionam comoum verdadeiro relógio biológico.
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Definição
A cronobiologia é disciplina que estuda osritmos biológicos.
Do grego khronos, tempo, bio, vida, e logia,conhecimento;
Os ritmos biológicos são alterações fisiológicas quese repetem regularmente em um mesmo tempo, eem uma mesma ordem e intervalo.
Tem como objeto de estudo a organização temporalde um organismo. (Menna-Barreto, 2003);
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Definição
Modula ritmicamente o funcionamento dos(as):
Células;
Tecidos;
Órgãos.
É o ramo da ciência dedicado ao estudo da Biologia emfunção do tempo os ritmos e os fenômenos físicos ebioquímicos, cíclicos e periódicos que ocorrem nosseres vivos.
Correspondência temporal
Ciclo dia e noiteEstações do anoCiclo das marés
Fases da lua
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Importância Área molecular
Abrange conjunto de genes que regulam atividades nosorganismos, principalmente nos ciclos circadianos.
Área da Fisiologia
Na regulação do ciclo do sono, no que diz respeito à intensidadede luz.
Psicologia
Nos diversos processos cognitivos, na aprendizagem ena memória, influenciadas pelo sistema de temporização (relógiobiológico).
Saúde pública
Pela importância da regulamentação e influências geradas pelotrabalho noturno ou em trocas de turno.
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Importância
Um chamado relógio biológico permite que esteorganismo se ajuste às suas atividades e às mudançasperiódicas do ambiente.
Por exemplo:
Um ritmo diurno diz aos animais que vivem em águas profundas
quando é noite e quando devem se dirigir para a superfície, lugar onde
o alimento é mais abundante.
O sentido do tempo das abelhas permite que elas
coordenem os voos para o momento de abertura das
flores das quais se alimentam.
Um caranguejo que evita a luz durante a maré baixa procurará abrigo, evitando as gaivotas e outros
predadores que caçam nas áreas expostas.
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Cronobiologia
Ritmos biológicos são definidos como qualquermudança de ciclo de um produto químico ou desua função corporal.
É a alternância de estados que se repete nosorganismos, em períodos definidos.
Muito do comportamento expressado segue umritmo regular.
São intrínsecos embora correlacionados àsalterações do meio (dia e noite), não dependemdiretamente delas SINCRONIA.
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Cronobiologia
CLASSIFICAÇÃO DOS RITMOS BIOLÓGICOS
Circadianos: Periodicidade em torno de 24 horas;
Temperatura corporal, melatonina.
Período longo e frequência baixa.
Ultradianos: Periodicidade inferior a 20 horas;
Batimento cardíaco, ciclo da alimentação.
Período curto e frequência alta.
Infradianos: Periodicidade superior a 28 horas;
Ciclo menstrual, ciclo das marés, produção de plaquetas nosangue.
Há também uma classificação dos ciclos onde estes
podem ser circanuais ou
mensais.
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Cronobiologia
COMPONENTES QUE INFLUENCIAM OS RITMOSBIOLÓGICOS
Endógenos (internos)Controlado por um relógio biológico interno.
Ex.: ciclo de temperatura corporal, batimentos cardíacos, respiração.
Exógenos (externos)Controlado por um ciclo interno sincronizado com um estímuloexterno.
Ex.: sono / vigília e dia / noite. Tais estímulos são chamados deZeitgebers.
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Cronobiologia
CRONOTIPOS
Matutino
Vespertino
Será que o horário
escolar é justo com todos os
indivíduos?
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Cronobiologia
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Cronobiologia – teoria I
Animais mudam suas prioridades em respostaprioridades a um RELÓGIO BIOLÓGICO;
Mecanismo temporal que atua independente aqualquer sinal ao redor do animal.
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Cronobiologia – teoria II
Os animais alteram as relações entre centros decomando no seu sistema nervoso
com base em informações deretroalimentação obtidas por mecanismos quemonitoram o ambiente circundante.
