Fisiologia Humana - Professora Dra. Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva

ACESSE AQUI O SEU LIVRO NA VERSÃO DIGITAL PROFESSORA Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva Fisiologia Humana FICHA CATALOGRÁFICA C397 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA SILVA MARIA FERNANDA PIFFER TOMASI BALDEZ DA Fisiologia Humana Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva Maringá PR Unicesumar 2022 248 P ISBN 9786556158822 Graduação EaD 1 Fisiologia 2 Humana 3 Nutrição EaD I Título CDD 22 ed 612 Impresso por Bibliotecário João Vivaldo de Souza CRB 91679 Pró Reitoria de Ensino EAD Unicesumar Diretoria de Design Educacional NEAD Núcleo de Educação a Distância Av Guedner 1610 Bloco 4 Jd Aclimação Cep 87050900 Maringá Paraná wwwunicesumaredubr 0800 600 6360 PRODUÇÃO DE MATERIAIS DIREÇÃO UNICESUMAR NEAD NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Reitor Wilson de Matos Silva ViceReitor Wilson de Matos Silva Filho PróReitor de Administração Wilson de Matos Silva Filho PróReitor Executivo de EAD William Victor Kendrick de Matos Silva PróReitor de Ensino de EAD Janes Fidélis Tomelin Presidente da Mantenedora Cláudio Ferdinandi Diretoria Executiva Chrystiano Mincoff James Prestes Tiago Stachon Diretoria de Graduação e Pósgraduação Kátia Coelho Diretoria de Cursos Híbridos Fabricio Ricardo Lazilha Diretoria de Permanência Leonardo Spaine Diretoria de Design Educacional Paula Renata dos Santos Ferreira Head de Graduação Marcia de Souza Head de Metodologias Ativas Thuinie Medeiros Vilela Daros Head de Recursos Digitais e Multimídia Fernanda Sutkus de Oliveira Mello Gerência de Planejamento Jislaine Cristina da Silva Gerência de Design Educacional Guilherme Gomes Leal Clauman Gerência de Tecnologia Educacional Marcio Alexandre Wecker Gerência de Produção Digital e Recursos Educacionais Digitais Diogo Ribeiro Garcia Supervisora de Produção Digital Daniele Correia Supervisora de Design Educacional e Curadoria Indiara Beltrame Coordenador de Conteúdo Renato Castro da Silva Designer Educacional Vanessa Graciele Tiburcio Curadoria Gisele da Silva Porto Revisão Textual Ana Caroline Canuto de Sousa Baniogli Editoração Juliana Duenha e Lavignia da Silva Santos Ilustração Geison Odlevati Ferreira Realidade Aumentada Maicon Douglas Curriel Fotos Shutterstock Tudo isso para honrarmos a nossa missão que é promover a educação de qualidade nas diferentes áreas do conhecimento formando profissionais cidadãos que contribuam para o desenvolvimento de uma sociedade justa e solidária Reitor Wilson de Matos Silva A UniCesumar celebra mais de 30 anos de história avançando a cada dia Agora enquanto Universidade ampliamos a nossa autonomia e trabalhamos diariamente para que nossa educação à distância continue como uma das melhores do Brasil Atuamos sobre quatro pilares que consolidam a visão abrangente do que é o conhecimento para nós o intelectual o profissional o emocional e o espiritual A nossa missão é a de Promover a educação de qualidade nas diferentes áreas do conhecimento formando profissionais cidadãos que contribuam para o desenvolvimento de uma sociedade justa e solidária Neste sentido a UniCesumar tem um gênio importante para o cumprimento integral desta missão o coletivo São os nossos professores e equipe que produzem a cada dia uma inovação uma transformação na forma de pensar e de aprender É assim que fazemos juntos um novo conhecimento diariamente São mais de 800 títulos de livros didáticos como este produzidos anualmente com a distribuição de mais de 2 milhões de exemplares gratuitamente para nossos acadêmicos Estamos presentes em mais de 700 polos EAD e cinco campi Maringá Curitiba Londrina Ponta Grossa e Corumbá o que nos posiciona entre os 10 maiores grupos educacionais do país Aprendemos e escrevemos juntos esta belíssima história da jornada do conhecimento Mário Quintana diz que Livros não mudam o mundo quem muda o mundo são as pessoas Os livros só mudam as pessoas Seja bemvindo à oportunidade de fazer a sua mudança Aqui você pode conhecer um pouco mais sobre mim além das informações do meu currículo Drª Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva Meu nome é Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva Embora eu tenha esse nome bem grande todos costumam me chamar de Mafer ou profª Mafer Então fique à vontade se preferir me chamar assim também Meus pais sempre lutaram bastante e muitas vezes a escolha deles era sempre priorizar os estudos e por isso tive a oportunidade de estu dar em escola particular Para cursar a faculdade já foi diferente Meus pais não podiam pagar uma faculdade particular então tive que vencer os cursinhos da vida para frequentar uma universidade pública Formei em Ciências Biológicas Bacharelado e Licenciatura na Universidade Estadual de Maringá na cidade de Maringá Paraná e durante toda a faculdade trabalhei como professora de cursinho e de aulas particulares Finalizado o último ano da graduação já iniciei o mestrado em Gené tica na mesma instituição e após os dois anos ingressei no Doutorado agora em Recife Pernambuco Pensem na mudança Foi um desafio bem grande estar num lugar tão diferente do meu de costume Isso levou a que eu tivesse depressão e precisasse retornar ao à minha cidade terminando os estudos entre viagens MaringáPR ButantanSP Se devemos tirar algo bom das situações difíceis posso dizer que estes acontecimentos me oportunizaram terminar o doutorado em dois anos e não nos quatro convencionais Enfim estava com 29 anos e já com doutorado Trabalhei um tempo em MaringáPR e depois quis retornar ao Nordeste agora em FortalezaCE trabalhando em grandes universidades de lá Mas a saudade foi maior e retornei após 5 anos onde desde então trabalho na Unicesumar em MaringáPR Por aí então são 19 anos de experiência em docência apesar da pouca idade risos Trago tudo isso a você como um incentivo de que qualquer um pode chegar longe e independente de toda dificuldade sempre há algo bom e frutos a colher se trilhar um caminho com humil dade fé e muita luta Grande abraço e muito estudo para você Lattes httpsapigameunicesumaredubrqrcode12766 Quando identificar o ícone de QRCODE utilize o aplicativo Unicesumar Experience para ter acesso aos conteúdos online O download do aplicativo está disponível nas plataformas Google Play App Store Ao longo do livro você será convidadoa a refletir questionar e transformar Aproveite este momento PENSANDO JUNTOS EU INDICO Enquanto estuda você pode acessar conteúdos online que ampliaram a discussão sobre os assuntos de maneira interativa usando a tecnologia a seu favor Sempre que encontrar esse ícone esteja conectado à internet e inicie o aplicativo Unicesumar Experience Aproxime seu dispositivo móvel da página indicada e veja os recursos em Realidade Aumentada Explore as ferramentas do App para saber das possibilidades de interação de cada objeto REALIDADE AUMENTADA Uma dose extra de conhecimento é sempre bemvinda Posicionando seu leitor de QRCode sobre o código você terá acesso aos vídeos que complementam o assunto discutido PÍLULA DE APRENDIZAGEM Professores especialistas e convidados ampliando as discussões sobre os temas RODA DE CONVERSA EXPLORANDO IDEIAS Com este elemento você terá a oportunidade de explorar termos e palavraschave do assunto discutido de forma mais objetiva FISIOLOGIA HUMANA Iniciamos esse livro com uma proposta para você caro aluno Vamos supor que chegue em seu consultório um paciente que quer ganhar massa muscular mas alega que mesmo fazendo as atividades físicas não consegue Ele sabe que talvez a alimentação possa ajudar e ainda que não tenha certeza como ele procura sua ajuda Em anamnese diante de alguns questionamentos o paciente relata que tem sudorese excessiva cansaço extremo reclama sentir muita fome mas ainda que coma muito não tem ganhado peso nos exercícios físicos parecem não render e sua esposa tem reclamado que ele anda muito estressado A problemática apresentada pelo paciente pode sim ter cunho alimentar mas provavelmente se deve a algum desbalanço fisiológico E você enquanto profissional da saúde precisa ter um conhecimento global dos sistemas fisiológicos para poder ajudálo não somente a chegar ao objetivo dele mas entender se esses sinais não remetem às situações mais graves como uma diabetes por exemplo Como você fará isso Por meio do seu conhecimento aprofundado na fisiologia humana O termo Fisiologia foi desenvolvido por Jean François Fernel por volta dos anos de 1550 para descrever o estudo das funções corporais A Fisiologia foi muito relevante e disseminada desde o século XIX até hoje e é crucial para determinação do bom funcionamento do corpo além de compreensão de milhares de doenças de sintomatologia clássica e específica Considerando que a disciplina de Fisiologia Humana é extremamente relevante você conseguiria dizer quais são os sistemas fisiológicos e se esses sistemas agem isoladamente ou em conjunto Saberia determinar as principais funções de cada sistema O que desencadeia os processos fisiológicos de forma clara e precisa Con seguiria determinar pelo menos uma doença com embasamento científico de cada sistema e o que pode estar ocorrendo nesse desequilíbrio Vamos voltar à nossa situação inicial aquele paciente que recorreu a você na esperança de ganho de massa já que não consegue atingir esse objetivo apenas por meio do treino em academia Você se pergunta por que dessa sintomatologia tão diversa Será que o problema dele é de má alimentação ou algo mais grave Será que apenas os sistemas digestórios e musculares estão sendo afetados ou outro sistema em desequilíbrio estaria causando a sintomatologia descrita pelo paciente Ao mergulhar no universo da fisiologia humana você irá conhecer o funcionamento do organismo como um todo Você irá iniciar sua jornada conhecendo os processos fisiológicos celulares Em seguida mergulhará no funcionamento do sistema nervoso seguido do sistema muscular cardiovascular respiratório renal digestório e endócrino Os sistemas fisiológicos sempre trabalham em conjunto e muitas vezes vários destes sistemas precisam ser acionados ao mesmo tempo para desempenhar por exemplo uma única função Quando um destes sistemas não funciona bem isso pode gerar cascatas de desbalanços provocando sintomatologias diversas Você como profissional da saúde nunca pode pensar e focar em apenas resolver a queixa principal do paciente Uma boa anamnese associada à solicitação de exames adequados pode te permitir conhecer melhor o indivíduo e assim tratar ou encaminhálo ao especialista adequado focando também nas adversidades que podem estar por trás dessa queixa principal Para que isso seja possível é muito importante o conhecimento global do funcio namento dos sistemas ou seja se o paciente deseja ganhar massa por exemplo não é apenas pela alimentação ou exercício físico que ele conseguirá isso Perceba você não é apenas responsável pela prescrição de uma dieta ou reeducação alimentar mas também promover um direcionamento ao paciente sobre os exames corretos a serem pedidos a equipe multidisciplinar correta a qual ele deve ser encaminhado a fim de potencializar a qualidade de vida dele Você poderá ainda acrescentar outros componentes de sucesso para o objetivo dele por exemplo verificar se os sistemas estão funcionando em perfeita ordem indicar hormônios medicações para a eliminação da sintomatologia e daí então ele conseguir atingir o desejo primário da consulta Você enquanto profissional da saúde será detentor de informações cruciais para a sobrevida de muitos envol vidos Fornecer e divulgar os conhecimentos de forma correta fazem parte de sua formação e por isso estudálas neste momento são essenciais Vamos embarcar nesta jornada juntos 1 2 4 3 5 6 89 11 61 35 INTRODUÇÃO À FI SIOLOGIA HUMANA 135 FISIOLOGIA DO SISTEMA RENAL FISIOLOGIA DO SIS TEMA MUSCULAR FISIOLOGIA DO SIS TEMA NERVOSO FISIOLOGIA DO SISTEMA CAR DIOVASCULAR FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 111 7 8 9 157 211 185 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓ RIO FISIOLOGIA DO SISTEMA ENDÓCRINO II FISIOLOGIA DO SISTEMA ENDÓCRINO I 1 Nesta unidade você aprenderá sobre alguns pontos importantes que envolvem a Fisiologia Humana Primeiramente terá uma noção sobre a organização celular e introdução à energética no que se refere à molécula mais estudada na Fisiologia a adenosina trifos fato ATP Após isso serão apresentados a você alguns conceitos sobre ligações químicas e alguns tipos delas que serão essenciais para as próximas unidades Além disso você entenderá o conceito de membranas excitáveis e o comportamento elétrico passivo da membrana assim como os diferentes transportes de membrana para que então possamos discutir sobre os potenciais de membra na a sinalização celular e por fim o potencial de ação Introdução à Fisiologia Humana Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva UNICESUMAR 12 No final de 2019 surgiu uma doença respiratória na China até então desconhecida que rapida mente se espalhou Após análises clínicas e labo ratoriais ficou claro que se tratava da covid19 A covid19 apresenta efeito sistêmico e pode afetar os organismos de forma diferente de modo que o agravamento do quadro clínico pode estar re lacionado à maior susceptibilidade à infecção a um sistema imune debilitado ou até mesmo a presença de comorbidades Algumas doenças ficaram em evidência quando associadas à sus ceptibilidade e à infecção pelo coronavírus por exemplo a fibrose cística A fibrose cística é uma doença de cunho res piratório que acaba baixando a imunidade do pa ciente permitindo a infecção do corpo pelo coro navírus Esta doença se caracteriza pelo aumento de muco respiratório que acaba por dificultar o transporte de íons importantes ao sistema res piratório Pensando nessa doença seria possível estabelecer uma relação desta com os canais de íons e os líquidos intra e extracelular das células envolvidas nessa patologia Mais de 10 milhões de pessoas são portadoras assintomáticas do gene da fibrose cística Essa doença genética respiratória grave ocasiona a formação de muco espesso causando conges tão respiratória e atua como um meio de cultura perfeito para diferentes formas de microrganis mos O que acontece é que pessoas com fibrose cística têm o movimento de íons necessários à sua manutenção prejudicado e com isso pode desencadear problemas em canais e sistemas que dependem destes íons para seu funcionamento por exemplo o sistema respiratório É importante que você perceba que a fibrose é uma doença sem cura que pode ter consequências devastadoras se não tratada já que os canais iônicos existem em diversos locais do corpo humano em especial no sistema respiratório Imagine a seguinte situação paciente de dois anos sem registro de teste do pezinho chega ao hospital com a mãe que relata ter percebido que a criança apresenta problemas respiratórios recorrentes e também um suor bem mais sal gado do que o que ela está acostumada a sentir A mãe percebeu isso nos últimos meses e ficou bem preocupada sobre o quanto isso pode afetar o desenvolvimento do seu filho Qual possível diagnóstico para esta criança Será que algum componente está deixando de ser produzido Por quê Para tentar entender isso primeiramen te veja em sites de pesquisa o que seria o teste do pezinho que aspectos e patologias ele infere para então criar uma hipótese diagnóstica Ba seado nesse diagnóstico busque na literatura a fisiologia desta doença e assim tente explicar o motivo do suor salgado Pensando nas informações relatadas até aqui você deve ter chegado à conclusão que a criança apresenta fibrose cística Como mencionado ante riormente a fibrose cística afeta os canais iônicos e como pode ver canais de cloreto estão entre os afe tados levando a um suor mais salgado que o normal Essa doença assim como outras várias pode ser detectada pelo teste do pezinho feito em até 3 dias após o nascimento É importante que você perceba que não ter feito o teste do pezinho implicou em uma série de problemas que agora que a criança já tem 2 anos dificilmente serão revertidos O diagnóstico precoce não excluiria a doença mesmo se tivesse iniciado o tratamento logo após esse diagnóstico pois é uma doença sem cura mas alguns sinais clínicos que causaram danos ao sistema respiratório do paciente poderiam ter sido evitados ou no mínimo postergados com o tratamento no tempo oportuno Entender os processos fisiológicos e suas fa lhas por ocasião de uma doença são essenciais à manutenção da vida Quando se trata de disfun UNIDADE 1 13 ções fisiológicas o quanto antes puderem ser descobertas melhores serão as chances do indivíduo manter funcionais seus sistemas fisiológicos Diante disso registre no diário de bordo conhecimentos prévios que você tenha sobre esse assunto Após isso e à medida que for fazendo a leitura desta unidade confira se chegou às mesmas conclusões que o livro ok Quando pensamos nos sistemas orgânicos e suas características fisiológicas específicas precisamos enfati zar que eles são formados por órgãos e que cada órgão por exemplo é formado pela associação de vários grupos celulares cada um especializado em funções específicas mas com interrelação com as demais células assim garantindo uma resposta funcional ao órgão de forma coesa GUYTON HALL 2011 Pensando em uma célula típica é preciso ter em mente sua constituição de núcleo e citoplasma sendo que ambos são envoltos por membrana sobre a qual falaremos mais adiante Diferentes conteú dos são responsáveis por constituir uma célula dentre eles estão água eletrólitos proteínas lipídios e carboidratos A água é considerada o principal meio líquido correspondendo de 60 a 80 do conteúdo celular Depois da água as proteínas seriam os constituintes mais abundantes ocupando cerca de 10 a 20 do volume celular podendo dividilas em proteínas estruturais as quais compõem a estrutura da célula e as proteínas funcionais as quais principalmente se enquadram as enzimas essenciais aos processos fisiológicos UNICESUMAR 14 Os lipídios especialmente importantes são os fosfolipídios que discutiremos mais tarde e que compõem a membrana celular sendo essenciais para o trânsito de componentes en tre o citoplasma e o exterior celular Já os carboidratos têm pouca função estrutural desempenhando papel principal na nutrição da célula E por fim temos os íons que são abundantes e distribuídos de acordo com a função celular exercida Considerase que os íons potássio magnésio fosfato sulfato bicarbonato estão mais abun dantemente no citosol enquanto os íons sódio cloreto e cálcio estão em menor quantidade Todos esses íons sejam os em maior ou menor quantidade são extremamente relevantes para diversos processos fisiológicos das células SILVERTHORN 2017 Os termos que você verá muito por aqui são líquido in tracelular LIC e líquido extracelular LEC Mas o que seriam esses líquidos e o que eles têm a ver com os componen tes celulares Como você leu acima de 60 do nosso corpo é constituído de líquidos e a maior parte deles fica contido no interior das células o chamado líquido intracelular Mas 13 desse líquido fica entre as células sendo chamado de líquido extracelular ou seja líquido de fora da célula É preciso que fi que claro que os conteúdos desses dois líquidos não são iguais e essa diferença é que mantém o corpo em pleno funcionamento SILVERTHORN 2017 Quando pensamos em organização celular o líquido extra celular é muito importante pois nele estão contidos íons e nu trientes essenciais para a manutenção e sobrevivência das células CONSTANZO 2012 As células só conseguem se manter cres cer e desempenhar suas funções desde que haja concentrações adequadas de glicose íons aminoácidos e outros componentes no líquido extracelular Essa diferença de concentração entre os líquidos intra e extracelular responsável pela sobrevida da célula só é possível graças aos diferentes transportes que ocorrem pelas membra nas Para isso vamos recordar o que seria uma membrana e como ela contribui para esse transporte A maioria das orga nelas e inclusive a própria célula é envolta por membrana Essas membranas são constituídas por uma bicamada lipídica ou seja uma dupla camada de lipídios onde estão inseridas muitas proteínas Figura 1 UNIDADE 1 15 Essa bicamada lipídica é composta por 2 principais grupos de lipídios de membrana os fosfolipídeos e o colesterol Os fosfolipídeos são os lipídeos fundamentais das membranas biológicas formados por 2 camadas uma oposta a outra sendo que cada fosfolipídio é composto por 1 cabeça hidrofílica e 2 caudas hidrofóbicas ou seja tratase de uma molécula anfipática que colabora para o selamento e fluidez da membrana Figura 1 A região hidrofílica interage bem com a água altamente abundante nos meios intra e extracelular a região hidrofóbica busca esconderse da água As porções hidrofóbicas se encaixam de modo a eliminar ou diminuir as pontas livres fazendo um autoselamento promovido pelas diferenças de tamanhos das caudas dos fosfolipídeos A intenção natural desta molécula anfi pática é atingir um estado que seja energeticamente estável A disposição da molécula anfipática na bicamada e o ambiente aquoso dentro e fora da célula garantem esse selamento e impedem que os fosfolipídeos escapem da bicamada Outro componente lipídico importante da membrana celular é o colesterol Figura 1 Ele age na membrana preenchendo os espaços vazios entre moléculas vizinhas de fosfolipídeos originados pelas dobras das caudas na bicamada A membrana fica mais rígida com menos deformações e menos permeável ALBERTS et al 2017 Além de lipídios uma membrana celular também é composta por proteínas Figura 1 A maior parte da função de permeabilidade é desempenhada pelas proteínas de membrana Existem vários tipos Fosfolipídio Cabeça hidrofílica Cauda hidrofóbica Polar Polar Proteína integral Apolar Glicolipídio Carboidrato Proteína globular Glicoproteína Lado de fora na célula Lado interno da célula citoplasma Proteína de canal para transporte Colesterol Proteína periférica Proteína alfa hélice hidrofóbica Bicamada fosfolipídica Descrição da Imagem a imagem ilustra os componentes da membrana os quais estão representados da seguinte forma os fosfolipí dios estão representados pela cabeça hidrofílica círculo amarelo enquanto que as caudas estão representadas pelos fios vermelhos Esses fosfolipídios ficam dispostos formando duas camadas sendo que a porção hidrofílica fica para fora e as porções hidrofóbicas ficam voltadas para dentro Além disso também estão ilustradas as proteínas integrais estruturas azuis arredondadas que atravessam a bicamada as proteínas de canal estruturas azuis arredondadas que atravessam a bicamada mas que tem um canal interno as proteínas periféricas representadas na parte de baixo da bicamada estrutura azul escura oval proteínas globulares estrutura oval na parte de cima da bicamada Além disso apresentase também a glicoproteína estrutura azul visível na parte de cima da bicamada com um fio de estruturas circulares acima os quais são os carboidratos o colesterol representado pelo fio de estruturas circulares rosa e por fim as proteínas hidrofílicas representadas pelas hélices verdes que atravessa a bicamada Figura 1 Estrutura de bicamadas fosfolipídicas da membrana celular ou da membrana citoplasmática UNICESUMAR 16 de proteínas que são classificadas de acordo com a função que desempenham como as que trans portam nutrientes metabólitos e íons por meio da bicamada lipídica as que ancoram determina das moléculas na membrana as que funcionam como receptores de sinais químicos no ambiente e os transportam para dentro da célula e as que funcionam como enzimas e catalisam reações Além dessa classificação anterior as proteí nas também podem ser classificadas de acordo com sua posição na membrana como você pode observar na Figura 1 As proteínas integrais es tão embutidas nas membranas entre os lipídeos da dupla camada as proteínas transmembra nas são aquelas que atravessam a dupla camada totalmente as proteínas transmembranas de passagem múltipla ou seja atravessam a bica mada múltiplas vezes e as proteínas periféricas que se encontram sob uma das faces da membra na ligadas às cabeças dos fosfolipídios e proteínas integrais por ligações não covalentes Além dessa classificação as proteínas ainda podem ser categorizadas segundo a forma com que o soluto será carregado sendo elas as carrea doras e as de canal As proteínas carreadoras são aquelas que permitem a passagem apenas de soluto que se encaixa no sítio de ligação da proteína ligase seletivamente agindo como enzimas para facilitar o transporte de moléculas específicas por meio da membrana Já as proteí nas de canal Figura 1 discriminam o soluto com base no tamanho e carga elétrica e estes atra vessam a membrana por poros aquosos abertos sendo uma interação mais fraca que as das pro teínas carreadoras A maioria dos canais proteicos encontrase fechado porém com estímulos adequados po dem se abrir ALBERTS et al 2017 No caso de proteínas carreadoras estas se ligam às moléculas específicas a serem transportadas sofrem uma mudança conformacional permitindo que a mo lécula atravesse a membrana e seja liberada do ou tro lado com estrutura e desempenho semelhan te ao modelo chavefechadura desempenhado pelas enzimas Ao contrário os canais proteicos formam poros abertos por meio da membrana possibilitando a difusão livre por entre este canal mais rápidos que as proteínas carreadoras Além das proteínas as membranas celulares contêm cerca de 2 a 10 de carboidratos Estes se encontram ligados aos lipídios ou proteínas sob a forma de glicolipídeos e glicoproteínas respectivamente Figura 1 Estes se localizam na superfície não citosólica da membrana das orga nelas desempenhando funções diversas ligadas ao sistema de endomembranas ou na face externa da membrana plasmática formando o glicocálix desempenhando a função de proteção reconhe cimento isolamento elétrico entre outros A permeabilidade seletiva estabelece um controle do que entra e do que sai da célula além de definir o local de entrada e saída dessas substâncias ou íons na membrana plasmática de modo a garantir a diferença entre LIC e LEC Ga ses e moléculas não polares pequenas atravessam livremente a bicamada já moléculas maiores e íons dependem de proteínas transportadoras para serem transportadas O transporte de substâncias pela membrana pode ser ativo ou passivo No transporte pas sivo Figura 2 a passagem de substâncias se dá pela bicamada lipídica difusão simples ou por meio de proteínas de transporte difu são facilitada que diferente dos canais iôni cos apresenta um sítio de ligação para o soluto determinado pelo gradiente de concentração e eletroquímico na direção energeticamente fa vorável ALBERTS et al 2017 UNIDADE 1 17 Na difusão simples Figura 2 as moléculas dissolvemse na bicamada lipídica difundindose por meio dela Nenhuma proteína de membrana está envolvida e a direção de transporte é direcionada pela concentração das moléculas dentro e fora da célula sendo sempre da direção de maior concentração para a de menor concentração de substâncias Tratase de um processo não seletivo de transporte de gases moléculas hidrofóbicas e moléculas não polares pequenas Já a difusão facilitada apesar de ser também um tipo de transporte passivo as moléculas ou íons a serem transportados não se difundem pela bicamada lipídica Sua passagem é mediada por canais iônicos ou proteínas carreadoras Figura 2 Por isso carboidratos nucleotídeos e íons podem ser transportados por esta via E por fim dentro dos tipos de transporte passivo temos a osmose A membrana celular em geral é permeável à água e assim a água movese para o interior ou para o exterior das células a favor do seu gradiente de concentração Difusão simples Difusão facilitada Líquido extracelular Líquido intracelular Proteína canal Proteína carreadora Descrição da Imagem a figura representa um esquema de transporte passivo por meio da membrana plasmática A bicamada lipídica está representada por duas camadas compostas por círculos e filamentos bicaudais no qual os círculos cinzas são as porções hidro fílicas e estão situados em posições opostas na camada e as caudas amarelas presas nos círculos cinzas estão voltadas para a parte interna da camada e são as porções hidrofóbicas Da metade da membrana plasmática para cima está um retângulo em amarelo que representa o LEC enquanto que da metade para baixo está um retângulo em azul claro representado o LIC Da esquerda para a direita da figura temos uma seta roxa que atravessa a membrana plasmática de cima para baixo Acima da seta existem 6 esferas roxas no LEC enquanto que abaixo da seta no LIC existem duas destas esferas Mais ao centro da membrana uma estrutura de forma elíptica de cor azul representa uma proteína canal com um canal em seu interior que liga o LEC e o LIC e do centro desse canal uma seta aponta para o LIC no qual há duas esferas vermelhas Acima dessa proteína no LEC 5 esferas também vermelhas são encontradas e uma seta curva parte de uma delas e aponta para o interior do canal À esquerda da figura ainda na membrana plasmática uma proteína carreadora também de formato elíptico e de cor azul No centro dessa proteína existem dois espaços esféricos sendo que no interior do espaço superior existe uma esfera menor de cor verde enquanto que o espaço inferior está aberto para o LIC e desse espaço parte uma seta apontada para o LIC no qual existem 2 esferas verdes Acima dessa proteína no LEC existem 6 esferas verdes Na extrema direita da figura na parte inferior do retângulo amarelo está escrito líquido extracelular e logo abaixo no retângulo azul está escrito líquido intracelular Figura 2 Tipos de transporte passivo UNICESUMAR 18 Quando as células ficam em meio hipotônico ou seja com baixa concentração de soluto no meio extracelular consequentemente o meio intracelular está hipertônico alta concentração de solutos de modo que as células tendem a receber água solvente A entrada demasiada de água na célula isto é além do equilíbrio pode fazêla inchar e romper sua membrana lise O oposto ocorre se o meio extracelular estiver hipertônico Nesse caso as células perdem água podendo murchar e perder sua conformidade Figura 3 ALBERTS et al 2017 Quando a célula está em equilíbrio com o meio dizemos que o meio está isotônico Nesse caso a velocidade de entrada e saída da água solvente da célula é a mesma de modo que a quantidade de solutos e solventes se equilibram fazendo com que a célula se encontre em isotonia No transporte ativo o transporte transmembrana fica restrito ao trânsito de moléculas polares grandes e íons no qual há gasto de energia para o transporte das substâncias contra o gradiente de concentração ou eletroquímico Figura 4 Esse tipo de transporte precisa do auxílio das proteínas transportadoras H2O Isotônico Hipotônico Hipertônico Descrição da Imagem a imagem mostra 3 situações quadros de hemácias círculos vermelhos imersas em um solvente água aqui representada por grandes círculos azul No primeiro quadro à esquerda temos um meio isotônico ou seja há equilíbrio entre de íons e água do LIC e do LEC Este equilíbrio é representado por seta amarela que aponta para a hemácia e uma seta verde que parte da hemácia ambas de tamanhos iguais A hemácia em um meio isotônico possui formato de disco bicôncavo Em um meio hipotônico no quadro central da figura a hemácia apresenta formato esférico causada pela entrada representada por uma seta amarela grande de uma maior quantidade de água em relação à saída da mesma saída de água representada por uma seta bem pequena e de cor verde apontada para fora da hemácia No último quadro está representada uma hemácia num meio hipertônico com tamanho menor e com formato irregular causado pelo murchamento Dessa hemácia parte uma seta verde bem grande representando a saída de uma grande quantidade de água e apontada para a hemácia existe uma pequena seta amarela representando a entrada de uma pequena quantidade de água sai mais água que entra Figura 3 Osmose em hemácias UNIDADE 1 19 Além disso o transporte ativo pode ser dividido em transporte ativo primário e transporte ativo secundário No transporte ativo primário o transporte é acoplado diretamente à fonte de energia transporte dirigido por ATP bomba ATPase como a bomba de sódio e potássio por exemplo ALBERTS et al 2017 Já no transporte ativo secundário o íon é acoplado indiretamente à fonte de energia e o transporte ocorre por um gradiente iônico Um exemplo de transporte ativo secundário é a reabsorção de glicose pelo túbulo renal GUYTON HALL 2011 Quando o transporte de um íon é mediado por ATP e o transporte do segundo íon é mediado pelo primeiro o transporte ativo primário medeia o transporte ativo secundário já que a transferência de um soluto é estritamente dependente do transporte de outro e a proteína transportadora atua como carreador acoplado ALBERTS et al 2017 No caso dos carreadores acoplados o transporte pode ser feito pelos carreadores simportes ou antiportes Os carreadores simportes são aquelas proteínas que permitem a passagem simultânea de um segundo soluto na mesma direção do soluto principal a ser transportado cotransporte Já os carreadores antiportes são aquelas proteínas que transportam dois solutos em direções opostas contratransporte Figura 5 ADP ATP LEC LIC Descrição da Imagem a figura representa um esquema de membrana plasmática em um transporte ativo A bicamada lipídica está representada por duas camadas compostas por círculos e filamentos bicaudais nos quais os círculos cinzas são as porções hidrofílicas e estão situados em posições opostas na camada e as caudas amarelas presas nos círculos cinzas estão voltadas para a parte interna da camada e são as porções hidrofóbicas Na membrana plasmática estão representadas duas proteínas carreadoras de formato elíptico e com uma fenda em seu interior que remete a um espaço para íons A primeira proteína da esquerda para a direita está com a abertura voltada para baixo LIC espaço abaixo da bicamada lipídica e possui uma seta em seu interior que aponta para cima LEC Abaixo dessa proteína é possível ver dois círculos amarelos um mais próximo da bicamada escrito ATP e outro um pouco mais abaixo escrito ADP Entre esses círculos uma seta curva sai do primeiro círculo e aponta para o segundo Ainda no LIC três esferas rosas representam um tipo de íon e sua baixa concentração A segunda proteína à direita da figura está com a fenda aberta para cima da bicamada lipídica LEC e possui um círculo rosa saindo da fenda em direção ao LEC No LEC 12 esferas rosas estão espalhadas e representam a maior concentração desse íon Figura 4 Transporte ativo UNICESUMAR 20 Vou exemplificar para facilitar seu entendimento Um exemplo de carreador acoplado comum do tipo simporte é o carreador da glicose dirigido por um gradiente de sódio A ligação do sódio à glicose é cooperativa Uma vez que a concentração de sódio é muito maior no espaço extracelular que no citosol é mais provável que a glicose se ligue ao carreador quando este estiver aberto para o espaço extrace lular e assim sódio e glicose penetram na célula O sódio fornece força para o transporte da glicose e a ligação de sódio promove uma mudança da proteína transportadora que permite o transporte de glicose para o citosol Na Na Na LIC LIC Aminoácido Membrana celular Membrana celular Simporte Proteína de membrana integral Proteína de membrana integral Antiporte Ca Ca Descrição da Imagem a ilustração mostra duas membranas plasmáticas estruturas circulares alaranjadas com caudas pretas em duas camadas sendo os círculos em extremidades opostas Na membrana superior temos as proteínas transmembranas do movimento simporte estruturas globosas verdes e a outra membrana na parte inferior da figura temos as proteínas transmembranas do mo vimento antiporte estruturas globosas vermelhas No simporte evidenciase no lado de cima da membrana os íons sódio em grande quantidade Na circulos verdes e o aminoácido retângulo alaranjado Por ocasião do transporte de sódio pela proteína o aminoá cido é transportado ao mesmo tempo e na mesma direção caracterizando o movimento simporte No antiporte acima da membrana estão destacados o sódio em grande quantidade círculos verdes Na e os íons cálcio em menor quantidade Ca quadrado rosa O oposto se verifica na parte debaixo da membrana A proteína permite a passagem de sódio para dentro seta preta para baixo e de cálcio para fora seta preta para cima ambos concomitantes pela mesma proteína Figura 5 Movimento simporte e antiporte por carreadores acoplados no transporte ativo UNIDADE 1 21 Você pode ver que a hidrólise do ATP está diretamente envolvida nas bombas transporte de íons contra um gradiente de concentração presentes no transporte ativo Mas precisamos entender o que seria esse ATP O ATP que você verá muito ao longo destas unidades é um nucleotídeo composto de uma base nitrogenada adenina um açúcar pentose chamada ribose e 3 radicais fosfato como de monstrado na Figura 6 Os dois últimos fosfatos da molécula de ATP são ligados com o restante da molécula por ligações fosfato de alta energia Figura 7 Sob condições físicas e químicas do nosso corpo cada uma dessas ligações representa cerca de 12000 calorias de energia por mol de ATP ou seja bastante energia contida nessa molécula Como é ligação bem lábil elas podem ser rompidas sempre que for necessário a energia para promover outras reações Quando o ATP libera sua energia o que ocorre é que um radical fosfato é separado formando então o difosfato de adenosina ADP Já para reconstruir esse ATP consumido a energia proveniente dos nutrientes oxidação dos carboidratos proteínas e gorduras é usada para ligar esse ADP a uma molécula de fosfato e assim restaurar o ATP GUYTON HALL 2011 Além dos transportes antiporte dois solutos em sentidos opostos e simporte dois solutos no mesmo sentido também temos o transporte uniporte Este se faz por meio do transporte de um único soluto de um lado para outro da membrana e pode ser mediado por proteínas transportadoras ou canais com ou sem gasto de energia respectivamente Dessa forma quando o transporte uniporte é mediado por uma proteína carreadora contra o gradiente de concentração esse transporte é do tipo ativo atuando como uma bomba por exemplo bomba de cálcio e bomba de hidrogênio Quando o transporte ocorre por uma proteína canal por exemplo se trata então de um transporte passivo Grupo fosfato Base Adenina Açúcar Ribose P P P Descrição da Imagem a imagem demonstra a adenosina trifosfato ATP formada por 3 grupamentos fosfatos enfileirados representa dos pelos círculos vermelhos com a letra P de fosfato do inglês phosphate ligado por uma linha preta com uma pentose representada pelo pentágono azul com a palavra açúcar dentro Este se liga por outra linha preta com a base nitrogenada representada pelos dois pentágonos verdes com a descrição base internamente Figura 6 Demonstração da estrutura básica da molécula de ATP UNICESUMAR 22 ATP ADP Ribose Ribose ligação de baixa energia ligação de baixa energia Adenosina trifosfato Adenosina difosfato Fosfato removido Energia liberada Adenina Adenina Descrição da Imagem a figura mostra acima a molécula de ATP representada pela união dos dois pentágonos verdes adenina ligado à ribose pentágono azul por uma linha curta e a ribose ligase à três grupos fosfato círculos alaranjados com a letra P internamente enfatizando pelo primeiro raio amarelo a ligação fosfato de baixa energia e entre os dois últimos fosfato a ligação de alta energia Para que haja a liberação de energia e forme o ADP representado abaixo continuamos com a mesma adenosina e ribose no entanto à liberação do último fosfato pela quebra da ligação representado pelo raio vermelho com a liberação da energia raio amarelo Figura 7 Relação química e energética da adenosina trifosfato ATP e adenosina difosfato ADP UNIDADE 1 23 Agora que você já estudou o ATP vamos então falar sobre o transporte ativo por bombas movidas por esse ATP usando como exemplo as bombas de sódiopotássio Na K A bomba de Na K bomba é relativamente comum aos vários processos como na via de transmissão de sinal neuronal na ativação e modificação de estruturas embrionárias no favorecimento de processos urinários entre outros A concentração de potássio é de 10 a 20 vezes maior no interior da célula e o sódio é o inverso apresentase em maior quantidade no exterior da célula A cada ciclo da bomba 3 íons de sódio saem da célula e 2 íons de potássio entram na célula Logo o transporte se dá da seguinte forma Figura 8 1 a molécula transportadora se liga a três íons sódio nos sítios específicos para estes íons que estão contidos nessa proteína Ainda que haja sítios de ligação para o íon potássio nesse estágio eles se encontram em um estado de baixa afinidade não havendo ligação ao potássio intracelular 2 A ligação do sódio ativa uma ATPase inerente da proteína transportadora produzindo fos forilação da superfície citosólica do transportador e com isso acaba havendo a liberação de uma molécula de ADP 3 Essa fosforilação muda conformacionalmente a proteína transportadora e isso faz com que o sódio que está ligado no sítio se exponha ao líquido extracelular permitindo sua liberação deste sítio 4 A nova conformação do transportador resulta em aumento da afinidade pelo potássio pos sibilitando a ligação de dois íons potássio aos sítios de ligação do transportador na superfície extracelular 5 A ligação do potássio resulta em desfosforilação do transportador restaurando a conformação original do transportador Em consequência disso ocorre a liberação de potássio no líquido intracelular possibilitando a ligação de sódio adicional e ATP na superfície intracelular Resumidamente teremos então que 1 ocorre a ligação de sódio citosólico no sítio de ligação da proteína 2 fosforilação dessa proteína fornecida pelo ATP 3 transferência do sódio para o meio extracelular Ao mesmo tempo que esses 3 passos sequenciais estão correndo haverá 1 ligação de potássio extracelular no sítio de ligação da proteína 2 desfosforilação proteica com mudança conformacional da proteína 3 importação dos íons potássio para o interior da célula Figura 8 SILVERTHORN 2017 UNICESUMAR 24 Vale lembrar que a bomba de sódio potássio pode estar ligada diretamente a um outro transporte aco plado o simporte de glicosesódio Lembra que vimos que o sódio quando entra na célula favorece a entrada da glicose Pois bem na célula epitelial intestinal é possível verificar esse processo pois a glicose que foi metabolizada pela digestão e foi interiorizada para a célula agora precisa ser redirecionado a sair desta célula para seguir em direção à corrente sanguínea e assim o faz via transporte passivo Fi gura 9 No entanto os íons Na que entraram na célula são colocados para fora da via bomba de Na K Logo podemos enfatizar que os transportadores acoplados mediados por íons transporte ativo secundário como este mencionado agora podem mediar o transporte ativo primário ou vice e versa LIC LEC ADP ADP K P P P alta Na baixa K alta k baixa Na K K ATP K Na Na Na Na Na Na Na Na Na Descrição da Imagem a imagem representa um esquema de uma membrana plasmática e o funcionamento das bombas de NaK No meio da imagem apresentase a membrana plasmática em duas camadas cada uma contendo uma sequência de fosfolipídeos com as porções arredondadas cinzas para voltadas para os lados opostos da membrana a de cima voltada para o LIC e a debaixo vol tada para o LEC com as caudas de cor bege voltadas uma para a outra no espaço interno da membrana Atravessando a membrana apresentase também uma estrutura globosa de cor verde clara representando a proteína transmembrana no qual em seu interior existe uma fenda que de um lado tem três cavidades arredondadas para encaixe dos três íons sódio e do outro duas quadradas para encaixe dos dois íons potássio No LIC temos três íons sódio círculo rosa escrito Na ao centro enfileirados e deles partem uma seta para o interior da proteína transmembrana que está com a fenda aberta para o LIC Ao lado dos íons sódio apresentase uma molécula de ATP círculo amarelo escrito ATP em seu interior e desta parte uma seta para a proteína transmembrana Em seguida no próximo esquema da esquerda para a direita os três íons sódio estão acoplados no interior da membrana um fosfato círculo amarelo escrito P ao centro ligado à proteína e ao lado da membrana existe agora uma molécula de ADP círculo amarelo escrito ADP Seguindo no terceiro esquema da proteína o sódio encontrase liberado no LEC representado por uma seta que saiu da proteína enquanto que outra seta em sentido oposto mostra a entrada do potássio para o interior da proteína já que a fenda desta se encontra aberta para o LEC Neste esquema o ADP e P estão na mesma posição que o esquema anterior No último esquema à direita da figura a proteína está com a fenda aberta para o LIC e uma seta mostra a saída dos dois íons potássio e outra seta mostra a liberação do fosfato Na extrema direita da figura acima da membrana está escrito Alta K Baixa Na enquanto que abaixo da membrana está Alta Na Baixa K No lado oposto da figura está escrito acima membrana Líquido intracelular enquanto que abaixo está escrito Líquido extracelular Figura 8 Transporte ativo pelas bombas de sódiopotássio UNIDADE 1 25 Os transportes mencionados anteriormente associado às diferenças de líquido intracelular LIC e o líquido extracelular LEC favorecem um outro ponto muito relevante da fisiologia o potencial de membrana Como já