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Ritmos do nosso corpo
Retirado de:HILL, R.W.; WYSE,
G.A.; ANDERSON, M. Fisiologia Animal, 2°
edição. Editora:
Artmed, 2012.
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Ritmos do nosso corpo
Trabalhadores noturnos
Irritabilidade;
Predisposição à depressão;
Sensação de cansaço, mesmo após o sono;
Perda da vitalidade e interesse pelo trabalho;
Fadiga crônica, acompanhada de perda de apetite,perturbações do sono e problemas digestivos.
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Ritmos do nosso corpo
Retirado de:http://www.ibb.unesp.br/Home/Departamentos/Fisiologia/Neur
o/aula19.sono_vigilia.pdf
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Ritmos do nosso corpo
Jet lag Descompensação horária.
“Fadiga de viagem”
É uma condição fisiológica consequência dealterações no ritmo circadiano.
As alterações podem provocar uma mudança dotrabalho do organismo.
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Ritmos Endógenos Circadianos
Os ritmos de um dia são chamados de circadianos (dolatino circa, quase, e dies, dia);
Os ritmos circadianos também são chamados de ritmosdo dia solar;
Possuem período de 24 horas (varia de 20-28 horas);
Uma das funções deste sistema é o ajuste do relógio biológico,controlando o sono e o apetite.
Ocorrem em todos os eucariotos e em algunsprocariotos;
Está sincronizado com as condições ambientais.
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Ritmos Endógenos Circadianos
Ritmos circadianos são os ritmos fisiológicos ecomportamentais e incluem:
Ciclo do sono/vigília;
Temperatura corporal;
Padrões de secreção hormonal;
Pressão sanguínea;
Secreções digestivas;
Níveis de estados de alerta;
Tempos de reação.
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Relógio Circadiano
Em humanos e em outros mamíferos, o relógiocircadiano está localizado no núcleosupraquiasmático (NSQ), que, por sua vez,localiza-se no hipotálamo.
É um centro primário de regulação dos ritmoscircadianos mediante a estimulação dasecreção de melatonina pela glândula pineal.
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Relógio Circadiano
O relógio circadiano está sincronizado com os ciclosexternos de luz e a ausência desta, além do contatosocial.
O ritmo sincronizado é chamado de ritmo diurno.
A interrupção do relógio afeta o bem-estar, bemcomo a execução mental e física.
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Retirado de: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Biological_clock_human.PNG
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Ritmos Endógenos Circadianos
Ciclo claro/escuro normal
Retirado de: HILL, R.W.; WYSE, G.A.; ANDERSON, M. Fisiologia Animal, 2° edição. Editora: Artmed, 2012.
Ati
vid
ade
met
abó
lica
(mL
O2/h
)
Ati
vid
ade
de
salt
o(s
alto
s/h
)
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Ritmos Endógenos Circadianos
Luminosidade constante
Ati
vid
ade
met
abó
lica
(mL
O2/h
)
Ati
vid
ade
de
salt
o(s
alto
s/h
)
Retirado de: HILL, R.W.; WYSE, G.A.; ANDERSON, M. Fisiologia Animal, 2° edição. Editora: Artmed, 2012.
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Relógio Biológico e Melatonina
O relógio circadiano controla ciclos de longoprazo:
Ritmos sazonais na reprodução;
Ritmos sazonais do metabolismo e do apetite;
O hormônio melatonina, indutor do sono, media esta
sazonalidade.
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É um neuro-hormônio produzido pela glândula pineal;
Apresenta como principal função regular o sono, bemcomo está associado à regulação dos ritmosinfradianos;
Na presença de luz é enviada uma mensagem neuro-endócrina que bloqueia a sua formação.
A secreção dessa substância é quase exclusivamente
determinada por estruturas fotossensíveis, principalmente ànoite.
Relógio Biológico e Melatonina
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Retirado de: http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/licoes-sono-bom-motivo-despertar-classe-432202.shtml
![Page 28: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/28.jpg)
Arrastamento e Zeitgebers
Os ritmos biológicos, tais como observamos nanatureza, são o resultado da interação entre relógiosbiológicos endógenos e a fatores ambientais externosaos quais os organismos estão submetidos.
Sincronização ou arrastamento: processo através do qual se dá essa interação do ritmo biológico e o ritmo ambiental;
Agentes sincronizadores ou arrastadores (zeitgebers): a informação temporal que arrasta um ritmo biológico.
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Ritmos de atividades de esquilos voadores
Retirado de: HILL, R.W.; WYSE, G.A.; ANDERSON, M. Fisiologia Animal, 2° edição. Editora: Artmed, 2012.
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Arrastamento e Zeitgebers
Um organismo em seu meio natural estáexposto a uma grande diversidade deciclos, mas somente aqueles aos quais aespécie é sensível serão Zeitgeber.
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Ciclos Infradianos e Ultradianos
Infradianos
Ciclos com período maior que 28 horas;
Ex: reprodução estacional de alguns animais,período menstrual da mulher (de 28 dias).
Ultradianos
Ciclos com período menor que 20 horas;
Ex: Respiração batimentos cardíacos.
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Ritmos Circanuais e Circamarés
Alguns desses ciclos são endógenos;
Persistem mesmo quando o animal é privado dascondições ambientais;
Anuais: Reprodução, migração, deposição de gordura,dormência;
Marés: duração de 12,4 horas.
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Ritmo circanual do esquilo Spermophilus laterais
Retirado de: ALCOCK, J. Comportamento Animal: uma abordagem evolutiva, 9° edição, editora: Artmed, 2011.
![Page 34: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/34.jpg)
Retirado de:http://www.ibb.unesp.br/Home/Departamentos/Fisiologia/Neuro/aula19.sono_vigilia.pdf
![Page 35: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/35.jpg)
Persistência: período de funcionamento livre
No ambiente natural, o ciclo diário tem 24 horas.
Entretanto, animais transferidos para o laboratório comcondições constantes de luz (ou escuro) e temperatura,podem manter seu ciclos diários sem alteraçõesdurante dias, meses ou anos.
Sistemas particulares e não temporizadores ambientaisexógenos.
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Fotoperíodo
É o período de luz em cada 24 horas do dia.
Os animais e as plantas apresentam fotoperiodismo,isto é, capacidade de reagir à duração da luminosidadediária a que estão submetidos.
![Page 37: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/37.jpg)
Fotoperíodo
Retirado de: http://naturalezacantabrica.blogspot.com.br/2013/03/las-senales-de-la-primavera.html
![Page 38: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/38.jpg)
Ritmos biológicos: Invertebrados
Controladores: dos ritmos e da sincronização com o meiosão os neurônios laterais;
Possuem um sistema nervoso central simples;
Reagem com claro/escuro;
Interagem com fotopigmentos e fotoreceptores oculares.
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Ritmos biológicos: Invertebrados
Insetos (fotoperíodo)
Interrupção e término da diapausa
Aparecimento de formas sazonais
Taxas de crescimento
Migração
Mudanças da coloração e do comportamento sexual
Proporção da ocorrência dos sexos
Fecundidade
Sensibilidade a inseticidas
Recuperação de estresse causado por calor
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Ritmos biológicos: Vertebrados
Sistema nervoso central muito desenvolvido;
O sincronismo com o meio pode ter váriosestimuladores
percebidos por diferentes receptoresdesencadeiam-se as reações.
Ex: ritmos circadianos e estados de dormência ehibernação.
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Ritmos biológicos: Vertebrados
Peixes A desova da truta é influenciada pela duração do fotoperíodo.
Aves À medida que os dias se tornam mais curtos, os instintos informam aos
animais de que o inverno está chegando.
Experiências demonstraram que animais expostos a fotoperíodosartificiais constantes agirão como se fossem naturais.
Algumas espécies mantêm uma observação cuidadosa em seussuprimentos de comida.
Quando o alimento fica escasso, o animal sabe que é hora deapanhar tudo o que sobrou e se recolher para o inverno.