vimos nesta unidade alguns íons apresentamse em quantidades diferentes no LIC e no LEC Revisando a composição do LIC vale lembrar que o potássio é o cátion mais abundante Já no meio extracelular LEC o cátion mais abundante é o sódio assim como o ânion cloro Concluindo o LEC tem carga elétrica positiva e o LIC carga elétrica negativa Essa diferença de íons é essencial para o funcionamento das células SILVERTHORN 2017 Simporte de glicose dirigido por Na Glicose Glicose Glicose Na Na Na K Bomba de Na K LÍQUIDO EXTRACELULAR LÚMEN INTESTINAL Microvilosidades no domínio apical Junções compactas Epitélio intestinal Líquido extracelular Lúmen intestinal Baixa concentração de glicose Baixa concentração de glicose Alta concentração de glicose Domínio lateral Transportador mediando o transporte passivo de glicose Domínio basal Descrição da Imagem a figura representa um esquema de uma célula intestinal de formato retangular localizada na vertical que na parte superior encontramse as microvilosidades em formato de cristas bem elevadas em contato com o lúmen intestinal Entre as vilosidades encontrase na membrana uma proteína transmembrana de transporte do tipo simporte representada por uma retângulo vazado de cor verde Atravessando a proteína temos duas setas grandes que demonstram a entrada da glicose aqui representada por um hexágono alongado azul escrito glicose em seu interior e do sódio aqui representado por um círculo rosa escrito Na em seu interior Uma vez no interior da célula a saída da glicose e do sódio para o LEC localizado abaixo da célula é representada por setas que atravessam a membrana em proteínas diferentes à esquerda uma proteína transmembrana retângulo vazado de cor verde preso à membrana na base da célula permite a saída da glicose por transporte passivo enquanto que à direita uma outra proteína trans membrana de cor verde claro e formato alongado representa a saída do sódio por transporte ativo Desta mesma proteína parte uma seta para o interior da célula representando a entrada do potássio aqui representado por um círculo azul escrito K em seu interior De cada lado desta célula uma porção de duas outras células são mostradas e entre elas no topo das células é mostrada as junções compactas que permite a adesão entre essas células e impede o contato do LEC com a Luz do intestino aqui representa na parte su perior da figura como um fundo laranja acima e entre as microvilosidades À direita da figura uma chave mostra o lúmen intestinal mais abaixo outra chave agrupa a célula do topo à base no qual está descrito microvilosidades no domínio apical junções compactas e epitélio intestinal mais ao centro dessa chave Na base da figura outra chave agrupa o LEC À extrema direita há ainda uma seta larga na vertical apontando para cima e para baixo de cor azul sendo o centro mais escuro representando a alta concentração de glicose na região da célula e as extremidades da seta de tom bem claro representado a baixa concentração de glicose no lúmen e no LEC Figura 9 Transporte ativo do tipo simporte e bomba de Na K e transporte passivo de glicose Fonte Alberts et al 2017 p 605 UNICESUMAR 26 Existem potenciais elétricos por meio das membranas em praticamente todas as células As células estão sob o domínio de uma diferença de potencial constante chamada de potencial de membrana O potencial de membrana pode ser alterado rapidamente aumentando ou diminuindo condutâncias específicas ou seja abrindo ou fechando aqueles canais iônicos específicos discutidos acima e até outros Para isso alguns conceitos precisam ser discutidos antes Dizemos que uma célula fica carregada negativamente quando ela recebe elétrons e quando ela doa elétrons fica carregada positivamente Logo cada célula apresenta um potencial elétrico e quando elas apresentam diferentes potenciais elétricos dizemos que existe entre elas uma diferença de potencial DDP Para ficar claro essa DDP se dá entre seu meio intracelular e o meio extracelular e esse processo é chamado potencial de membrana que se apresenta de duas formas o potencial de repouso e o potencial de ação No potencial de repouso existe uma oscilação entre o transporte passivo e ativo de íons ou seja há a entrada passiva de íons sódio que depois são expulsos ativamente Concomitante a isso os íons potássio entram ativamente e em seguida o saem passivamente da célula Figura 10 tornando o meio externo positivo em relação ao meio interno e com isso a célula fica polarizada Figura 11 O potencial de repouso da membrana ocorre no chamado estágio de repouso que ocorre antes do início do potencial de ação e diz que a membrana está polarizada durante esse estágio em razão do potencial negativo de membrana existente Figura 11 GUYTON HALL 2011 K K Na Na Célula nervosa Célula nervosa Descrição da Imagem dois retângulos verdes representam uma célula nervosa em duas situações A e B À esquerda em A temos a distribuição de potássio representado pela letra K sendo que nas bordas internas da célula existem vários sinais negativos repre sentando a polaridade negativa da célula enquanto que o meio externo dessa célula se encontra positivo vários sinais ao redor da célula Por difusão seta larga de cor vermelha que sai do K e segue para o fora da célula o potássio tende a sair Logo todo excesso de potássio que saiu por difusão retorna para o interior da célula por transporte ativo seta pontilhada preta que parte de um íon K de fora e aponta para o centro da célula À direita em B temos a mesma célula nervosa agora enfatizando o transporte de sódio representado pela letra Na fora da célula de onde parte uma grande seta vermelha que segue para o interior da célula representando a entrada de sódio à favor de um gradiente de concentração O sódio que entrou tende a sair por transporte ativo seta pontilhada aportada do interior da célula para fora Em B o potencial da célula é positivo representado pela entrada de sódio via difusão enquanto que a parte externa da célula é negativa Figura 10 Potencial de membrana resultante da difusão e transporte ativo Fonte a Autora UNIDADE 1 27 Esse potencial de repouso assim como o de ação é medido em milivolts Esses valores resultam das diferenças de concentração de íons que atravessam a membrana Cada íon que atravessa a membrana procura impulsionar o potencial de membrana em direção ao seu potencial de equilíbrio Os íons com mais permeabilidade maiores condutâncias contribuem mais para o potencial de membrana Já os que apresentam menor permeabilidade darão pouca ou nenhuma contribuição BERNE LEVY 2009 Vamos a um exemplo Imagine os neurônios o seu potencial de repouso é 70mV que está mais próximo ao potencial de equilíbrio do potássio 85mV porém mais longe do potencial de equilíbrio do sódio 65mV Lembrando que existe uma variação desses valores dependendo do livro de referência estudado certo Ou seja em repouso a membrana do neurônio é mais permeável ao potássio que ao sódio E isso é mantido justamente pelas bombas de sódiopotássio que já discutimos nesta unidade Estabelecese assim um potencial de difusão por meio da membrana da fibra nervosa causada pela difusão dos íons potássio de dentro para fora da célula e de sódio de fora para dentro Figura 10 Recapitulando então quando a membrana está em repouso a diferença de potencial do neurônio é aproximadamente de 70 mV indicando que o interior da célula está negativo em relação ao meio exterior O potencial de repouso ocorre quando o potencial de membrana não é alterado por potenciais de ação Já se pensarmos numa alteração brusca desse potencial de membrana falase em potencial de ação e este potencial é gerado a partir de um estímulo 70 mV 0 mV 70 mV LEC LIC Descrição da Imagem a imagem representa um esquema da membrana plasmática e o seu o potencial de repouso de uma célula No meio da imagem apresentase na horizontal a membrana plasmática em duas camadas cada uma contendo uma sequência de fosfolipídeos com as porções arredondadas cinzas voltadas para os lados opostos da membrana a de cima voltada para o LEC e a debaixo voltada para o LIC com as caudas de cor amarela voltadas uma para a outra no espaço interno da membrana Acima da membrana um retângulo azul representa o LEC e na borda inferior de retângulo em contato com a membrana existem vários sinais representando um polo positivo Abaixo da membrana outro retângulo agora em bege representa o LIC e onde ele toca a membrana existem vários sinais representando a polaridade negativa da célula Ao centro da figura atravessando a membrana um eletrodo atravessa a membrana para medir a polaridade enquanto que outro eletrodo se encontra situado acima do LEC e desses eletrodos partem fios que seguem para um aparelho que mede a carga Figura 11 Membrana polarizada UNICESUMAR 28 Voltemos ao neurônio Quando essa célula é excitada por um estímulo ela atinge um limiar chama do despolarização ou seja a DDP de repouso é elevada na membrana celular e abremse canais de sódio Com isso grande quantidade de sódio entra na célula tornando seu interior mais positivo e seu exterior mais negativo SILVERTHORN 2017 A DDP neste caso passa para 45mV Figura 12 e 13 LEC LIC Potencial de repouso Potencial de ação Despolarização Repolarização Retorno ao potencial de repouso Descrição da Imagem a imagem mostra o espaço externo retângulos azuis e o interior da célula retângulos alaranjados da esquerda para direita acima os íons sódio círculos azuis com Na internamente geram a carga positiva no espaço externo Internamente à célula temos alta concentração de potássio círculo vermelho com K escrito internamente gerando a carga negativa Essa disposição de íons mostra o potencial em repouso Na despolarização ao lado temos a entrada de sódio na célula por meio de proteínas de canal estruturas globosas azuis mudando a carga dos locais sendo positivo acima fora da célula e negativo abaixo dentro da célula Isso gera a despolarização com início do potencial de ação Com a repolarização outro esquema à direita há uma nova mudança de carga sendo positivo fora e negativo dentro da célula pela saída de potássio de dentro da célula estruturas globosas vermelhas E por fim temos a reconstituição do potencial permanecendo negativo dentro da célula e positivo fora da célula Isto se dá pela bomba de sódio potássio representado pela proteína com sítios de ligação estrutura globosa verde enfatizando o transporte concomitante de sódio para fora da célula e potássio para dentro Figura 12 Potencial de ação de impulso nervoso na ilustração vetorial do esquema de neurônios UNIDADE 1 29 Com isso a entrada de grande quantidade de sódio acaba estimulando a abertura imediata dos canais de potássio para que eles saiam e essa fase é chamada repolarização Na célula há o estímulo do fechamento dos canais de Na e a imediata abertura de canais de K ocorrendo a saída de K Logo a bomba de sódio e potássio faz o transporte da seguinte forma 3 sódios para fora e 2 potássios para dentro da célula fazendo com que o interior fique mais negativo em relação ao exterior Como essa bomba gasta energia para funcionar haverá a quebra hidrólise de ATP fazendo com que o potencial de membrana volte a ficar negativo e retornando a DDP ao normal em repouso 75 mV Podemos dizer que a membrana se encontra polarizada Assim uma variação do potencial de membrana em direção à positividade é denominada despolarização e na direção oposta maior negatividade hiper polarização Esse processo de hiperpolarização dura milissegundos podendo a DDP chegar até 90mV Potencial de ação Despolarização Repolarização Período refratário Descrição da Imagem a imagem mostra um gráfico em que no eixo vertical mostra a numeração em milivolts mV sendo destacados 70mV em repouso próximo à base do gráfico e 40mV ápice do gráfico no qual parte uma linha pontilhada na horizontal repre sentando a polarização da membrana Na horizontal abaixo do eixo estão escritos os números da esquerda para a direita 0 1 2 3 4 5 e ms Representado o potencial de ação da esquerda para a direita na linha pontilhada que parte do eixo vertical segue uma linha reta vermelha até a altura do número 1 e essa reta virase na vertical sobe até 40 cresce exponencialmente e em seguida desce até o 70 formando um pico Ao lado da porção da reta que sobe está escrito despolarização Ao lado da reta que desce está escrito Repolarização Depois da porção que desce a linha segue para a direita num formato côncavo abaixo da posição do 70 de modo que essa porção da linha representa o período refratário Figura 13 Gráfico enfatizando o potencial de ação UNICESUMAR 30 Você pôde perceber a importância desta unidade para o estudo da fisiologia certo Sabendo mais sobre as características básicas estruturais e funcionais de uma célula pôde estudar como ocorrem os transportes de moléculas entre um local e outro da célula e como ela pode ser excitada e mudar seu gradiente Esses conhecimentos são a base da fisiologia e a partir desses estudos muito se pode descobrir depois sobre os sistemas corporais e sua organização Esses conhecimentos podem permitir que você atue de maneira mais efetiva como profissional da saúde caso se depare com doenças de cunho genético ou ambiental que precise de administração de drogas específicas ou modificações alimentares ou ainda na solicitação de algum exame específico Você será crucial para ajudar a elucidar uma doença ou fornecer um melhor tratamento com base nas leituras corretas dos exames na busca correta da causa fisiológica do problema e qual medida melhor ajudará o paciente Você sabia que os anestésicos locais podem bloquear os canais de sódio dependentes de voltagem evitando a despolarização Por que isso ocorre Para que o sinal elétrico não chegue ao encéfalo e assim não tenhamos o estímulo de dor no caso de uma cirurgia por exemplo Não chegando este estímulo de dor ao encéfalo estaremos anestesiados e a cirurgia pode ocorrer normalmente Vamos estudar um pouquinho mais sobre a ação dos anestésicos e como ao longo da história a sua descoberta foi essencial para que as cirurgias obtivessem sucesso sem que a pessoa morresse de dor antes do início da cirurgia Então ouça esse podcast e aprenda mais sobre esse tema 31 Agora faça o seguinte tente estabelecer um mapa mais completo com os conhecimentos que ad quiriu sobre o passo a passo introdutório da fisiologia Algumas palavraschave podem ser usadas para isso A seguir temos alguns temas importantes que foram abordados nessa unidade que servirão de guia para o preenchimento completo do mapa Use essa unidade livros e até mesmo a internet caso julgue necessário certo Difusão simples Difusão facilitada Transporte ativo Transporte de membrana Célula Componentes Potencial de ação Etapa 1 Repouso Etapa 2 Despolarização Etapa 3 Repolarização 32 1 O ATP é uma molécula essencial para os processos fisiológicos sendo requerida constante mente Sobre a molécula de ATP marque a alternativa correta a As ligações que formam a molécula de ATP são de baixa quantidade energia e por isso além desta molécula outras são necessárias para o nosso organismo b O ADP tornase ATP quando perde uma adenosina e nesse processo libera energia na forma de fosfato c O ATP é uma molécula de alta base energética que quando estimulada libera a energia sob a forma de fosfato d Quando o ATP reage com água formamse fosfato inorgânico e ADP e nesse processo é captada a energia necessária para a molécula se tornar energizada e A energia proveniente da captação do fosfato da molécula contém pouca energia e por isso além do ATP também é usado o ADP 2 Os neurônios são células que melhor exemplificam o potencial de ação Para que o impulso inicie é necessário que a membrana esteja em potencial de repouso Esse potencial é mantido quando a membrana do neurônio a está bombeando sódio para o meio externo e transferindo íons potássio para o meio interno b está bombeando potássio para o meio externo e transferindo íons sódio para o meio interno c está bombeando potássio e sódio para o meio externo d está bombeando potássio e sódio para o meio interno e não está bombeando apenas estes íons sendo os íons cálcio essenciais nesse processo 33 3 Podemos perceber que a membrana plasmática consiste de uma estrutura extremamente fina em que analogicamente 10000 membranas sobrepostas equivalem à espessura de uma folha de papel Logo são necessárias algumas estruturas para protegêla do rompimento Dentre essas se destacam a porção fosfolipídica cabeça hidrofílica e cauda hidrofóbica carboidratos e as proteínas integrais e periféricas além de outros demais componentes O modelo a seguir representa a configuração molecular da membrana celular segundo Singer e Nicholson A respeito do modelo proposto coloque os nomes dos componentes mencionados anteriormente nos seguintes números e letras 3 4 1 2 5 A A 1 2 3 4 5 Descrição da Imagem a figura é um esquema que representa a membrana plasmática Há uma sequência de estruturas que estão organizadas de forma que parecem como uma cerca no qual elementos em forma de pinos na vertical estão dispostos lado a lado Esses elementos possuem em suas extremidades esferas pretas cabeças enquanto que a parte alon gada está representada por 2 filamentos que partem de cada cabeça e se encontram no meio À direita na porção externa e inferior há uma estrutura ovalada em contato com as cabeças e à esquerda ocorre outra estrutura disposta de forma parecida porém apresenta borda irregular e apontada para ela temos uma seta que partiu de um quadrado com o número cinco no centro Estruturas ovaladas de bordas irregulares também ocorrem entre as estruturas da vertical em intervalos que na figura são de 3 a 4 pinos e apontada para uma delas na parte superior existe uma seta que partiu de um quadrado com o número 3 enquanto que a outra estrutura que fica entre os pinos possui na parte superior um filamento que se ramifica em várias pontas Apontado para esses filamentos de várias pontas está uma seta proveniente de um quadrado com o número quatro Na extremidade direita da cerca existem duas setas que partiram de dois quadrados com os números 1 e 2 em que a primeira de cima para baixo aponta para a cabeça do elemento da membrana e a outra seta inferior aponta para a parte central do elemento pino Esses quadrados com os números 1 e 2 estão agrupados por uma chave que está sinalizada com a letra A Ao lado da figura letras e números apontados na figura são ordenados em forma de lista um elemento abaixo do outro seguido de uma linha de cor preta para que ali se escreva o nome das estruturas apresentadas A sequência de cima para baixo é A 1 2 3 4 e 5 Figura 1 Componentes da membrana plasmática Fonte a Autora MEU ESPAÇO 2 Nesta unidade você aprenderá sobre processo fisiológico que ocorre no sistema nervoso Para isso você conhecerá a divisão macroscópica do sistema nervoso central e periférico e os compo nentes celulares como os neurônios e as células da glia Após isso você entenderá como ocorre a síntese de neurotransmissores a organização das vias sensoriais e vias motoras Além disso será abordado o sistema nervoso autônomo e receptores de membrana adrenérgicos e colinérgicos Fisiologia do Sistema Nervoso Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva UNICESUMAR 36 Você já deve ter passado pela seguinte situação ou até conhece alguém que vive isso constantemente você entra no carro para fazer uma viagem e de re pente começa a enjoar e até mesmo vomitar Como consequência sua viagem acaba sendo interrompida por este motivo ou então tem que tomar medicações para que a viagem possa seguir sem esses enjoos O que isso tem a ver com o sistema nervoso O que deve estar ocorrendo nas vias fisiológicas que levam e trazem a informação do sistema nervoso que de vem estar provocando tais efeitos É relativamente comum encontrarmos pessoas que relatam a situação anterior e isso dificulta o curso de muitas viagens O enjoo por movimen to de veículos ou de embarcações por exemplo se chama cinetose Segundo Dorigueto Kasse e Silva 2012 a cinetose é caracterizada pela into lerância ao movimento devido a um conflito entre os sistemas vestibular visual e proprioceptivo A cinetose gera uma resposta fisiológica relaciona da aos estímulos de movimentos Para resolver tal situação que muitas vezes não é conseguida apenas parando o veículoembarcação em alguns momentos da viagem é necessário a administração de drogas farmacêuticas Para que se chegasse à conclusão de qual me dicação teria maior efeito sobre a cinetose muito teve que se estudar sobre o sistema nervoso O conhecimento de como essa via é alterada ou hiperativada neste caso e em diversas outras situações que implicam no uso de uma dada medicação só foram e são possíveis graças ao entendimento anatômico histológico e fisiológi co das várias porções do sistema nervoso Saber como esse sistema leva a informação sensorial e como chega a resposta de enjoo foi essencial para que hoje essa cinetose possa ser evitada com uso de medicações Portanto essa unidade será muito rica e importante para esse conhecimento e estudo fisiológico Imagine a seguinte situação uma mulher pla neja uma viagem de barco e pede ao médico que receite alguma medicação pois é sabido que ela tem cinetose ou seja enjoo por movimento O médico prescreve uma determinada medicação no entanto essa paciente acaba tendo reações ad versas como secura na boca dilatação da pupila aumento da frequência cardíaca e dificuldade de micção Use seus conhecimentos prévios e até mesmo o auxílio das mídias digitais e procure listar qual ou quais sistemas estão sendo ativados que possam ter levado a estas reações adversas à medicação Aqui não é preciso que você entenda sobre a atuação da droga mas gostaria que você conseguisse relacionar qual e como esse sistema é ativado para que possa ter levado a estas reações observadas por ela após o uso do medicamento Use o diário de bordo a seguir para registrar os resultados de sua busca O sistema nervoso é um sistema altamente complexo subdividido em diversas porções com funções específicas porém correlatas Algumas funções do seu corpo serão realizadas por uma porção deste sistema mas para que algumas fun ções sejam executadas de maneira plena elas precisarão de uma outra ou outras porções do sistema Entender o funcionamento de todas as estruturas nervosas te permite solucionar por exemplo o caso anterior entender que uma porção do sistema nervoso específica pode ser acionada naquela situação pontual para alterar seu corpo e que alguns processos fisiológicos tiveram de ser ativados para corrigir um efeito medicamentoso por exemplo Com base nisso tente listar no diário de bordo as divisões anatô micas do sistema nervoso que estão relacionadas com o caso anterior em que se encontram esses sistemas no corpo e quais características que podem diferenciálos melhor do ponto de vista anatômico e fisiológico UNIDADE 2 37 Quando pensamos em sistema nervoso devemos primeiramente entender sua classificação anatô mica Ele está dividido em sistema nervoso central SNC e sistema nervoso periférico SNP O SNC engloba o encéfalo que é composto de cérebro cerebelo e o tronco encefálico e este último é composto pelo bulbo ponte e mesencéfalo Já o SNP compreende os gânglios nervos cranianos e espi nais e as terminações nervosas eferentes motoras e aferentes sensitivas Um fluxograma contendo essa classificação está demonstrado a seguir Figura 1 CONSTANZO 2012 UNICESUMAR 38 Já pela classificação funcional podemos integrar os dois sistemas central e periférico O sistema ner voso central recebe as informações por estímulos sensoriais eou viscerais pela via aferente conectando assim o sistema nervoso periférico ao SNC Pela via eferente ocorre a resposta pelo sistema nervoso somático ou pelo sistema nervoso autônomo Pelo sistema nervoso somático neurônios motores atuam sobre a musculatura esquelética Já no sistema autônomo a resposta pode ser simpática ou parassim pática CONSTANZO 2012 O fluxograma a seguir ilustra essa classificação funcional Figura 2 SISTEMA NERVOSO CENTRAL SNC ENCÉFALO MEDULA ESPINAL CÉREBRO CEREBELO TRONCO ENCEFÁLICO MESENCÉFALO PONTE BULBO SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO SNP NERVOS GÂNGLIOS TERMINAÇÕES NERVOSAS CRANIANOS ESPINAIS SENSITIVAS aferente SENSITIVAS aferente MOTORAS eferente MOTORAS eferente Descrição da Imagem a imagem mostra um fluxograma em que à esquerda acima temos um quadro escrito sistema nervoso central ou SNC de onde partem dois quadros nominados encéfalo e medula espinal O encéfalo ainda se subdivide em cérebro cerebelo e tronco encefálico este último se subdividindo em mesencéfalo ponte e bulbo A esquerda e abaixo agora temos um quadro escrito sistema nervoso periférico ou SNP o qual se subdivide em três quadros os nervos gânglios e terminações nervosas Os nervos ainda se subdividem em cranianos e espinais os gânglios se subdividem em sensitivos e motores e as terminações nervosas se dividem também em sensitivas e motoras Figura 1 Classificação Anatômica do Sistema Nervoso Fonte a Autora UNIDADE 2 39 Qualquer informação do meio ambiente ou do meio interno precisa ser transformada numa linguagem compatível ao sistema nervoso ou seja isso ocorre pela transmissão de um impulso elétrico por um potencial de ação já estudado na Unidade 1 que percorre por um circuito neuronal específico com auxílio de diversos tipos celulares dentre eles os neurônios e as células da glia Logo antes de darmos prosseguimento nas divisões funcionais do sistema nervoso é importante compreendermos a organi zação celular deste sistema tão complexo Segundo Alberts et al 2017 as células da glia não participam diretamente da propagação deste impulso e passagem de informação no entanto auxiliam os neurônios nestas e em outras atividades Estas células estão presentes numa proporção de cerca de 10 por neurônio e englobam os astrócitos micróglias oligodendrócitos e células ependimárias presentes no SNC e as células de Schwann e células satélite presentes no SNP Os astrócitos Figura 3 são as maiores e mais numerosas células da glia do SNC Apresentam formato estrelado com muitos prolongamentos núcleo grande e central Os astrócitos se aderem aos capilares ou outros neurônios pelos chamados pés terminais porções finais dos seus prolongamentos SISTEMA NERVOSO CENTRAL SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO via aferente via aferente Estímulo sensorial Estímulo visceral SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO Neurônios motores Músculo esquelético SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO SISTEMA NERVOSO PARASSIMPÁTICO Músculo liso Músculo cardíaco Glândulas Descrição da Imagem a figura representa um fluxograma em que no centro existem dois quadros o do topo escrito sistema nervoso central e outro logo abaixo escrito sistema nervoso periférico À esquerda temos quadros que representam um estímulo sensorial e visceral que se conectam ao sistema nervoso central indicado por uma seta que aponta para o SNC por uma via aferente Esta via aferente também pode levar o estímulo ao sistema nervoso periférico como mostra uma linha que liga o quadro que está escrito via eferente e o quadro sistema nervoso periférico Do sistema nervoso central ou periférico parte a via eferente quadros à esquerda do SNC e SNP que leva informação ao sistema nervoso somático e autônomo quadros com esses nomes O sistema simpático é composto de neurônios motores conectados ao músculo esquelético O sistema autônomo está dividido em simpático e parassimpático ambos conectados ao músculo liso músculo cardíaco ou glândulas Figura 2 Classificação Funcional do Sistema Nervoso Fonte a Autora UNICESUMAR 40 Suas funções são variadas dentre elas a de secreção de substâncias de regulação de crescimento migração e conexão dos neurônios encefálicos de embriões Também fornecem cobertura para as áreas dos neurônios que não possuem cobertura ou bainha de mielina regiões estas chamadas de nós de Ranvier assim como cobertura nas sinapses tema a ser discutido mais à frente Também podem confinar os neurotransmissores moléculas químicas que auxiliam na transmissão do impulso na fenda sináptica e removêlos caso necessário Ou seja sua função geral é suporte neuronal Uma característica bem interessante dos astrócitos é que estão envolvidos com o processo de gliose Nesse processo os neurônios do SNC mortos em razão de doenças ou acidentes são preenchidos pela hiperplasia proliferação e hipertrofia aumento do volume dos astrócitos funcionando como uma espécie de cicatriz local Célula de Schwann Célula satélite Corpo celular do neurônio CÉLULA SATÉLITE Sistema nervoso periférico Oligodendrócito Astrócito Micróglia Células ependimárias Sistema nervoso central Descrição da Imagem a imagem representa as células da glia separadas em dois quadros No quadro à esquerda estão representadas as células da glia que fazem parte do sistema nervoso periférico Na parte superior desse quadro a célula de Schwann está representada por uma capa cilíndrica de várias camadas na cor azul que envolve a parte central de um tubo maciço de cor bege Abaixo na base da figura o corpo celular de um neurônio está representado por um globo bege ligado a um bastão bege representando o axônio A parte globosa está envolta por manchas arredondadas de cor azul que representam as células satélites No quadro à direita está representado as células da glia presentes no sistema nervoso central No topo do quadro temos um oligodendrócito representado por uma estrutura globosa com um círculo rosa no centro representando o núcleo celular e desta estrutura parte duas faixas azuis que se ligam a uma estrutura filamentosa de cor bege que apresenta gomos intercalados representando o axônio do neurônio com a bainha de mielina em que o oligodendrócito toca o axônio os gomos bainha de mielina estão na cor azul Abaixo deste uma célula em formato circular de cor azul e com vários ramos saindo de sua periferia representa uma microglia À direita outra célula de mesmo formato da micróglia mas com ramos mais grossos e de tamanho maior com um círculo bege no centro representando o núcleo representa um astrócito Na base do quadro temos as células ependimárias que estão representadas por retângulos na vertical e cada retângulo de cor rosa possui um círculo no centro representando o núcleo Da base das células enfileiradas parte filamentos em forma de ramos Figura 3 Células da glia presentes no sistema nervoso UNIDADE 2 41 Outra célula da glia é o oligodendrócito figura 3 também presentes no SNC Esta célula é parecida estruturalmente com os astrócitos em morfologia porém é menor com menos prolongamentos e com núcleo bem mais corado Sua função é a produção de bainha de mielina isolante elétrico dos axônios do SNC sendo que um oligodendrócito pode mielinizar vários axônios Ainda sobre a bainha de mielina vale lembrar que quanto menos espessa for a bainha de mielina menor serão os impulsos elétricos das sinapses e isso acarreta em um raciocínio mais lento e uma privação de nutrientes para o indivíduo ainda durante a gestação em sua vida intrauterina Isso pode acarretar na chamada fome oculta invisível que tem repercussões por toda a vida A fome oculta nada mais é que a deficiência silenciosa de vitaminas e minerais no organismo mesmo que a pessoa consuma calorias em quantidades suficientes sendo comum em indivíduos que estão acima do peso e até mesmo na população dita saudável Outra célula da neuróglia de SNC é a micróglia Figura 3 célula pequena e alongada com prolonga mentos curtos finos e irregulares núcleos escuros e alongados São consideradas células fagocitárias originadas de monócitos da medula óssea que quando ativadas retraem seus prolongamentos adqui rem formato de macrófago e fagocitam restos celulares de lesões assim como promovem a remoção de microrganismos E por fim no SNC temos as células ependimárias que apresentam formato colunar a cúbico sim ples com microvilosidades e cílios Sua função é revestir as cavidades neurais como os ventrículos do cérebro e o canal central da medula espinal Além disso produzem monitoram e auxiliam na circulação do líquido cerebrospinal ALBERTS et al 2017 Já no SNP temos as células satélites e as de Schwann Figura 3 As células satélites apresentam formato cuboide e circundam o corpo celular dos neurônios dos gânglios Estas células promovem a manutenção de microambiente controlado do corpo celular no gânglio funcionando como um iso lamento elétrico Além disso tem função semelhante aos astrócitos de suporte estrutural metabólico e protetor dos neurônios Você já ouviu falar em esclerose múltipla Sabe qual a relação dela com a bainha de mielina Segundo Batista et al 2021 A Esclerose Múltipla é uma doença que afeta diretamente a bainha de mielina removendoa e por isso pode ser chamada de doença desmielinizante Além disso é inflamatória crônica e degenerativa do sistema nervoso central Em geral provoca fadiga perda da força muscu lar tremor ataxia disfunções sexuais dor alterações do equilíbrio entre outros Hoje é conhecido um tratamento com vitamina D que tem se mostrado eficaz para a esclerose Acreditase que a vitamina D causa diminuição nas taxas de recidiva da doença pelo seu papel relevante na diminui ção da inflamação Ainda segundo Batista et al 2021 conclui que a suplementação da vitamina D usada por longos períodos aumenta a quantidade da forma metabolicamente ativa da Vitamina D no plasma e consequentemente atua como fator de proteção contra a esclerose múltipla UNICESUMAR 42 E por fim existem as células de Schwann que apresentam a mesma função dos oligodendrócitos ou seja são responsáveis pela formação da bainha de mielina dos axônios porém dos axônios que estão presentes no SNP Em geral uma célula de Schwann mieliniza apenas um axônio sendo estas fibras chamadas de fibras mielinizadas Vale lembrar que bainha de mielina é uma bainha de membrana plasmática rica em esfingomielina 80 altamente compactada que tem por finalidade proteger o axônio e permitir que o impulso passe de maneira mais rápida já que ele o faz de maneira saltatória pelos nós de Ranvier Basicamente ele funciona como um isolante elétrico impedindo a passagem do impulso pela bainha mas permitindo a passagem por entre as bainhas de nodo a nodo de modo que o impulso é mantido dentro do axônio enquanto é conduzido ou flui pelo líquido extracelular que circunda a parte externa da bainha de mielina BERNE LEVY 2009 GUYTON HALL 2012 Figura 4 Agora que já abordamos as células da glia vamos conhecer os neurônios Os neurônios Figura 4 apresentam uma organização estrutural dividida em corpo celular axônio e dendritos O corpo celular do neurônio apresenta formato variável com núcleo esférico claro e grande além de um citoplasma rico em retículo endoplasmático Já os dendritos são prolongamentos celulares ramificados que se projetam do corpo celular Sua função é receber e integrar os impulsos nervosos sendo conhecidos como prolongamentos aferentes ou seja são terminações sensitivas dos neurônios que recebem o impulso Um corpo celular pode chegar a ter 200 mil dendritos ligados a ele E por fim temos o axônio que é um prolongamento eferente ou seja que leva o estímulo que veio do corpo CORPO CELULAR NÚCLEO CELULAR DENDRITO CÉLULA DE SCHWANN AXÔNIO SINAPSE MIELINA AXÔNIO TERMINAL IM PU LS O N E U R A L Descrição da Imagem a figura ilustra um neurônio composto de corpo celular representado por uma estrutura estrelada rósea com um núcleo interno círculo vermelho menor interno à estrutura estrelada com dendritos em formato de prolongamentos róseos que partem do corpo celular Um prolongamento axônio róseo único e maior parte do corpo celular com ramificações na porção oposta ao corpo celular estas ramificações são os terminais axonais Ao redor do axônio estão representadas as bainhas de mielina estruturas retangulares roxas com núcleos menores incrustados nelas células de Schwann Figura 4 Características morfológicas do neurônio UNIDADE 2 43 celular para frente Ele é único delgado e longo medindo de 1mm a 15m de comprimento sendo dividido em uma região em que nasce o axônio chamado de cone de implantação e o telodendro que é a porção final do axônio o qual sofre dilatações conhecidas como botões sinápticos botões terminais ou terminais axonais Estes terminais são os locais onde o axônio entra em contato com outros neurônios ou outras células e isso permite a passagem da informação impulso nervoso para frente GUYTON HALL 2011 Os neurônios podem ser classificados quanto à sua forma Fi gura 5 Destes se destacam os neurônios bipolares compostos de um dendrito e um axônio encontrados principalmente no sistema visual auditivo e vestibular Já os neurônios pseudounipolares ou unipolares são aqueles que na vida embrionária eram bipolares mas por ocasião do cresci mento diferencial da membrana plasmática do corpo celular entre o axônio e o dendrito os dois prolongamentos se aproximam a ponto de sofrer fusão de modo que um único prolongamento dá origem a dois ramos a uma curta distância do corpo celular Figura 5 Os ramos funcionam como axônio propagando o potencial de ação do prolongamento periférico ramos dendríticos para o terminal axônico na outra extremidade TORTORA NIELSEN 2019 E os neurônios multipolares compostos de um axônio e vá rios dendritos são encontrados por exemplo em neurônios mo tores e interneurônios Neurônios multipolares podem ainda ser classificados em células piramidais as quais são neurônios mul tipolares específicos de regiões do córtex cerebral e as células de Purkinje as quais são os neurônios multipolares específicos do córtex cerebelar REALIDADE AUMENTADA Clique no QR Code e veja a anatomia da célula nervosa UNICESUMAR 44 As células mencionadas anteriormente podem ser encontradas agrupadas nas chamadas substância cinzenta e substância branca Tratase de uma divisão macroscópica A região que apresenta alta con centração de corpos celulares de neurônios é denominada de substância cinzenta Já a região com os prolongamentos neuronais tem uma coloração esbranquiçada e por isso essa região é chamada de substância branca Além disso podemos relacionar a região com a forma como a informação chega e sai do órgão nervoso Por exemplo a substância cinzenta é o local que recebe e integra as informações e respostas já a substância branca é onde se encontram as vias de comunicação entre o sistema nervoso central e os locais externos a ele Pensando nos órgãos do sistema nervoso central o cérebro apresentase com a substância branca internamente à uma camada externa de substância cinzenta Já a medula é o contrário a substância branca fica na periferia e a substância cinzenta fica no centro Voltando à classificação dos neurônios além da forma os neurônios podem ser classificados quanto ao destino do estímulo Os neurônios sensitivos ou aferentes são na maioria pseudounipolares e recebem estímulo sensorial do meio ambiente e do próprio organismo e levam ao sistema nervoso central SNC Já os neurônios associativos ou interneurônios são em sua maioria bipolares ou mul tipolares e também se localizam no SNC conectando os neurônios entre si correspondendo a 99 dos NEURÔNIO UNIPOLAR NEURÔNIO BIPOLAR NEURÔNIO MULTIPOLAR Descrição da Imagem da esquerda para a direita temos o neurônio unipolar representado por uma estrutura arredondada e dila tada alaranjada com um núcleo interno círculo menor de cor mais clara Desta porção dilatada parte um pequeno prolongamento e deste saem dois prolongamentos únicos alaranjados em forma de fio com ramificações na porção final terminais axonais Estes dois prolongamentos saem da porção dilatada em direções opostas Ao centro da figura o neurônio bipolar está representado por uma estrutura arredondada e dilatada alaranjada com um núcleo interno círculo vermelho menor Desta porção dilatada parte dois prolongamentos únicos alaranjados em forma de fio com ramificações na porção final terminais axonais Estes dois prolongamentos saem da porção dilatada em direções opostas Na extrema direita temos o neurônio multipolar neurônio típico representado por um corpo celular estrutura estrelada com prolongamentos finos e curtos que saem dessa região Um prolongamento longo e único também sai desta região e apresenta ramificações na porção final terminais axonais Figura 5 Classificação estrutural dos neurônios UNIDADE 2 45 neurônios E por fim temos os neurônios motores ou eferentes os quais são multipolares e se originam no SNC levando o impulso para outros neurônios glândulas ou músculos GUYTON HALL 2011 Agora que você já estudou os neurônios temos que entender como a informação é transitada por este neurônio Como já mencionado anteriormente o tráfego da informação se dá dos dendritos para o corpo celular deste para o axônio e do axônio para os terminais axônicos Logo esse sinal pode ser passado para o neurônio seguinte ou para uma musculatura ou para uma glândula Recordando a Unidade 1 a transmissão de sinais pelo neurônio se dá pelo estímulo que gera uma alteração da polaridade da célula ou seja gera um potencial de membrana Isso leva à ativação de canais iônicos voltagemdependentes gerando então o potencial de ação até as ter minações do neurônio ativação dos botões terminais A informação é passada então deste botão terminal como já foi mencionado para outro neurônio para um músculo ou para a glândula E como então essa informação passa deste terminal axonal para outro neurônio para um músculo ou glândula Segundo Silverthorn 2017 isto se dá por meio das sinapses interneuronais neuromusculares e neuroglandulares respectivamente No caso das sinapses interneuro nais convencionase chamar o neurônio anterior à sinapse do neurônio présináptico e o neurônio posterior à sinapse neurônio póssináptico A sinapse independente de qual tipo seja é o local por onde são transmitidos os sinais entre a extremidade de um neurônio e a su perfície de outro neurônio ou de uma célula efetora muscular ou glandular Existem dois tipos de sinapse a elétrica e a química a sinapse elétrica é aquela em que os sinais elétricos são transmitidos diretamente de uma célula para outra por meio das junções comuni cantes já a sinapse química é aquela em que os sinais são transmitidos por intermédio de uma substância química sem a conexão por junções SILVERTHORN 2017 Na sinapse elétrica Figura 6 há a presença de junções comuni cantes ligando as duas células por onde os íons passam que permitem o livre trânsito de íons de uma membrana a outra Desta maneira o potencial de ação passa de uma célula para outra de maneira muito mais rápida do que na sinapse química já que não há transformação de sinal Além disso ela pode ocorrer nos dois sentidos do neurônio pré para o pós e do neurônio pós para o pré Este tipo ocorre princi palmente em músculos liso e cardíaco os quais precisam de passagem de impulso de maneira rápida e dinâmica UNICESUMAR 46 Já a sinapse química Figura 7 que é a maioria das sinapses do corpo se dá pelas fendas sinápticas por meio dos neurotransmissores ocorrendo em um único sentido do neurônio pré para o pós Como há a modificação de um sinal elétrico para um sinal químico neurotransmissor isso faz com que este tipo de informação passe mais lentamente que na elétrica Na sinapse química é gerado o potencial de ação o qual foi percorrido pelo neurônio présináptico Este potencial invade o terminal présináptico promovendo a despolarização do terminal présináptico Isto causa a abertura de um canal de cálcio presente na membrana no terminal do neurônio prési náptico O influxo de cálcio por meio destes canais estimula a fusão de vesículas presentes no interior destas terminações e que contém os neurotransmissores Ocorre então a liberação do neurotransmissor na fenda o qual se liga ao receptor específico para ele presente na membrana do neurônio póssináp tico Esta ligação do neurotransmissorreceptor leva à geração de uma corrente elétrica póssináptica ou seja a continuidade do potencial mas agora no neurônio póssináptico SILVERTHORN 2017 Neurônio I Impulso nervoso Canal hidrofílico Membrana plasmática Conexões Aberta Fechada Conexões Junções GAP Neurônio II Descrição da Imagem estão representados dois neurônios O primeiro neurônio I acima é mostrado como uma estrutura verde em formato de taça invertida em que a parte mais dilatada encosta no outro neurônio neurônio II representado por um retângulo verde grande Na base dessa porção dilatada temos várias estruturas diminutas em formato de flor as junções comunicantes que podem estar abertas ou fechadas Quando o estímulo percorre por esse neurônio na forma de impulso elétrico representado por um raio luminoso este passa por dentro da junção aberta em direção do neurônio II Figura 6 Representação da sinapse elétrica UNIDADE 2 47 Além dessa classificação em elétrica e química existem outras classificações demonstradas a seguir quadro 1 de acordo com sua função localização ou ainda morfologia Célula présináptica Vesículas sinápticas Neurotransmissor Canal de cálcio Receptor Célula póssináptica Descrição da Imagem estão representadas duas porções terminais dilatadas de dois neurônios um présináptico e um póssináptico ambos de coloração alaranjada No interior do neurônio pré estão representadas as vesículas sinápticas com neurotransmissores em seu interior as vesículas estão mostradas com círculos verdes e os neurotransmissores como pontos pretos internos aos círculos verdes Na membrana do neurônio présináptico estão os canais de cálcio botões vermelhos na linha membrana que delimita o neurônio