![Page 42: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/42.jpg)
Ritmos biológicos: Vertebrados
Peixes, anfíbios, répteis e aves
Identificam-se osciladores circadianos oculares;
A glândula pineal, nesses animas é um marcapassocircadiano.
Mamíferos
São núcleos supraquiasmáticos (NSQ), que funcionamcomo osciladores circadianos nos mamíferos;
Melatonina
Estômago (alimentação)
Sono
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Segredos do relógio biológico
Relógio biológico
Normal 24:15h
Adiantado até 22h
Atrasado em torno de 25h
Hora de dormir
Antes dos 10 anos = Dormir cedo e acordar cedo;
Depois dos 10 anos = Tendência a acordar e dormir cada vez maistarde;
Depois dos 20 anos = Dormir ligeiramente mais cedo;
55 anos = Dormir na mesma hora em que dormíamos quandotínhamos 10 anos.
![Page 44: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/44.jpg)
Alterações nos ritmos biológicos Com as alterações culturais estão surgindo cronopatologias,
doenças associadas ao desrespeito dos ritmos endógenos;
A depressão e a maior vulnerabilidade a doenças emindivíduos que são submetidos a trabalhos em horáriosirregulares têm induzido pesquisas nesse sentido;
Quando a pessoa troca o dia pela noite, ocorre adesincronização interna, pois nem todos os ritmos internos sealteram rapidamente;
Manifestam-se sintomas como desânimo, fraqueza,sonolência, descontrole, agressividade, ansiedade, alteraçõesgastro-intestinais e obesidade.
![Page 45: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/45.jpg)
Conclusões
Os ritmos biológicos são atividades cíclicas e periódicasas quais têm impacto sobre a vida e suas manifestações.
Os ritmos biológicos são regulados por hormônios,glândulas, fatores externos e presença ou ausência deluminosidade;
Os ciclos biológicos são divididos em ciclos circadianos(24h), infradianos (maiores que 28h) e ultradianos(menores que 20h).
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Conclusões
O relógio biológico varia nas espécies, principalmente paragarantir a sobrevivência do indivíduo;
A luz é o principal ativador do relógio biológico;
Do mesmo modo das plantas, o ritmo circadiano dos animaisliga-se à alternância dia-noite e às estações;
No nosso dia-a-dia, há variações na liberação de hormôniosque fazem com que nosso corpo reaja de maneiras diferentesa estímulos iguais, dependendo da hora do dia.
![Page 47: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/47.jpg)
Conclusões
• Os animais e as plantas apresentamfotoperiodismo, isto é, capacidade de reagir àduração da luminosidade diária a que estãosubmetidos.
As condições da vida moderna, principalmentenos países considerados “altamentedesenvolvidos”, perturbam constantemente osritmos biológicos, alterando-os.
![Page 48: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/48.jpg)
Referências bibliográficas
ALCOCK, J. Comportamento Animal: uma abordagemevolutiva. 9° edição, editora: Artmed, 2011
HILL, R.W.; WYSE, G.A.; ANDERSON, M. Fisiologia Animal.2° edição. Editora: Artmed, 2012
MENNA-BARRETO, L. & MARQUES, N. O tempo dentro davida, além da vida dentro do tempo. Disponível em:<http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?pid=S0009-67252002000200030&script=sci_arttext>. Acesso em:23 Set. 2013.
![Page 49: Ritmos Biológicos](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012404/55cf997b550346d0339d9c13/html5/thumbnails/49.jpg)
Referências bibliográficashttp://www.icaro.med.br/artigos/dhea-e-melatonina-quem-esta-envelhecendo-precisa-conhece-los.html/
http://ergo.human.cornell.edu/studentdownloads/DEA3250pdfs/biorhythms.pdf
http://revistaeducacao.uol.com.br/textos/0/cronobiologia-os-ritmos-da-vida-241624-1.asp
http://www.slideshare.net/anamfila/aula-6-ritmos-biolgicos-14167389
http://www.grupoescolar.com/pesquisa/ritmos-biologicos--alternancia-de-estados-organicos.html
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