présináptico Na fenda sináptica espaço entre os dois neurônios estão destacados os neurotransmissores liberados das vesículas que se aderem na membrana do neurônio présináptico para liberar os neurotransmissores No neurônio póssináptico estão contidos os receptores dos neurotransmissores representados por estruturas roxas com cavidades em formato da letra V sítios ativos local de ligação dos neurotransmissores Figura 7 Ilustração da sinapse química UNICESUMAR 48 CLASSIFICAÇÃO TIPO CARACTERÍSTICAS FUNÇÃO Excitatória O sinal produzido na membrana póssináptica é a despo larização A ação resultante será excitatória do potencial de ação Inibitória O sinal produzido na membrana póssináptica é a hiper polarização A ação resultante será inibitória do potencial de ação LOCALIZAÇÃO Axodendrítica Ocorre entre a terminação axônica de um neurônio e o dendrito de outro neurônio Axossomática Ocorre entre a terminação axônica de um neurônio e o corpo celular de outro neurônio Axoaxônica Ocorre entre a terminação axônica de um neurônio e o axônio de outro neurônio Dendrodentrítica Ocorre entre os dendritos de um neurônio e os dendritos de outro neurônio MORFOLOGIA Simétrica A espessura de membranas pré e póssinápticas são iguais Geralmente apresentam vesículas achatadas e são inibi tórias Assimétrica Tem espessuras diferentes Geralmente apresentam vesículas esféricas e são excita tórias Quadro 1 Classificações das sinapses Fonte a Autora Mas e o que seriam os neurotransmissores que tanto foi falado quando abordamos as sinapses quí micas Neurotransmissores NT Figura 8 são agentes químicos produzidos pelos neurônios em geral armazenados em vesículas e usados para transmitir informação entre eles Descrição da Imagem a imagem mostra o terminal axonal do neurônio présináptico estrutura dilatada e arredondada com vesículas sinápticas contendo os neurotransmissores em seu interior pequenos círculos alaranjados com pontos amarelos internamente Estes neurotransmissores pontos amarelos são liberados na fenda sináptica espaço existente entre o neurônio présináptico e póssináptico e captados pelos receptores do neurônio póssináptico O neurônio pós sináptico está representado por uma porção dilatada com uma depressão em sua porção medial que é complementar à porção dilatada do neurônio présináptico Na superfície dessa porção complementar contém receptores estruturas circula res roxas na membrana do neurônio dos neurotransmissores Figura 8 Ilustração 3D dos neurotransmissores sendo liberados do neurônio présináptico em direção ao neurônio póssináptico UNIDADE 2 49 Estes NTs são liberados em geral de uma vesícula do terminal axonal présináptico para a fenda sináp tica no espaço extracelular próximo à célula póssináptica Esta célula receptora contém receptores específicos para estes NTs e esta ligação gera uma alteração de potencial Definese por neurotrans missão a conversão de um evento elétrico num evento químico e posteriormente em outro evento elétrico Observe alguns critérios para que uma molécula seja considerada um neurotransmissor CONSTANZO 2012 1 A molécula deve ser sintetizada e armazenada no neurônio présináptico 2 A molécula deve ser liberada pelo terminal axônico em resposta a estimulação 3 Haver a presença de receptores póssinápticos 4 A molécula sozinha deve produzir uma resposta na célula póssináptica Os neurotransmissores apresentam uma classificação quanto ao grupo químico a qual pertencem como listados no quadro 2 Podemos verificar que eles se enquadram de acordo com a composição química deles podendo ser aminas biogênicas os aminoácidos neuropeptídeos e mensageiros retrógrados TIPOS EXEMPLOS Aminas Biogênicas Dopamina Epinefrina Norepinefrina Serotonina Histamina Acetilcolina Aminoácidos GABA Glutamato Glicina Neuropeptídeos Substância P Vasopressina Peptídeo Inibidor Vasoativo VIP Endorfinas Disnorfina Ocitocina Neurotensina Mensageiros retrógrados Endocanabinóides Óxido nítrico NO Quadro 2 Classificação química dos neurotransmissores Fonte a Autora De acordo com esta classificação podemos então dizer que existem neurônios noradrenérgicos do paminérgicos serotoninérgicos gabaérgicos e assim por diante Os noradrenérgicos são aqueles que usam a noradrenalina como NT os dopaminérgicos usam a dopamina e assim por diante Ou seja o NT determina o nome do neurônio UNICESUMAR 50 Segundo Silverthorn 2017 um outro ponto que precisa ficar claro é que um mesmo neurotrans missor pode às vezes possuir um efeito excitatório ou inibitório de uma via de transmissão de impulso Isto ocorre porque não existe apenas um tipo de receptor para cada neurotransmissor ou seja um neurotransmissor pode se ligar e ativar diferentes receptores e dependendo dessa interação podemos ter o estímulo ou inibição de um impulso Existe uma classificação para os receptores Sim existe sim Podemos classificar os receptores em ionotrópicos e metabotrópicos Figura 9 1 Canais iônicos ou receptores ionotrópicos proteínas transmembranares que se abrem diretamente em resposta a ligação de um neurotransmissor 2 Receptores Metabotrópicos a ligação do neurotransmissor ativa uma via de sinalização que pode indiretamente abrir ou fechar canais Os receptores ionotrópicos produzem respostas fisiológicas muito rápidas em que os íons atravessam a membrana em dez microssegundos após a ligação do neurotransmissor No caso dos receptores metabotrópicos a sinalização envolve uma via de segundo mensageiro ou seja quando o neurotrans missor se liga no receptor uma cascata de mensageiros químicos transmite o sinal até se alcançar a resposta desejada Como é uma via longa essa sinalização é muito mais lenta CONSTANZO 2012 Neurotransmissor Neurotransmissor Espaço extracelular Espaço intracelular Canal iônico Canal iônico RECEPTOR IONOTRÓPICO Receptor metabotrópico Receptor metabotrópico Descrição da Imagem a figura mostra dois esquemas de receptores um ionotrópico à esquerda e um metabotrópico à direita As linhas horizontais pretas representam a membrana plasmática em que acima da linha superior temos o espaço extracelular com íons em grande quantidade círculos alaranjados com o símbolo dentro e abaixo da linha inferior temos o espaço intracelular com poucos íons Um canal iônico ou receptor ionotrópico é ilustrado como duas porções proteicas ovaladas de cor roxa dispostas lado a lado formando um canal com um sítio de ligação para o neurotransmissor círculo pequeno verde situado na superfície do canal na porção extracelular à esquerda Quando o neurotransmissor se liga no sítio do receptor este permite a abertura deste canal e passagem direta do íon do meio extra para o intracelular movimento indicado por uma seta que aponta para a parte inferior da figura passando pelo centro do canal Na direita da figura temos a interação neurotransmissor e receptor na forma metabotrópica Ou seja o neurotrans missor se liga no receptor metabotrópico estrutura disforme azul escura com sítio de ligação para o neurotransmissor Desta ligação os segundos mensageiros círculo e retângulo cinza na membrana inferior são ativados setas curvas conectando receptor segundo mensageiro I e segundo mensageiro II e então permitem a abertura do canal iônico estruturas ovaladas lado a lado de cor laranja formando um canal que atravessa a membrana plasmática e a passagem do íon do meio extra para o intracelular movimento indicado por uma seta que aponta para a parte inferior da figura passando pelo centro do canal Figura 9 Receptores de neurotransmissores ionotrópico e metabotrópico Fonte a Autora UNIDADE 2 51 Além dessa classificação temos a de receptor co linérgico e adrenérgico Os receptores adrenér gicos são aqueles que respondem à acetilcolina Dentro desta categoria podemos subdividilos em receptores muscarínicos e receptores nicotínicos Os receptores colinérgicos que são alvo das catecolaminas epinefrina e norepinefrina são subdivididos em receptores alfa e beta Estes dois tipos de receptores estão ligados ao sistema ner voso autônomo e para entendêlos melhor vamos primeiramente discutir sobre este sistema Como vimos no início desta unidade o sis tema nervoso periférico é composto por nervos que saem da base do encéfalo 12 pares nervos cranianos e seus ramos que inervam principal mente a cabeça e nervos que saem da medu la 31 pares nervos espinhais com seus ramos e receptores sensoriais que inervam o resto do corpo Resumindo o sistema nervoso periférico é basicamente constituído de fibras que saem do SNC em direção às diferentes partes do corpo Estas fibras nervosas podem ser aferentes transmitem as informações que vêm de estímu los sensoriais e viscerais ao sistema nervoso cen tral e eferentes que transmitem as informações vindas do sistema nervoso central para controle das musculaturas esquelética lisa e cardíaca da secreção de glândulas e da função dos órgãos vis cerais como vimos no início da unidade quando abordamos a divisão funcional do sistema ner voso A divisão eferente pode ser subdividida em sistema nervoso somático e sistema nervoso autônomo A diferença entre eles é que a parte somática inerva músculo esquelético enquanto a parte autônoma inerva músculo cardíaco e liso glândulas neurônios do trato gastrintestinal e outros tecidos Figura 2 CONSTANZO 2012 BERNE LEVY 2009 O sistema nervoso somático é responsável pela coordenação dos músculos esqueléticos e isso é feito pelos neurônios motores somáticos provenientes da medula espinal Esses neurônios motores somáticos são divididos em alfa e gama Os neurônios motores alfa inervam as fibras musculares gerando a força do músculo e o con junto formado pelos neurônios motores e as fibras relacionadas são chamadas de unidade motora Já os neurônios motores gama inervam fibras musculares e respondem sobre o comprimento do músculo SILVERTHORN 2017 Mas não se preocupe que trabalharemos melhor sobre o funcionamento do músculo na Unidade 3 O sistema nervoso autônomo é controlado pelo hipotálamo e como já foi abordado ele engloba o simpático e o parassimpático E qual a diferença entre esse sistema e o somático Este sistema con trola as funções ditas vegetativas inconscientes por exemplo o controle da pressão arterial e a produção hormonal Por isso deve haver uma integração deste sistema com as glândulas e os músculos liso e cardíaco A via que rege este siste ma é dita bissináptica ou seja existem dois tipos de neurônios Figura 10 a neurônios préganglionares neurônios com corpos celulares situados no SNC e que se conectam pelos axônios com neurônios que ficam nos gânglios de fora do sistema nervoso central b neurônios pósganglionares neurônios com fibras eferentes que vão dos gânglios aos órgãos efetores UNICESUMAR 52 Juntando a caracterização de fibras pré e pósganglionares com os sistemas simpático e parassimpático temos que no sistema simpático os corpos celulares préganglionares estão localizados no corno lateral da medula espinal bem próximos a ela e a inervação se dá por fibras longas que vão desses gânglios aos órgãos efetores músculo liso dos vasos sanguíneos vísceras pulmões coração e glândulas Figura 11 Já no sistema parassimpático os corpos celulares préganglionares estão localizados no tronco encefálico e na parte sacral da medula espinal S2 e S3 Figura 11 Os gânglios parassimpáticos estão localizados no interior dos órgãos efetores e as fibras pósganglionares possuem somente 1 a 2 mm de comprimento CONSTANZO 2012 SNC NEURÔNIO PRÉGANGLIONAR GÂNGLIO NEURÔNIO PÓSGANGLIONAR TECIDO ALVO Descrição da Imagem a imagem representa um esquema de interação entre neurônios pré e pósganglionares À esquerda temos um retângulo bege que representa o sistema nervoso central SNC Dele sai um neurônio préganglionar em que o corpo celular deste neurônio estrutura estrelada roxa está inserido no SNC Deste corpo celular parte um axônio linha grossa longa e roxa com dilatação terminal que representa o botão terminal Este botão terminal está inserido no gânglio círculo alaranjado Ainda dentro deste gânglio temos o corpo celular do neurônio seguinte mesmo formato e coloração com o receptor círculo amarelo cortado em V Entre o botão terminal e o corpo celular no gânglio temos a fenda sináptica com os neurotransmissores entre eles círculos pequenos verdes Este neurônio pósganglionar se conecta ao tecido alvo círculo verde que possui seu receptor círculo verde cortado em V para os neurotransmissores círculos verdes pequenos Figura 10 Esquema das interações neuronais pré e pósganglionares Fonte a Autora UNIDADE 2 53 Ainda pensando nas diferenças entre o sistema simpático e o parassimpático e relacionando isso com as fibras préganglionares pósganglionares e os neurotransmissores é sabido que os neurotransmis sores são diferentes para estes dois sistemas assim como o comprimento destas fibras entre o órgão efetor gânglio e SNC também são diferentes A acetilcolina é comum aos neurônios préganglionares dos sistemas simpático e parassimpático porém só está presente nos neurônios pósganglionares do Parassimpático Cranial Cervical Torácica Lombar Sacral Pupila Constrição Coração Diminui batimento cardiáco Via áerea Constrição dos túbulos brônquicos Fígado Estimula a liberação da bile Vasos sanguíneos Constrição Sistema digestório Estimula a atividade Útero Relaxamento Sistema Urinário Aumenta o débito urinário Pupila Dilata Coração Aumenta batimento cardíaco Via áerea Dilatação dos túbulos brônquicos Glândula sudorípara Estimula a secreção Fígado Aumenta a taxa de conversão de glicogênio em glicose Sistema digestório Diminui a atividade Glândulas adrenais Estimula a produção de adrenalina Útero Estimula o orgasmo Sistema Urinário Relaxa a bexiga Gânglios simpáticos Cervical Torácica Lombar Simpáticos Descrição da Imagem a figura representa dois esquemas que mostram os sistemas nervoso simpático e parassimpático À esquerda temos a representação do sistema nervoso parassimpático e os órgãos sob os quais atua Temos a representação de um cérebro es trutura globosa em cinza de onde parte a medula espinal retângulo longo e estreito amarelo dividida em porção cranial porção do retângulo que sai do encéfalo seguido da porção cervical porção do retângulo contínua à porção cranial porção torácica porção do retângulo contínuo à porção cervical lombar porção do retângulo contínua à porção torácica e sacral porção do retângulo contínua à porção lombar Saindo da porção cranial os neurônios linhas curvas azuis se conectam às pupilas dos olhos fazendo constrição coração diminuindo os batimentos vias aéreas fazendo constrição das vias fígado estimulando a liberação de bile vasos sanguíneos fazendo constrição dos vasos e sistema digestório estimulando o peristaltismo Saindo da porção sacral os neurônios se conectam ao útero estimulando o intumescimento e secreções e sistema urinário contraindo a bexiga À direita temos a representação do sistema nervoso simpático e os órgãos sob os quais atua Temos a representação de um cérebro estrutura globosa em cinza de onde parte a medula espinal retângulo longo e estreito amarelo dividida em porção cervical porção do retângulo contínua à porção cranial seguido da porção torácica porção do retângulo contínuo à porção cervical e lombar porção do retângulo contínua à porção torácica Saindo da porção cervical os neurônios linhas curvas vermelhas se conectam às pupilas dos olhos promovendo a dilatação das pupilas Da porção torácica os neurônios se conectam com o coração aumentando os batimentos vias aéreas fazendo relaxamento das vias glândulas sudoríparas estimulando sua secreção fígado estimulando a produção e liberação de glicose vasos sanguíneos modulando o tônus e sistema digestório diminuindo o peristaltismo Saindo da porção lombar os neurônios se conectam à glândula suprarrenal estimulando a secreção de adrenalina útero estimulando a contração da musculatura lisa e sistema urinário relaxando a bexiga Figura 11 Sistema nervoso simpático e parassimpático e suas vias de atuação UNICESUMAR 54 parassimpático SILVERTHORN 2017 Nos neurônios pósganglionares do simpático o neurotrans missor é a noradrenalina Figura 12 O que seria um neurônio colinérgico e adrenérgico e o que seria um receptor muscarínico e nicotínico que estão interligados por estes neurotransmissores relatados anteriormente Os termos colinérgico e adrenérgico já vimos que se referem ao tipo de neurotransmissor que está alocado na fenda sendo o adrenérgico de adrenalina e noradrenalina e colinérgico que vem do termo colina referência à acetilcolina Já os receptores nicotínicos e muscarínicos referemse à sua estruturação química O receptor nicotínico é ionotrópico de acetilcolina e possui afinidade com a nicotina por isso recebeu este nome Este tipo de receptor está presente nas placas terminais neuromusculares esqueléticos e membrana dos neurônios sendo um receptor responsável pela propagação do estímulo em circuitos nervosos que possuem a acetilcolina como neurotransmissor Já o receptor muscarínico é um receptor metabotrópico de acetilcolina que faz parte da superfamília de receptores chamados de acoplados à proteína G Este receptor possui afinidade com a muscarina e por isso leva este nome Os receptores muscarínicos são proteínas complexas em que quando a acetilcolina se liga a ele temos uma trans dução do sinal que provocará os efeitos de segundo mensageiros como vimos quando estudamos os receptores metabotrópicos CONSTANZO 2012 SISTEMA SIMPÁTICO SISTEMA PARASSIMPÁTICO SNC SNC NEURÔNIO PRÉGANGLIONAR COLINÉRGICO ACh ACh ACh GÂNGLIO GÂNGLIO Receptor colinérgico nicotínico NEURÔNIO PÓSGANGLIONAR COLINÉRGICO NEURÔNIO PÓSGANGLIONAR ADRENÉRGICO NEURÔNIO PÓSGANGLIONAR COLINÉRGICO NA Receptor adrenérgico alfa ou beta TECIDO ALVO TECIDO ALVO Receptor colinérgico muscarínico Receptor colinérgico nicotínico Descrição da Imagem acima temos a representação esquemática do sistema simpático O retângulo rosa representa o sistema nervoso central SNC Dele sai um neurônio préganglionar colinérgico em que o corpo celular deste neurônio estrutura estrelada roxa está inserido no SNC Deste corpo celular parte um axônio curto linha roxa com dilatação terminal que representa o botão terminal Este botão terminal está inserido no gânglio círculo alaranjado Ainda dentro deste gânglio temos o corpo celular do neurônio seguinte mesmo formato e coloração com receptor círculo amarelo cortado em V colinérgico nicotínico Entre o botão terminal e o corpo celular no gânglio temos a fenda sináptica com os neurotransmissores de acetilcolina Ach entre eles círculos pequenos amarelos Este neurônio pósganglionar longo se conecta ao tecido alvo círculo verde por meio de neurotransmissores noradrenalina círculos verdes pequenos por meio dos receptores adrenérgicos alfa ou beta círculo verde cortado em V Abaixo temos a representação esquemática do sistema parassimpático O retângulo rosa representa o sistema nervoso central SNC Dele sai um neurônio prégan glionar colinérgico em que o corpo celular deste neurônio estrutura estrelada roxa está inserido no SNC Deste corpo celular parte um axônio longo linha roxa com dilatação terminal que representa o botão terminal Este botão terminal está inserido no gânglio círculo alaranjado Ainda dentro deste gânglio temos o corpo celular do neurônio seguinte mesmo formato e coloração com receptor círculo amarelo cortado em V colinérgico nicotínico Entre o botão terminal e o corpo celular no gânglio temos a fenda sináptica com os neurotransmissores de acetilcolina Ach entre eles círculos pequenos amarelos Este neurônio pósganglionar curto se conecta ao tecido alvo círculo verde por meio de neurotransmissores acetilcolina círculos amarelos pequenos por meio dos receptores muscarínicos colinérgicos círculo verde cortado em V Figura 12 Representação da inervação simpática e parassimpática Fonte a Autora UNIDADE 2 55 Existem 5 tipos de receptores muscarínicos a Receptor M1 estimulatório presente no estômago por exemplo b Receptor M2 inibitório presente no coração e músculo liso gastrointestinal por exemplo c Receptor M3 estimulatório presente nos vasos e músculos lisos por exemplo d Receptor M4 inibitório presente no SNC por exemplo e Receptor M5 estimulatório presente no SNC por exemplo Diante disso podemos entender que a divisão simpática está mais associada às respostas de estresse do tipo fugaouluta Já o parassimpático está relacionado às funções relativas ao crescimento digestão e armazenamento energético entre outros Embora muitos acreditam serem respostas antagonistas é preciso que fique claro que isso nem sempre acontece Ou seja nem sempre um sistema estimula e outro inibe muitas vezes suas ações estão relacionadas para que uma função possa ser efetivada CONSTANZO 2012 e como exemplo temos o processo da ereção masculina que depende da inte gração dos dois sistemas para promoção deste estímulo Veja na figura 9 a relação entre os sistemas parassimpático e simpático e seus órgãos e estruturas de atuação Por fim vamos finalizar com os sistemas sensoriais O sistema sensorial ou aferente é aquele que traz a informação para o sistema nervoso central a partir de eventos ocorridos nos receptores sen soriais visuais auditivos táteis entre outros Este sistema recebe informações por meio de receptores especializados e as transmite centralmente por uma série de neurônios e transmissões sinápticas do sistema nervoso central As funções deste sistema são a de percepção sensorial manutenção do estado consciente o controle dos movimentos somáticos e a regulação dos órgãos viscerais internos Ou seja tratase de um conjunto de estruturas e processos de captação e interpretação dos estímulos do meio externo ou interno de um organismo GUYTON HALL 2011 Entre as várias modalidades do sistema sensorial que possibilitam a percepção consciente de um estímulo temos por exemplo a sensibilidade visual ou auditiva dolorosa entre outras Em outras mo dalidades a informação sensorial é recebida e processada sem que tenhamos consciência por exemplo a osmolaridade do plasma ou pressão de oxigênio Para integrar esse sistema sensorial temos 3 fatores a serem levados em consideração GUYTON HALL 2011 1 receptores sensoriais proteínas que recebem a informação integrando os estímulos sensoriais ao sistema nervoso Vamos relacionar o vício em nicotina com os receptores nicotínicos Segundo Widmaier 2017 os receptores nicotínicos nas terminações présinápticas nas vias do cérebro explicam o vício de subs tâncias à base de tabaco A nicotina tem tendência a se ligar aos receptores colinérgicos nicotínicos e essa ligação favorece alterações conformacionais e abertura de canais promovendo o influxo de sódio e cálcio Isso leva ao aumento de neurotransmissores PLANETA CRUZ 2005 relacionados ao prazer como a dopamina por exemplo UNICESUMAR 56 2 vias ou circuitos sensoriais vias que transmitem e iniciam o processamento dessa informação recebida pelo receptor 3 centros superiores de integração centros responsáveis pela construção perceptiva Falando um pouco dos receptores que atuam neste sistema podemos dividilos em quatro grandes grupos que ainda podem ser subdivididos com base no tipo de estímulo ao qual estão vinculados Quadro 3 TIPO DE RECEPTOR EXEMPLOS DE ESTÍMULOS QUIMIORRECEPTOR Oxigênio pH Glicose MECANORRECEPTOR BARORRECEPTOR pressão OSMORRECEPTOR estiramento celular Vibração Aceleração Som FOTORRECEPTOR Fótons de luz TERMORRECEPTOR Graus variados de calor Quadro 3 Tipos de receptores e respectivos estímulos Fonte a Autora Logo fica claro que existem receptores diferentes para cada tipo de sensação e cada receptor é específico para uma forma de energia e determinam a natureza dos estímulos A especificidade de um receptor para um determinado tipo de estímulo encontrase basicamente nos mecanismos moleculares envol vidos no processo de transdução GUYTON HALL 2012 Mas e quanto pode durar o estímulo Essa duração está relacionada diretamente à duração do potencial de ação ou seja quanto mais persiste o estímulo mais séries de potenciais de ação serão geradas nos neurônios sensitivos Logo podemos então dividir os receptores em tônicos e fásicos Os receptores tônicos se adaptam lentamente ao estímulo e continuam a transmitir sinais para o SNC durante todo o tempo em que o estímulo persiste por exemplo os barorreceptores e os nociceptores Já os receptores fásicos se adaptam rapidamente ao estímulo ou seja se o estímulo permanece constante eles cessam a sua resposta ex olfatórios alguns táteis GUYTON HALL 2012 Diante disso apresento a você a ação e estímulo dos receptores MECANORECEPTORES de tectam a compressão mecânica ou estiramento do receptor ou dos tecidos adjacentes ao receptor sensibilidade de epiderme audição equilíbrio pressão arterial a TERMORRECEPTORES detectam alterações de temperatura alguns receptores detectam frio outro calor frio e calor b NOCICEPTORES detectam danos que ocorrem nos tecidos sejam danos físicos ou químicos c ELETROMAGNÉTICOS detectam a luz que incide na retina dos olhos visão UNIDADE 2 57 d QUIMIORRECEPTORES detectam gosto na boca o cheiro no nariz o nível de oxigênio no sangue arterial osmolaridade dos líquidos corpóreos concentração de dióxido de carbono e talvez outros fatores que compõem a química do corpo paladar olfato osmolaridade oxigênio e gás carbônico glicose Para fechar esta unidade vamos abordar brevemente sobre a relação entre sistema nervoso e sistema cardiovascular Podemos começar discutindo o motivo do coração ter oscilações de batimentos por exemplo Isso se deve ao ritmo cardíaco que é controlado pelo sistema nervoso simpático e paras simpático já discutido nesta unidade O sistema nervoso atua sobre células marcapasso localizadas no nódulo sinoatrial entre as artérias e os átrios Estas células conseguem se despolarizar sozinhas sem que haja a necessidade da chegada de um potencial de ação Nessas células a permeabilidade ao potássio é reduzida enquanto há aumento na permeabilidade ao sódio Com uma entrada maior de sódio e uma saída mais lenta de potássio a célula atinge seu limiar de despolarização e assim consegue gerar o impulso O sistema nervoso simpático estimula as células permitindo que os processos fisiológicos sejam mais rápidos Por exemplo durante um exercício físico através da noradrenalina o simpático torna a membrana da célula marcapasso mais permeável ao potássio Com a saída mais rápida de potássio a célula retorna ao seu potencial de repouso mais rápido também e isso permite que seja gerado um novo potencial de ação Este evento acelera os batimentos cardíacos Já o sistema nervoso parassimpático por meio da acetilcolina reduz ainda mais a permeabilidade da membrana da célula marcapasso ao potássio Isso gera uma maior lentidão no retorno ao seu potencial de repouso e consequentemente demora mais tempo a desencadear um novo potencial como consequência há redução da frequência cardíaca SILVERTHORN 2017 Vamos então resumir o passo a passo das vias sensoriais 1 Cada receptor é mais sensível a um tipo particular de estímulo 2 Um estímulo acima do limiar desencadeia potenciais de ação em um neurônio sensorial que se projeta ao SNC 3 A intensidade e duração do estímulo são codificadas pelo padrão de potenciais de ação que chegam ao SNC 4 A localização e a modalidade do estímulo são codificadas de acordo com os re ceptores que são ativados pelo tempo de ativação 5 Cada via sensorial projetase em uma região específica do córtex cerebral dedi cada a um campo receptivo particular O cérebro pode então determinar a origem de cada sinal de entrada UNICESUMAR 58 Em toda esta unidade você pôde entender como o sistema nervoso está organizado quais as impli cações anatômicas e fisiológicas de cada sistema em particular e como eles estão interligados Além disso você pôde aprender como uma informação é passada pelo neurônio e como ela é transmitida para outra célula quais receptores e demais componentes atuantes Esse conhecimento é extremamen te necessário porque como você pôde ver no início desta unidade o médico só pode receitar uma medicação específica baseado nesses estudos fisiológicos e ainda assim ocorreram reações adversas Estas reações adversas podem ser explicadas justamente por essa interação entre as porções do siste ma nervoso Você enquanto profissional da saúde pode a partir de todo esse conhecimento auxiliar por exemplo na formulação de uma medicação mais adequada na solicitação de um exame para o conhecimento desses efeitos adversos e suas consequências e até mesmo auxiliar com um tratamento nutricional mais adequado nesses e em outras situações que abrangem este sistema Você sabia que uma pessoa com doença de Alzheimer apresenta falhas na síntese e manutenção da bainha de mielina de porções específicas do SNC o que está diretamente relacionado ao quadro clínico apresentado Tratase de uma neuropatologia que afeta muitos idosos e cerca de 60 a 70 dos casos de demência nos indivíduos com mais de 65 anos é atribuído a essa doença Apesar de ainda não estar totalmente comprovado acreditase haver um componente genético para esta patologia além de uma vertente hereditária já que muitas famílias apresentam diversos membros acometidos pela mesma característica neurofisiológica Vamos falar mais sobre a Doença de Alzheimer sua relação com as células estudadas e metodologias novas de tratamento É só ouvir esse podcast que você poderá conhecer mais sobre esse assunto 59 Agora que você já estudou toda esta unidade tente baseado no mapa mental a seguir fazer uma relação entre os sistemas dividir anatomicamente o sistema nervoso enfatizar os tipos de sinaps es neurotransmissores e receptores Use o modelo de mapa a seguir para te guiar melhor na sua execução Tipos de Neurotransmissores Tipos de Receptores SNC SNP Divisão Anatômica Sistema Nervoso Sinapse Elétrica Química Tipos Celulares Vias aferentes Vias aferentes 60 1 De acordo com a estruturação do sistema nervoso central podemos destacar o encéfalo a medula espinal e do sistema nervoso periférico gânglios e nervos A respeito disso assinale a assertiva a seguir a A substância cinzenta do encéfalo caracterizase por ser preenchida de axônios neuronais e células da glia b Na substância branca do encéfalo podemos observar a presença de corpos celulares neu ronais próximos às células de Schwann já que estas têm como responsabilidade a formação de bainha de mielina c Gânglios e nervos são estruturas encontradas no sistema nervoso periférico Enquanto o primeiro caracterizase por associações esféricas de corpos celulares neuronais mais células satélite os nervos são projeções axonais mais células de Schwann d Os neurônios caracterizamse por apresentarem corpo celular dendritos e axônio Os den dritos são prolongamentos únicos eferentes que se projetam do corpo celular e O axônio é um prolongamento aferente ramificado delgado e longo com dilatações na porção dos dendritos chamadas de botões sinápticos 2 Sintomas como boca seca coração disparado suor excessivo e taquicardia são respostas provenientes do sistema nervoso Estas reações são características de um estado emocional alterado e são controladas sob a ação dos a sistema nervoso autônomo b sistema nervoso somático c sistema nervoso central d nervos do cerebelo e centro nervoso medular 3 Neurotransmissores são agentes facilitadores das sinapses entre neurônios ou entre o neurô nio e células efetoras Sobre eles assinale a alternativa correta a Os neurotransmissores são substâncias químicas que atuam na transmissão do impulso nervoso por sinapse elétrica b Os neurotransmissores são encontrados no botão terminal axonal armazenados em geral em vesículas sinápticas c Os neurotransmissores irão se ligar na membrana da célula vizinha chamada de membrana présináptica pelas junções comunicantes d Os neurotransmissores estão disponíveis para a utilização pelos neurônios sem a necessidade de interação com receptor e Os neurotransmissores uma vez utilizados não podem ser reaproveitados pelo neurônio sendo ativamente descartados 3 Nesta unidade você aprenderá sobre a fisiologia do sistema muscu lar estudando sobre a junção neuromuscular e a síntese de acetil colina principal componente para ativação deste sistema Também poderá entender como são estruturadas as proteínas contráteis musculares e como se dá a contração muscular esquelética graças a esta morfologia proteica E por último você estudará sobre os dois outros tipos de musculatura e suas interações fisiológicas como o músculo liso e suas relações estruturais assim como o músculo cardíaco e a contração desta estrutura Fisiologia do Sistema Muscular Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva UNICESUMAR 62 Você já deve ter enfrentado algumas das seguintes situações ver alguém de que gosta e seu coração disparar sem que você queira ou estar com dores fortes na barriga ou mesmo precisar correr de repente e usar toda sua força para isso Por que será que algumas dessas musculaturas conseguem exercer o movimento independente de sua vonta de e outras você pode controlar conscientemen te Que tipo de transmissão ocorre em cada um desses músculos Será que eles têm estruturas diferenciadas para isso Essas atividades relatadas anteriormente nada mais são do que contrações musculares Claro que se pensarmos em termos de vitalidade no caso do coração por exemplo não podemos controlar quando contrair pois ele precisa ter movimentos rítmicos e independentes de sua vontade para exercer efetivamente sua ação Já se pensarmos numa corrida ou o levantar de um braço esses movimentos sim podemos controlar quando desejarmos O corpo humano na sua complexi dade criou para isso três tipos de musculaturas diferentes que podem exercer tais movimentos cada um dentro de sua especificidade Ainda se pensarmos no processo de contração estruturalmente essas musculaturas são diferentes e também os mecanismos que acionam a contra ção e a forma como esses processos fisiológicos ocorrem são específicos para cada tipo de músculo Reflita sobre o seguinte caso clínico paciente do sexo masculino 5 anos de idade demonstra quedas frequentes dificuldades para subir esca das correr e ao levantarse do chão demonstra a presença do sinal de Gowers paciente usa suas mãos para escalar seu próprio corpo e conseguir se levantar Após diversos exames ficou claro que a criança apresentava Distrofia Muscular de Du chenne Como você poderia relacionar esses sinais com o processo de fisiologia do sistema muscular Será que algum componente proteico está exacer bado ou em falta que possa ter descompensado o sistema muscular e causado tais sinais Com base nisso liste pelo menos uma doença muscu lar que está envolvida com os 3 tipos de muscu latura e escreva no diário de bordo pelo menos uma característica específica de cada uma dessas doenças Além disso tente relacionar essas estru turas e como elas poderiam estar alteradas e serem responsáveis por tal patologia A distrofia muscular de Duchenne é uma pa tologia que afeta meninos numa proporção de um caso em 3500 Tratase de uma anomalia genética que tem relação direta com estruturas que com põem a musculatura Conhecer o comportamento destas estruturas nos permite entender o que pode estar alterado nesta patologia e assim inferir um melhor tratamento e qualidade de vida ao pacien te Esta é apenas uma das doenças musculares que podem acometer o ser humano De forma mais abrangente podemos verificar que várias outras anomalias musculares podem ocorrer tanto como um sinal primário e direto de uma doença como um efeito secundário de uma doença préexis tente Entender como o sistema muscular está organizado permite que muitas destas doenças possam ser previamente diagnosticadas e tratadas e ainda que algumas delas não tenham cura po dese fazer um melhor direcionamento e suporte do indivíduo afetado UNIDADE 3 63 Quando pensamos em sistema muscular é preciso ter em mente que este sistema é composto por 3 diferentes tipos de musculatura A estriada esquelética que fica unida aos ossos e permite movimen tação voluntária a lisa inserida nas vísceras permite o movimento involuntário dos órgãos e por fim a estriada cardíaca específica para o coração Figura 1 Mesmo que compartilhem algumas caracte rísticas como a contração por exemplo diferem entre si em sua anatomia microscópica e fisiologia As musculaturas são compostas por células chamadas de fibras musculares UNICESUMAR 64 Quando se fala de fibra alguns conceitos e nôminas específicas são utilizadas A membrana plasmática de uma fibra é chamada de sarcolema o citoplasma é conhecido como sarcoplasma No sarcoplasma há uma grande quantidade de glicogênio o qual poderá ser usado como reserva energética de glicose Além disso para que a contração ocorra e essas miofibrilas possam exercer seu papel há no sarcoplasma uma grande quantidade de mitocôndrias para o fornecimento de energia na forma de ATP Ainda o retículo endoplasmático é chamado de retículo sarcoplasmático e apresenta uma estruturação um pouco diferente do presente em outras células Agora que você já conhece as características gerais dos três tipos de músculos para facilitar seu entendimento trabalharemos os 3 tipos de musculatura de forma separada sendo primeiramente discutida a fisiologia da musculatura estriada esquelética Músculo Estriado Esquelético Músculo Estriado Cardíaco Músculo Liso Descrição da Imagem a figura representa em sua parte superior e da esquerda para direita os três principais tipos de músculos do sistema muscular estriado esquelético estriado cardíaco e liso enquanto que na parte inferior estão representadas as células que fazem parte desses tecidos respectivamente À esquerda está representada a musculatura esquelética do braço em que podemos observar que as fibras bastões vermelhos aparecem empilhadas com núcleos círculos azuis inseridos na periferia destas fibras No centro da figura temos a representação esquemática da musculatura do coração em que as fibras estão interconectadas e os núcleos estão centralizados nas fibras À direita temos a representação da musculatura lisa do intestino em que as fibras apresentam aspecto fusiforme cada uma com seu núcleo único Figura 1 Tipos de músculos UNIDADE 3 65 As fibras musculares esqueléticas são consideradas sincícios pois vem da fusão de mais de 200 células conhecidas como mioblastos Durante a formação do tecido muscular estriado esquelético as células musculares primitivas os mioblastos cada um com um núcleo único fundem seus citoplasmas formando um sincício multinucleado composto de citoplasma único e inúmeros núcleos periféricos Figura 2 Por esta razão as fibras podem ter desde milímetros até chegar a um metro de comprimento As fibras de cada músculo se organizam paralelamente umas às outras e cada uma das fibras muscu lares fica envolvida por um tecido conjuntivo rico em fibras reticulares chamado de endomísio Estas fibras são posicionadas paralelamente cada uma com seu endomísio se agrupam ficando envoltas por um tecido conjuntivo mais espesso o perimísio formando um feixe ou fascículo E por fim esses feixes se agrupam e ficam novamente envoltos por tecido conjuntivo mas agora o epimísio formando então o músculo Figura 3 CONSTANZO 2012 Núcleo Sarcolema Mitocôndria Miofbrila Descrição da Imagem a imagem mostra uma fibra muscular tubo rosa com estruturas importantes como os núcleos quatro es truturas ovaladas marrons aderidas na fibra o sarcolema camada envolvente por toda a fibra e mitocôndrias círculos vermelhos escuros na face frontal da fibra Além disso desta fibra parte um tubo interno que representa a miofibrila Figura 2 Fibra muscular estriada esquelética UNICESUMAR 66 Uma outra característica muito importante é que a fibra esquelética é estriada e essas estriações nada mais são que proteínas contráteis organizadas contidas no citoplasma destas células em forma de filamentos CONSTANZO 2012 Na microscopia óptica podese observar que esses filamentos or ganizados geram um padrão repetido de bandas claras e escuras alternadas chamadas de sarcômeros Os sarcômeros são unidades funcionais básicas de uma miofibrila que são elementos contráteis do músculo esquelético Na fibra muscular esquelética o retículo sarcoplasmático fica na periferia como uma espécie de rede de túbulos longitudinais conectados por túbulos transversais os túbulos T CONSTANZO 2014 Nesse retículo há uma alta concentração de canais de cálcio que são essenciais para que a contração ocorra Figura 4 Núcleo Endomísio Perimísio Epimísio Osso Miofbrila Sarcolema Fascículo Vaso Sanguíneo Tendão Descrição da Imagem temos a representação do osso estrutura tubular amarelada Inserido nesse osso temos o músculo e este se conecta pelo tendão faixa cinza conectada entra a parte globosa e arredondada do osso e o músculo O músculo está apresentado como uma estrutura tubular avermelhada envolta por uma camada fina que representa o epimísio com corte transversal que pos sibilita mostrar as estruturas que fazem parte desse tipo de músculo Projetado do corte para a esquerda está demonstrado um dos fascículos vistos pelo corte Envolvendo esses fascículos um contorno rosado representa o perimísio Compondo o fascículo temos círculos menores e um deles mais estreito se projeta do fascículo projetado as fibras musculares cada uma envolta por uma camada de endomísio Projetado dessa fibra muscular temos um outro tubo ainda mais estreito que representa a miofibrila Inseridos nos músculos temos ainda os vasos sanguíneos círculos diminutos vermelhos e azuis Figura 3 Ilustração da organização muscular em fibra fascículo e músculo e suas camadas envolvidas UNIDADE 3 67 Como mencionado anteriormente as miofibrilas são nada mais que filamentos de proteínas contráteis Estas proteínas estão morfologicamente classificadas como filamentos proteicos de espessura grossa e fina chamados miofilamentos Os miofilamentos finos são a actina a tropomiosina e a troponina A actina é composta de monômeros organizados em uma estrutura em dupla hélice longa no qual a tropomiosina se enrola A tropomiosina por sua vez é formada de dois filamentos finos entrelaçados e se prende no filamento de actina pelas troponinas As troponinas são um complexo de três porções Miofbrila Disco Z Tríade do retículo Banda A Zona H Linha M Banda I Disco Z Sarcolema Cisterna terminal Túbulo transverso Túbulo transverso Mitocôndria Retículo sarcoplasmático Sarcotúbulos Descrição da Imagem temos a representação esquemática de um músculo com 6 fibras dispostas verticalmente 6 tubos vermelhos verticais Ao redor destas fibras temos o retículo sarcoplasmático rede de pequenos túbulos amarelos em volta das 6 fibras Na periferia do retículo mostradas à direita ficam as mitocôndrias estruturas globosas róseas Figura 4 Organização estrutural das fibras e seus componentes celulares UNICESUMAR 68 a troponina I TnI que permite a interação entre a actina e o filamento grosso de miosina a tropo nina C TnC que serve de sítio de ligação ao cálcio e a troponina T TnT que se liga efetivamente à tropomiosina Figura 5 Já no miofilamento grosso a molécula fundamental é a miosina dividida em dois filamentos um pesado que produz regiões globulares também conhecidas como cabeças de miosina que faz inte rações com a actina por meio do sítio da actina e com ATP por meio do seu sítio e o filamento leve formado de cadeias de fibras contorcidas em forma de hélice conhecidas como caudas de miosina Figura 5 GUYTON HALL 2011 Cada filamento grosso está circundado por seis filamentos finos Cada repetição do padrão é con siderada um sarcômero e como já vimos uma unidade contrátil da miofibrila composto pelos seguintes elementos disco Z banda I banda A zona H linha M titina Figura 6 e nebulina SIL VERTHORN 2017 Troponina I Troponina T Troponina C Cabeça Pescoço Actina αtropomiosina Proteína C de ligação à miosina Filamento grosso Titina Cadeia leve de miosina Cadeia leve de regulação da miosina Cadeia β pesada de miosina Filamento grosso Descrição da Imagem a figura representa os filamentos finos e grossos do sarcômero Acima temos a representação do filamento fino em que a actina é representada por círculos amarelos dispostos em duas fileiras entrelaçadas Aderidas a estas fileiras temos a tropomiosina fio preto enrolado no filamento de actina e as troponinas colocadas em alguns pontos ao longo do filamento de actina As troponinas são caracterizadas como 3 círculos coloridos sendo um diminuto amarelo troponina C um círculo de tamanho médio troponina T e um círculo maior verde troponina I Círculos enfileirados verdes miosina C conectam o filamento fino no filamento grosso este representado por um tubo vermelho caudas de miosina com cabeças livres estruturas que se parecem com tacos de beisebol Figura 5 Filamentos de actina e miosina tropomiosina e complexo de troponina UNIDADE 3 69 Músculo Filamento grosso de miosina flamento grosso de miosina Filamento fno de actina flamento fno de actina Filamento elástico de titina Disco Z Linha M Linha M Disco Z Disco Z Disco Z Banda I Banda I Banda A Zona H Miofbrila Sarcômero Descrição da Imagem acima temos uma imagem didática de um músculo estrutura em forma de folha rosa dela parte uma seta que amplia a estrutura funcional interna o sarcômero representado por uma sequência de linhas na horizontal cortada por linhas nas extremidades em sentido vertical Apresentase nas duas extremidades dois pares de linhas verticais pretas disco Z Internamente a essas linhas verticais temos quatro linhas horizontais em hélice azuis que representam os filamentos de actina interligados por tubos também horizontais vermelhos que representam os filamentos de miosina Em associação aos discos Z temos estruturas em hélice que são os filamentos elásticos de titina Abaixo temos a miofibrila tubo rosa com o sarcômero inserido nela em que o disco Z se encontra inserido na banda I e os filamentos de actina e miosina a banda A Figura 6 Representação do sarcômero unidade funcional de contração muscular UNICESUMAR 70 Um sarcômero é formado por dois discos Z com os filamentos que os inter põem São estruturas proteicas em ziguezague para a ancoragem dos filamentos finos A banda I é a banda de coloração mais clara do sarcômero sendo a região ocupada apenas pelos filamentos finos Um disco Z atravessa o centro de cada banda I sendo que cada metade de uma banda I é pertencente a um sarcômero diferente A banda A é a banda mais escura do sarcômero e engloba todo o filamento grosso sendo que nas laterais da banda A os filamentos finos e gros sos estão sobrepostos Já o centro da banda A é ocupado apenas pelo filamento grosso Já a zona H é a região central e clara da banda A ocupada apenas pelos filamentos grossos E por fim a linha M é composta por proteínas que formam o sítio de ancoragem dos filamentos grossos sendo equivalente ao disco Z para os filamentos finos Cada linha M divide uma banda A ao meio O alinhamento adequado dos filamentos dentro de um sarcômero só é possível graças à titina e à nebulina A titina é uma molécula elástica grande com cerca de 25 mil aminoácidos que se estende de um disco Z até a linha M vizinha Ela apresenta duas funções estabilizar a posição dos filamentos contráteis e fazer os músculos estriados retornarem ao seu comprimento de repouso Esta molécula é auxilia da pela nebulina que acompanha os filamentos finos e se prende ao disco Z auxiliando no alinhamento dos filamentos de actina SILVERTHORN 2017 A geração da contração muscular se deve à interação dos sarcômeros entre si seguindo alguns passos Primeiramente devem ocorrer alguns eventos na chamada junção neuromuscular que veremos a seguir convertendo o sinal químico acetilcolina liberada no neurônio em sinal elétrico na fibra Após isso potenciais de ação musculares produzirão um sinal de cálcio que ativará a contração E por fim a nível molecular o processo contraçãorelaxamento será promovido pelo deslizamento dos filamentos Vamos então conhecer melhor esse processo Como estudou na unidade anterior os neurônios exercem um papel essencial na contração muscular estimulando a fibra muscular O músculo esquelético é inervado por nervos motores ou eferentes do sistema nervoso periférico que se originam da medula espinal sendo que cada nervo pode inervar de três a mais de 150 fibras musculares Essa interação entre neurônio e fibra muscular é conhecida como junção neuromuscular ou junção mioneural GUYTON HALL 2011 Figura 7 Para que ocorra essa interação os nervos se ramificam com saída das ter minações nervosas dos locais do axônio no qual não existe bainha de mielina e atingem o perimísio Esses ramos quando entram em contato com a superfície extracelular se invaginam formando uma estrutura chamada a placa motora A placa motora é isolada do LEC por meio de uma ou mais células de Schwann GUYTON HALL 2011 UNIDADE 3 71 Fibras musculares esqueléticas Núcleos da fbra muscular Axônio do neurônio motor Junções neuromusculares Descrição da Imagem temos as fibras musculares tubos vermelhos horizontais e paralelos entre si com núcleos círculos pequenos roxos e aderidos perifericamente às fibras inervadas pelo neurônio motor filamento roxo com ramificações terminais que se ligam nas fibras formando as junções neuromusculares Figura 7 Células do Músculo estriado esquelético e neurônio motor em uma unidade motora Já ouviu falar em botulismo Bom o botulismo é uma doença neuroparalítica grave causada pela ação de uma toxina produzida pelo Clostridium botulinum A toxina age nas vesículas sinápticas impedindo a liberação de acetilcolina na junção neuromuscular levando à paralisia da fibra muscu lar A inibição présináptica afeta tanto os receptores colinérgicos autônomos quanto os motores e essa interrupção de neurotransmissão tem caráter irreversível causando paralisia flácida dos nervos cranianos e da musculatura esquelética UNICESUMAR 72 Quando o impulso vindo do neurônio motor alcança a junção neuromuscular as vesículas présináp ticas liberam acetilcolina Ach na junção A Ach se liga aos receptores póssinápticos do sarcolema da fibra muscular e isso faz com que haja um influxo de sódio despolarizando a célula ou seja desenca deando um potencial de ação muscular Esse potencial se propaga pela membrana sarcoplasmática e também pelos túbulos T elemento que conduz o potencial de ação para o interior da fibra muscular promovendo uma alteração no receptor de DHP receptor diidropiridina Isso causa a abertura dos canais de cálcio do retículo sarcoplasmático promovendo a entrada de cálcio no sarcoplasma O cálcio então se liga à troponina permitindo a ligação entre actina e miosina formando uma ponte cruzada As cabeças da miosina além de possuir o sítio para o ATP possui uma enzima ATPase que é responsável por decompor o ATP em difosfato de adenosina e um grupo fosfato ADPPi Em resumo esse mecanismo de deslizamento dos filamentos é possível pelos movimentos das pontes cruzadas que movem os filamentos finos em direção ao centro do sarcômero WIDMAIER et al 2017 Esse deslizamento ocorre em etapa que 1 ocorre a hidrólise do ATP que orienta a cabeça da miosina 2 ocorre a fixação da ponte cruzada e a liberação do grupo fosfato 3 ocorre o movimento de força que libera o ADP Figura 8 produzindo tensão no filamento fino e com isso o encurtamento do sarcômero TORTORA NIELSEN 2019 UNIDADE 3 73 Para que esse ciclo se repita precisa haver o rompimento das pontes cruzadas A liberação da ponte cruzada ocorre após a ligação de uma nova molécula de ATP ao seu sítio na miosina Nesse momento o ATP não é clivado e com isso não atua como fonte de energia e sim como modulador da cabeça da miosina de modo que enfraquece a sua ligação com a actina WIDMAIER et al 2017 A clivagem do ATP sim estabelece o início de um novo ciclo de ponte cruzada ADP P ADP P P ADP ADP 90 45 ATP ATP 2 Ca Legenda 2 A cabeça da miosina ligase à actina formando uma ponte cruzada 3 A cabeça da miosina roda tracionando o flamento fno além do flamento espesso em direção ao centro do sarcômero movimento de força 1 A cabeça da miosina hidrolisa o ATP e tornase energizada e orientada 4 À medida que a cabeça da miosina se liga ao ATP a ponte cruzada se desprende da actina 1 2 3 4 Descrição da Imagem a imagem destaca 4 etapas do processo de contração em que o filamento de actina está representado por hélice de proteínas globulares amarelas com inserções de proteínas auxiliares troponina e tropomiosina e o cálcio círculo roxo O filamento de miosina está representado por um tubo rosa de onde parte uma estrutura semelhante a um taco de golfe A cabeça da miosina estrutura de taco de golfe hidrolisa o ATP formando ADP e Pi orientando em 90º a cabeça da miosina ficando energizada e orientada 1 A cabeça de miosina consegue então se ligar à actina fazendo uma ponte cruzada 2 Isso faz com que a cabeça da miosina rode tracionando 0 filamento de actina para além do filamento de miosina ou seja movimentando a actina para frente em direção ao centro do sarcômero 3 À medida que a cabeça da miosina se liga ao ATP a ponte cruzada se desprende 4 liberando a actina e reiniciando o ciclo Figura 8 Etapas do encurtamento do sarcômero Fonte Tortora e Nielsen 2019 p 314 UNICESUMAR 74 A contração termina com o bombeamento do cálcio de volta ao retículo por meio da bomba de cálcio A redução do cálcio citosólico livre desfaz a ligação entre o cálcio e a troponina SILVERTHORN 2017 Quando as cabeças de miosina são liberadas a tropomiosina volta a recobrir o sítio de ligação da miosina na actina e os elementos elásticos puxam de volta os filamentos para a posição de repouso e a fibra muscular relaxa Figura 9 Quando uma pessoa morre alterações bioquímicas musculares ocorrem que levam ao que cha mamos de rigidez cadavérica ou rigor mortis Esse fenômeno ocorre de duas a quatro horas após a morte iniciase um processo de perda de ATP que é necessário para separar as pontes cruzadas e os filamentos de actina durante o processo de relaxamento Isso faz com que os músculos per maneçam rígidos Por ocasião do óbito a concentração de cálcio no citosol aumenta permitindo a ligação entre actina e miosina A ligação só é desfeita na presença de ATP e como o ATP não está mais disponível após o óbito actina e miosina II permanecem ligadas resultando na condição de rigidez dos músculos Se a contração muscular é resultado da liberação de Ca2 armazenado no retículo sarcoplasmático a contração termina e o relaxamento se inicia quando o Ca2 é bombeado de volta ao retículo por meio do transporte ativo bomba de Ca2 UNIDADE 3 75 Terminal axonal Ach Vesículas sinápticas Célula sináptica Túbulo T Membrana plasmática Liberação de Ach Receptores de acetilcolina Potencial de ação Retículo sarcoplasmático Liberação de cálcio Canal de cálcio para troponina Troponina Actina Tropomiosina Potencia Movimento do flamento de actina Remoção de cálcio por transporte ativo Filamento fno de actina Filamento grosso de miosina A cabeça da miosina é energizada novamente armado ADP e Pi são liberados ADP ADP Pi Pi ATP Descrição da Imagem o neurônio motor tubo amarelo com dilatação terminal contém a placa motora dilatação terminal e em seu interior vesículas sinápticas contendo acetilcolina círculos amarelos com pontos vermelhos internamente Nas extremidades dessa dilatação as vesículas se fundem com a membrana desta placa liberando acetilcolina na fenda da junção neuromuscular Esta fenda está representada pelo espaço entre o botão terminal do neurônio e o músculo quadrado róseo Na membrana do músculo na por ção em contato indireto com o botão terminal do neurônio estão esquematizados os receptores de acetilcolina retângulos pequenos azuis Quando estes recebem a acetilcolina isso estimula os túbulos T túbulos amarelos transversais ao músculo a gerar um potencial de ação setas azuis que são encaminhadas ao retículo sarcoplasmático rede verde Na membrana do retículo temos canais de cálcio retângulos verdes que quando ligados aos íons cálcio círculos diminutos rosas liberamos e estes se ligam à troponina dos filamentos finos troponina está representada por círculos vermelhos que se interpõe nos filamentos amarelos de tropomiosina e filamentos azuis de actina Isso faz com que os filamentos de miosina ao receber energia por meio da hidrólise do ATP se liguem aos filamentos de actina movendoo O inverso ocorre no relaxamento em que os cálcios são removidos por transporte ativo e encaminhados de volta ao retículo e isso faz com que haja a sobreposição da tropomiosina sobre a actina que bloqueia o sítio da miosina na actina Figura 9 Sinapse e contração muscular UNICESUMAR 76 Esse processo complexo de contração permite então que os músculos esqueléticos sejam classificados de acordo com a velocidade de contração e resistência à fadiga As fibras oxidativas de contração lenta ou tipo 1 Quadro 1 são pequenas vermelhas e com muitas mitocôndrias A contração se faz de forma espasmódica única e breve e lenta com grande resistência à fadiga Portanto a musculatura com este tipo de fibra é adaptada à contração lenta e prolongada sendo encontrada nos músculos dos membros e espinha dorsal Podemos citar os músculos de atletas de alta resistência e corredores de maratonas que fazem exercícios de longa duração Já as fibras do tipo 2A ou fibras glicolíticasoxidativas rápidas Quadro 1 são fibras de tamanho médio branca e com muitas mitocôndrias e glicogênio A contração é espasmódica rápida e fadiga mais rapidamente São representados por movimentos rápidos em que a velocidade de contração e tensão é 3 a 5 vezes maior comparada às fibras lentas exemplificados na musculatura de corredores de 400m e 800m ou nadadores de distâncias médias E por fim temos as fibras tipo 2X ou fibras glicolíticas rápidas Quadro 1 compostas por fibras grandes de coloração rosada com menor número de mitocôndrias fazendo contração espasmódica rápida propensa à fadiga Essa musculatura exerce a contração de movimentos finos e precisos como os exercidos pelos músculos extraoculares e dos dedos ou os músculos usados pelos corredores de curta distância e levantadores de peso SILVERTHORN 2017 CARACTERÍSTICAS OXIDATIVA LENTA MÚSCULO VERME LHO TIPO 1 OXIDATIVAGLICOLÍ TICA RÁPIDA MÚSCULO VERME LHO TIPO 2A GLICOLÍTICA RÁPIDA MÚSCULO BRANCO TIPO 2X VELOCIDADE DE TEN SÃO MÁXIMA Mais lenta Intermediária Mais rápida DIÂMETRO Pequeno Médio Grande DURAÇÃO DA CON TRAÇÃO Mais longa Curta Curta ATIVIDADE DO CÁLCIO DO RETÍCULO Moderada Alta Alta Caro aluno eis aqui uma oportunidade de ver uma simulação da con tração muscular com a atuação de todos os elementos do sarcômero inclusive Para acessar use seu leitor de QR Code UNIDADE 3 77 RESISTÊNCIA Resistente à fadiga Resistente à fadiga Pouco resistente à fa diga USO Manutenção da pos tura Locomoção Movimentos finos e rápidos METABOLISMO Oxidativo e aeróbico Glicolítico Glicolítico MITOCÔNDRIAS Numerosas Moderada Poucas COR Vermelhoescuro Vermelho Claro Quadro 1 Descrição das características pertinentes às fibras oxidativa lenta oxidativa glicolíticarápida e glicolítica rápida Fonte a Autora A musculatura estriada esquelética possui capacidade de produzir níveis bem altos de força quando estimulada No entanto caso haja uma dificuldade de manter o rendimento durante o exercício físico moderado e prolongado isso gera a fadiga muscular A fadiga nada mais é que um mecanis mo de proteção contra possíveis efeitos deletérios da integridade da fibra muscular esquelética Acreditase que a fadiga possa estar relacionada com a hipoglicemia já que a glicose e a oxidação de carboidratos diminuem A nutrição é essencial na fadiga com a reposição hidroeletrolítica dos estoques de substratos energéticos e suprimento de compostos facilitadores de reações ergogêni cas ou de remoção de metabólitos A ingestão exógena de creatina tem se mostrado muito eficaz assim como reposição das reservas de glicogênio pós atividade física É preciso ter em mente que mesmo quando você está em repouso seu músculo está sob tensão o chamado tônus muscular Esses tônus resultam da baixa frequência de impulsos nervosos vindos da medula espinal Estes impulsos são controlados em parte por sinais transmitidos pelo cérebro para o motoneurônio anterior da medula espinal e em parte por sinais originados no fuso muscular do próprio músculo Outro ponto relevante a ser discutido é a fadiga muscular contrações muscu lares fortes especialmente em atletas Foi verificado que a fadiga aumenta com a intensidade de depleção de glicogênio muscular Isso se deve pela incapacidade contrátil e o processo metabólico das fibras musculares em continuar a manter a contração UNICESUMAR 78 Um outro tipo de musculatura estriada é a musculatura cardíaca As fibras podem ser chamadas de miócitos apresentando núcleo central uni ou binucleadas com muitas mitocôndrias e com estriações transversais Figura 10 SILVERTHORN 2017 Estas células estão interconectadas formando tramas ou uma espécie de treliça A contração exercida é involuntária rápida e com muita força Uma outra característica bem marcante é a presença dos chamados discos intercalares os quais são pontos de fixação entre os miócitos vizinhos compostos de SILVERTHORN 2017 1 Zônula de adesão ancoragem dos filamentos de actina ao sarcolema 2 Desmossomos união das fibras reforçando a zônula de adesão 3 Junções comunicantes continuidade iônica entre as fibras No músculo cardíaco o potencial de ação que inicia a excitaçãocontração é originado espontanea mente nas células marcapasso do coração e se espalham para as células contráteis do miocárdio por meio das junções comunicantes O processo de contração da musculatura cardíaca se faz por meio da Núcleos Discos intercalares Descrição da Imagem foto de um tecido muscular cardíaco em que as fibras estão representadas por faixas rosas interconectadas com núcleos mais arroxeados ao longo destas fibras Em alguns pontos destacamse linhas transversais de cor roxa clara que são representações dos discos intercalares Figura 10 Imagem histológica da musculatura cardíaca passagem de íons rapidamente entre as células fazendo com que todas se contraiam praticamente ao mesmo tempo atuando como sincício SILVERTHORN 2017 Embora a maior parte do Casup2sup que inicia a contração do músculo cardíaco seja proveniente do retículo sarcoplasmático diferente do observado no músculo esquelético nas células do músculo cardíaco o processo depende do movimento do Casup2sup extracellular para dentro do citosol Figura 11 A restauração da concentração citosólica de Casup2sup a seu valor de repouso original extremamente baixo leva ao fim da contração Essa restauração ocorre por meio da ativação de bombas de Casup2sup ATPase ativas primárias no retículo sarcoplasmático e sarcolema e por contratransportadores de NasupsupCasup2sup no sarcolema WIDMAIER et al 2017 Figura 11 Processo de excitaçãocontração da musculatura cardíaca Fonte Widmaier et al 2017 p 302 Descrição da Imagem a imagem ilustra o processo de excitaçãocontração da musculatura cardíaca Evidenciase a célula cardíaca com a membrana cardíaca imagem lipoidesa estruturas circulares amarelas em que se distribuem proteínas de transporte de esquerda para direita vimentina proteína de ATP alandrina proteína de potássio Ksupsup proteína de sódio Nasupsup proteína de cálcio Casup2sup a membrana é despolarizada ao entrar Casup2sup 1 a despolarização da célula ligase aos canais de sódio 2 a despolarização acaba ligandose a 3 a despolarização e 4 Casup2sup fluir para dentro do citosol elevando a concentração do Casup2sup 5 a ligação do Casup2sup à troponina expõe os locais de ligação das pontes cruzadas nos filamentos grossos 6 O ciclo das pontes cruzadas produz geração de força e deslocamento dos filamentos espessos e finos 7 As bombas de Casup2sup ATPase retornam Casup2sup ao retículo sarcoplasmático 8 As bombas de Casup2sup ATPase e também os transportes de NasupsupCasup2sup não mostrados levam a um potencial de ação 9 A membrana é repolarizada com a saída de Ksupsup no final do potencial de ação UNICESUMAR 80 Quem modula a quantidade de Ca2 liberada são os hormônios e também os neurotransmissores do sistema nervoso autônomo fazendo com que exista uma variação na força de contração do músculo cardíaco Quando um indivíduo está em repouso por exemplo a quantidade de Ca2 que entra no citosol durante uma única contração espasmódica do músculo cardíaco é apenas suficiente para expor cerca de 30 dos locais de fixação das pontes cruzadas sobre os filamentos finos WIDMAIER et al 2017 Sei que você ficou curiosoa para saber como a contração e relaxamento do músculo cardíaco atua no enchimento e esvaziamento do coração mas aguarde pois uma melhor compreensão deste processo será abordada na unidade em que será trabalhado o sistema cardiovascular certo Agora que você já estudou sobre a musculatura esquelética e cardíaca vamos finalizar nosso estudo com a musculatura lisa As fibras que compõem essa musculatura apresentamse fusiforme com extremidades afiladas núcleo central e sem estriações transversais Figura 12 Além disso têm poucas mitocôndrias e podem ou não estar interconectadas por junções comunicantes Sua contração é involuntária lenta e de pouca força ou seja baixo gasto energético sinapse fbra nervosa MÚSCULO LISO MULTIUNITÁRIO varicosidades MÚSCULO LISO UNITÁRIO fbra nervosa Descrição da Imagem a imagem ilustra as células musculares multiunitárias acima e unitários abaixo No multiunitário temos as células em rosa com núcleos em roxo conectadas aos neurônios fazendo sinapse No músculo unitário podemos ver que a fibra nervosa apresenta varicosidades conectados a essa fibra Figura 12 Inervação do músculo liso multiunitário e unitário UNIDADE 3 81 Esse tipo de musculatura pode ser categorizado segundo sua localização e nesse quesito podemos dividilo em músculo liso vascular nas paredes dos vasos gastrintestinal nas paredes do tubo digestivo respiratório nas vias aéreas reprodutivo e ocular Também podemos usar como parâmetro a contração sendo que temos os lisos fásicos que são os que sofrem ciclos de contração e relaxamento e os lisos tônicos que mantêm um certo nível de tônus por exemplo os esfíncteres E por último podemos categorizar segundo o modo de comunicação entre as células vizinhas Figura 12 sendo que existem os lisos unitários em que as células estão conectadas por junções comunicantes e se contraem como uma unidade única e os multiunitários que não estão ligados eletricamente e cada célula funciona de forma independente GUYTON HALL 2011 Alguns pontos devem ser levados em consideração quando falamos em músculo liso e estas ca racterísticas estão listadas a seguir GUYTON HALL 2011 1 em um mesmo órgão as camadas de músculo liso podem estar dispostas em várias direções 2 a contração e relaxamento é bem mais lenta do que a encontrada nos músculos estriados es quelético e cardíaco 3 utiliza menos energia para gerar e manter um certo grau de tensão 4 pode manter as contrações por longos períodos sem fadigar 5 os elementos contráteis não estão organizados em sarcômeros 6 a contração pode ser iniciada por sinais elétricos eou químicos angiotensina II vasopressina e tromboxano A 7 tem controle pelo sistema nervoso autônomo diferente do esquelético que é controlado pela divisão motora somática 8 não apresenta placas motoras sendo que os receptores são encontrados por toda superfície celular e o neurotransmissor é liberado pelas varicosidades do neurônio autonômico e se di funde pela superfície celular até achar um receptor 9 o cálcio necessário para a contração vem do retículo sarcoplasmático mas também do líquido extracelular e inicia uma cascata que termina com a fosforilação da miosina sendo que não há troponina na musculatura lisa Uma outra característica a ser levada em consideração é que as células lisas apresentam retículo sarco plasmático sem a presença dos túbulos T No entanto possuem alguns componentes especiais como os corpos densos e as cavéolas Os corpos densos apoiam os miofilamentos contráteis em rede no citoplasma e na membrana plasmática Já as cavéolas são depressões no sarcolema responsáveis pelo transporte por pinocitose do cálcio necessários à contração Figura 13 SILVERTHORN 2017 UNICESUMAR 82 Filamento intermediário Corpos densos Núcleo Filamento fno Filamento fno RELAXADO CONTRAÍDO Descrição da Imagem à esquerda temos uma célula muscular lisa no estado de repouso de formato fusiforme e coloração rósea evidenciando o núcleo central círculo roxo pequeno ao centro da fibra Pontos vermelhos ao longo da célula representam corpos densos que conectam só filamentos entre si linhas em forma de teia interconectadas pelos corpos densos e ao redor da fibra À direita temos uma célula muscular no estado contraído em que aparece de tamanho menor e levemente arredondada Figura 13 Célula muscular lisa UNIDADE 3 83 Vejamos como o músculo liso não apresenta a proteína de ligação do Ca2 a troponina a tropomio sina não bloqueia a ponte cruzada Então de forma simplificada podemos dizer que o que estimula a contração é a própria entrada de cálcio que ligase à calmodulina uma enzima que fosforila a miosina WIDMAIER et al 2017 A seguir temos um esquema que resume a contração lisa Se pensarmos que o músculo liso está presente nos sistemas internos como cardiovascular e digestivo por exemplo implica dizer que esse conteúdo será novamente abordado nas unidades a seguir quando tratarmos destes sistemas Entrada de cálcio no sarcoplasma eou liberação de cálcio do retículo Cálcio se combina com a calmodulina Este complexo calmodulinacálcio ativa a cinase da miosina MLCK A cabeça da miosina fca fosforilada A cabeça da miosina se liga ao flamento de actina Contração Descrição da Imagem a figura representa um fluxograma na vertical em que os quadros representam as etapas do processo de con tração da musculatura lisa e as setas que estão sempre apontadas para baixo representam o sentido do processo De cima para baixo está demonstrada a entrada de cálcio no sarcoplasma eou a liberação de cálcio no retículo fazem com que o cálcio se combine com a calmodulina Este complexo cálciocalmodulina ativa a cinase miosina MLCK fazendo com que a cabeça da miosina fique fosforilada e permitindo sua ligação ao filamento de actina promovendo então a contração Figura 14 Esquema do processo de contração da musculatura lisa Fonte a Autora UNICESUMAR 84 Durante a leitura deste tema você deve ter entendido o quão complexo é o sistema muscular Ape sar de serem apenas 3 tipos diferentes de músculo cada um apresenta uma composição específica e uma fisiologia diferente e isso implica diretamente no seu funcionamento dentro dos sistemas onde está inserido Compreender o sistema muscular permite que possamos entender o papel da distrofina cuja produção defeituosa gera a distrofia muscular de Duchenne por exemplo em que há sintomas como perda da marcha fraqueza muscular escoliose insuficiência cardíaca etc relacionados diretamente com alterações de componentes da fibra muscular responsáveis pela contração Além disso o enten dimento do comportamento da musculatura nos permite buscar uma melhor qualidade de vida do ser humano e nos faz entender como este sistema está ligado diretamente a outros sistemas como por exemplo o sistema nervoso O tão conhecido botox usado para diversos procedimentos estéticos e também procedimentos terapêuticos teve sua descoberta a partir de sinais causados quando o homem era infectado pelo Clostridium botulinum Este Clostridium possui uma toxina botulínica em que cerca de uma grama pode matar cerca de 30 milhões de camundongos Imagine então seus efeitos no homem Essa toxina impede a liberação de acetilcolina causando náuseas vômitos e dores abdominais que po dem preceder ou suceder a paralisia Desta paralisação pode gerar uma evolução levando à morte devido à paralisia dos músculos respiratórios A partir destes conhecimentos hoje utilizamos essa mesma toxina em concentrações específicas para controlar o movimento de algumas musculaturas específicas e assim evitar as tão conhecidas rugas ou linhas de expressão Além disso também têm sido usadas para fins terapêuticos em casos de Parkinson por exemplo Quer saber mais sobre o botox a toxina botulínica e seus efeitos Então ouça esse podcast e aprenda um pouquinho mais sobre este tema 85 Agora que você já leu toda esta unidade faça o seguinte construa um mapa mental usando como base o que está apresentado abaixo enfatizando as principais características que cercam os 3 tipos de musculatura encontrados no nosso corpo TIPOS DE MUSCULATURA Estriada Esquelética Estriada Cardíaca Lisa Tipo de célula Tipo de contração Componentes celulares envolvidos 86 1 As fibras musculares são estruturas componentes do tecido muscular que aparecem em diversos órgãos humanos por exemplo na língua intestino e coração Diversas são as carac terísticas que podem diferilas entre si e isso garante a individualidade de cada tecido Com base nisso assinale a alternativa correta a Uma fibra estriada cardíaca apresenta como característica as mesmas evidenciadas no músculo estriado esquelético apenas diferenciando pela presença de discos intercalares b O músculo liso apresenta contração rápida e involuntária Suas fibras são como células típicas de formato fusiforme e núcleo central encontradas na maioria dos órgãos digestivos c O filamento de actina é formado de dois filamentos globulares que se entrelaçam e estão envolvidos por troponina também dupla porém filamentosa Unindo filamento de actina temos a tropomiosina formada de três subunidades globulares d O músculo estriado pode ser visceral ou esquelético Ambos se caracterizam por fibras musculares multinucleadas com núcleos achatados na periferia e grande quantidade de sobreposição de actina e miosina e Ambas musculaturas cardíaca lisa e esquelética podem ser consideradas sincícios celulares por terem a mesma origem a partir da fusão de mioblastos originando fibras musculares multinucleadas 2 A musculatura cardíaca apresenta algumas especificidades que a capacita a realizar suas funções Sobre este tipo de músculo assinale a alternativa correta a tratase de um sincício de células multinucleadas com núcleos ovais situados na periferia das fibras b As células musculares cardíacas apresentam em seu citoplasma os discos intercalares com função de fusão das células vizinhas para melhor desempenho do movimento de contração c As células musculares cardíacas só podem realizar contração apenas com estímulos químicos d As células musculares cardíacas desempenham papel essencial na contração lenta e voluntária do coração sem a presença de estriações transversais e As fibras são afiladas com um núcleo central e presenças de discos intercalares assim como no músculo estriado visceral 87 3 A musculatura esquelética é composta de fibras com composições químicas específicas que permitem a realização do movimento Sobre a contração dos músculos esqueléticos é correto afirmar que a Os filamentos de actina deslizam sobre os de miosina aumentando o comprimento do sar cômero b Sem o cálcio a tropomiosina bloqueia o sítio da miosina presente na actina o que provoca o relaxamento da fibra muscular c O estímulo para contração vem do sistema nervoso central em associação aos neurônios do sistema sensorial d A contração e relaxamento podem ser acionados mediante o estímulo de noradrenalina e As fibras apresentam filamentos finos de miosina e grossos de actina e sua interação permite a contração 4 nesta unidade você aprenderá sobre os mecanismos que envolvem a circulação cardiovascular Dentre os pontos a serem discutidos te mos a condução elétrica do coração e eletrocardiograma incluindo as fases do ciclo cardíaco débito cardíaco e resistência periférica Além disso você estudará sobre os mecanismos de controle da pressão arterial por meio do reflexo barorreceptor e do sistema reninaangiotensinaaldosterona Bons estudos Fisiologia do Sistema Cardiovascular Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva MEU ESPAÇO O choque cardiogênico é caracterizado pela diminuição da circulação de oxigênio nos tecidos que ocorre devido à incapacidade do coração em fornecer o volume necessário às necessidades do organismo Como o coração faz o bombeamento de sangue para que cada sistema corporal possa receber o fornecimento de gases necessários para um bom funcionamento Segundo Moraes e Rosa 2008 cerca de 7 a 10 dos pacientes que tiveram infarto do miocárdio acabam desenvolvendo choque cardiogênico A mortalidade é elevada nestes pacientes e varia entre 30 e 90 A idade é um fator de risco bem relevante sendo que foi verificada a morte de cerca de 317 dos pacientes com idades inferiores a 75 anos e sobe para 64 em pacientes com idade superior a 75 anos O diagnóstico precoce e a definição terapêutica são essenciais à sobrevida do paciente Tratar a sintomatologia se faz essencial para que o paciente sobreviva sem maiores problemas Para que isso ocorra é muito importante o conhecimento sobre o funcionamento do coração e como ocorre a circulação de sangue dele para os tecidos e viceversa Além disso entender como essa circulação pode ser regulada e quais fatores podem favorecer seu funcionamento são cruciais para um possível tratamento e assim também evitar a reincidência da patologia Agora pense na seguinte situação hipotética de Moraes e Rosa 2008 e tente entender essa descrição Paciente com obstrução coronária apresenta isquemia miocárdica Esta isquemia causa diminuição da contratilidade miocárdica e do desempenho ventricular que re sulta em hipotensão com hipoperfusão sistêmica e coronariana A área isquêmica pode precipitar arritmias cardíacas que prejudicam ainda mais o desempenho cardíaco e podem precipitar o óbito Há desencadeamento de mecanismos compensatórios levando ao aumento do consumo miocárdico de O2 e piorando a função ventricular O desen volvimento de insuficiência de múltiplos órgãos e sistemas é a via final dessa situação fisiopatológica Todas estas palavras em destaque sugerem alterações que se ligam dire tamente ao sistema cardiovascular Como você poderia justificar essa sintomatologia Tente a partir de seus conhecimentos prévios e até mesmo com a ajuda dos recursos de internet sinalizar os significados de cada uma das expressões em destaque De posse dessa significação tente integrar o que cada sintoma ou sinal pode provocar no indivíduo e que porção do sistema pode estar em mau funcionamento Escreva no diário de bordo sobre a situação hipotética relatada aqui de um ponto de vista mais simples tentando entender cada um dos termos grifados traduzindoos e assim conseguirá compreender o passo a passo para a progressão de uma alteração cardíaca Para facilitar seu estudo você pode recorrer ao próprio artigo que te dará subsídio para entender esses termos UNICESUMAR 90 Quando falamos em alterações cardíacas precisamos ter em mente que elas estão de alguma forma integradas com alterações anatômicas histológicas eou fisiológicas Portanto compreender o fun cionamento dos órgãos que compõem o sistema circulatório fará você perceber como alterações de pressão ou até mesmo um infarto podem ser ocasionados É possível então perceber que o funciona mento do coração está ligado diretamente ao funcionamento dos demais órgãos e sistemas e qualquer modificação do sistema cardiovascular pode levar a sérios problemas inclusive à morte O sistema cardiovascular é formado pelo coração e um sistema de vasos e sua função é encaminhar o sangue para os tecidos fornecendo nutrientes essenciais às células e removendo dejetos metabólicos Esse encaminhamento deve conter os nutrientes gases produtos de excreção das células hormônios e produtos metabólicos Além disso também é de responsabilidade deste sistema a regulação da tem peratura corpórea e defesa contra agentes patogênicos UNIDADE 4 91 Para que ocorra a circulação sanguínea temos que ter em mente que há dois tipos de circulação pulmonar e sistêmica A circulação pulmonar também é conhecida como pequena circulação e promove o transporte do sangue do coração para os pulmões e viceversa Já a circulação sistêmica é a chamada grande circulação e promove o transporte do sangue do coração aos tecidos pela aorta CONSTANZO 2012 Para entender todo esse processo vamos estudar primeiramente a estrutura do coração Figura 1 Descrição da Imagem a figura mostra um coração estrutura vermelha com veias e artérias tubos que saem dele na sua porção superior Figura 1 Coração Tratase de um órgão musculoso localizado no interior da cavidade torácica Este órgão apresenta se envolvido por um saco fibroso chamado de pericárdio que o fixa no diafragma mantendo sua posição no mediastino e ainda permite suas contrações fortes e rápidas O pericárdio é dividido em duas estruturas o pericárdio fibroso que é o mais externo e tem como função proteger e evitar o estiramento excessivo do coração e o pericárdio seroso que é a superfície fina interna ao pericárdio fibroso Figura 2 O pericárdio seroso é ainda subdividido em duas lâminas a lâmina parietal que se funde ao pe ricárdio fibroso e a lâmina visceral também chamada de epicárdio que fica aderida à superfície do coração Entre as duas lâminas temos a cavidade pericárdica que é o espaço preenchido por um líquido seroso responsável pela lubrificação da superfície externa do coração SILVERTHORN 2017 Figura 2 UNICESUMAR 92 Epicárdio Miocárdio Endocárdio Pericárdio Parede do coração Pericárdio fbroso Lâmina parietal do pericárdio seroso Cavidade do pericárdio Lâmina visceral do pericárdio seroso epicárdio Vasos sanguíneos coronários Miocárdio músculo estriado cardíaco Endocárdio Descrição da Imagem a imagem ilustra o coração com suas camadas envolventes O coração está representado por uma estrutura muscular globosa vermelha do lado direito e azul do lado esquerdo com tubos que partem da parte superior que representam os vasos Abaixo temos a representação do pericárdio evidenciando o pericárdio fibroso camada rosa escura por fora do pericárdio seguido da lâmina parietal do pericárdio seroso azul seguido de uma cavidade a cavidade do pericárdio seguido a lâmina visceral do pericárdio seroso azul de onde partem vaso sanguíneos coronários e o miocárdio Figura 2 Divisões do pericárdio e outras camadas da parede do coração Fonte Tortora e Nielsen 2019 p 458 UNIDADE 4 93 Uma outra função do pericárdio é proteger da ocorrência de lesões nos pulmões durante a ocorrência dos batimentos cardíacos normais Uma inflamação do pericárdio pericardite pode reduzir esta lu brificação a ponto de que o coração friccione contra o pericárdio criando um som conhecido como atrito pericárdico SILVERTHORN 2017 Vale lembrar que o atrito pericárdico também pode ocorrer em casos de acúmulo de líquido na cavidade pericárdica que pode levar ao tamponamento cardíaco condição em que o excesso de líquido comprime o coração reduzindo o enchimento ven tricular comprometendo inclusive o retorno venoso para o coração CANELAS et al 2017 A maior parte do coração é composta de músculo estriado cardíaco chamado miocárdio Como vimos na unidade anterior promovendo a coesão entre essas células miocárdicas estão presentes uma grande quantidade de discos intercalares Estes discos intercalares são compostos de junções comunicantes gap junctions altamente permeáveis e que permitem rápida difusão dos íons fator importante para a propagação dos potenciais de ação de uma célula muscular cardíaca a outra É importante lembrar também que as pequenas fibras mononucleadas se ramificam e se juntam criando uma rede celular Figura 3 Outro ponto importante a se lembrar é que o retículo sarcoplas mático é menor e há uma dependência de cálcio extracelular para o início da contração miocárdica SILVERTHORN 2017 Descrição da Imagem está representado o corte histológico da musculatura cardíaca azul que mostra as células de formato alongado na horizontal em que cada uma é separada uma da outra por discos intercalares linhas curtas verticais ao longo da musculatura Em preto no canto inferior direito temos um fragmento aumentado para destacar o disco intercalar em preto Figura 3 Demonstração histológica da musculatura cardíaca UNICESUMAR 94 O nosso coração é uma bomba dupla isto é é formado por duas outras bombas uma que fica no lado direito composta pelo átrio e ventrículo direito e uma do lado esquerdo formada pelo átrio e ventrículo esquerdo O ventrículo direito bombeia sangue para os pulmões e o ventrículo esquerdo bombeia sangue para os órgãos periféricos Como pode ver cada uma destas bombas tem duas câmaras sendo compostas de um átrio e um ventrículo Figura 4 Veia cava superior Veia pulmonar Ventrículo direito Aorta Artéria pulmonar Veia pulmonar Válvula mitral Válvula aórtica Ventrículo esquerdo Septo Descrição da Imagem o coração está representado por uma estrutura ovalada como a parte inferior mais pontiaguda e a parte superior mais larga onde tubos saem e entram do mesmo Ele está dividido da seguinte forma de um lado metade à esquerda da figura temos a coloração azul destacando o átrio direito localizado logo acima do ventrículo e o ventrículo direito representado como um triângulo invertido e os vasos que os circundam sendo eles a veia cava superior e a artéria pulmonar Setas azuis indicam o fluxo sanguíneo no interior das câmaras em que uma duas saem das veias cavas e aponta para o átrio direito e outra sai do átrio direito e por meio de uma curva aponta para a artéria do tronco pulmonar na base do coração parte superior e mais larga r O outro lado do coração metade à esquerda da figura está destacado em vermelho evidenciando o ventrículo esquerdo a veia pulmonar e a aorta Setas vermelhas indicam o fluxo sanguíneo no interior das câmaras em que uma sai das veias pulmonares passa pelo átrio e aponta para o ventrículo esquerdo e outra sai do ventrículo esquerdo e por meio de uma curva agora para a esquerda aponta para a artéria aorta também situada na base do coração Entre as duas cores temos o septo que separa os dois lados do coração O músculo cardíaco que compõe a parede do coração está representado em bege Figura 4 Representação esquemática da anatomia do coração Para entender a circulação sanguínea no coração vamos iniciar o processo pelo átrio direito AD Observando a Figura 4 você pode perceber que o sangue do lado direito do coração está colorido de azul que didaticamente implica ser o sangue desoxigenado ou seja representa o sangue do qual o oxigênio foi extraído pelos tecidos Você precisa entender que o sangue que chega do lado direito do coração na verdade não é totalmente ausente de oxigênio mas sim que contém menos oxigênio que o sangue que sai dos pulmões e vai para os tecidos Na verdade o sangue pobre em oxigênio tem uma coloração vermelho escuro Essa cor levemente azulada só é percebida na pele ao redor da boca e embaixo das unhas quando uma pessoa está com falta deste gás cianose SILVERTHORN 2017 Já em condições em que o sangue está bem oxigenado ele apresenta a cor vermelho vivo O sangue que chega ao coração pelo AD flui para o ventrículo direito VD e de lá é bombeado pelas artérias pulmonares para os pulmões onde é oxigenado A partir dos pulmões o sangue vai para o lado esquerdo do coração por meio das veias pulmonares O processo em que o sangue sai do coração em direção aos pulmões e volta para o coração recebe o nome de circulação pulmonar ou pequena circulação UNIDADE 4 95 O sangue proveniente dos pulmões entra no coração no átrio esquerdo AE e passa para o ventrículo esquerdo VE e entra na grande artéria conhecida como aorta A aorta se ramifica em uma série de artérias menores e destes em uma rede de capilares que abastecem os tecidos SILVER THORN 2017 Figura 5 Veia porta do fígado ígado í d í Veia po V i ortta do fífí Veias Capilares Artérias Cabeça e cérebro Braços Pulmões Veia cava superior Artérias pulmonares Átrio direito Veias pulmonares Artérias ascendentes Aorta Átrio esquerdo Artérias coronárias Ventrículo esquerdo Coração Parte abdominal da aorta Veia cava inferior Tronco Artéria hepática Veia hepática Válvulas venosas Fígado Veias ascendentes Veias renais Trato digestório Rins Artérias renais Artérias descendentes Pelve e pernas Ventrículo direito Descrição da Imagem temos o coração no centro da imagem Do lado esquerdo partindo do átrio esquerdo sai a aorta que sai para a parte abdominal pelas artérias descendentes em direção à pelve e pernas Este sangue rico em oxigênio vai então por meio de veias ascendentes passa pelas válvulas venosas em direção à veia cava inferior entrando pelo átrio direito até o ventrículo direito De lá o sangue vai para os pulmões e pelas veias pulmonares retorna ao átrio esquerdo pelas veias pulmonares Pela aorta o sangue também pode subir pelas artérias ascendentes se ramifica formando capilares para cabeça e cérebro e braços retornando por veias veias cava superior e retornam pelo átrio direito novamente Figura 5 Esquema da circulação sanguínea como um circuito fechado Fonte Silverthorn 2017 p 438 UNICESUMAR 96 Após deixarem os capilares no lado venoso da circulação o sangue movese para pequenas veias e para veias cada vez maiores As veias da parte superior se juntam e formam a veia cava superior As duas veias cavas desembocam no AD Figura 5 Embora no coração o fluxo de sangue seja separado em dois lados esquerdo e direito os dois lados se contraem de um modo coordenado Primeiro os átrios contraem juntos e depois os ventrículos contraem juntos CONSTANZO 2012 Precisamos ter em mente que o fluxo sanguíneo no coração é unidirecional e isso ocorre graças ao sistema de valvas Figura 6a isto é um conjunto de válvulas existentes entre os átrios e os ventrículos e entre os ventrículos e vasos artérias que impedem o retorno sanguíneo Estas valvas são as valvas atrioventriculares localizadas entre o átrio e o ventrículo e as valvas semilunares localizadas entre os ventrículos e as artérias As válvulas que separam o AD do VD formam a valva tricúspide As válvulas que separam o AE do VE formam a valva bicúspide ou mitral Já a valva aórtica fica entre o VE e a aorta e a valva do tronco pulmonar entre o VD e o tronco pulmonar A abertura e fechamento das valvas AV ocorre de forma passiva Quando a pressão nos átrios é maior que a dos ventrículos as valvas são empurradas e como consequência o sangue segue para os ventrículos Ao se contrair os ventrículos forçam o sangue contra as valvas AV tricúspide e bicúspide que as empurram para cima fazendo com que suas margens se encontrem e a abertura de cada uma se feche Figura 6b A pressão exercida por cada ventrículo ultrapassa a pressão das respectivas artérias abrindo a valva semilunar de modo que o sangue segue do VD para a artéria do tronco pulmonar ou do VE para a aorta Para a compreensão da circulação fetal sugiro a leitura do artigo e em seguida a visualização do vídeo ambos são muito interessantes Para acessar use seu leitor de QR Code UNIDADE 4 97 Durante a contração do ventrículo para evitar o prolapso valvar que é uma condição em que as valvas são empurradas para cima e se abrem para o átrio cordas tendíneas presas tanto nas bordas dos folhetos da VA quanto nos músculos papilares da parede do ventrículo limitam a o movimento da valva do ventrículo para o átrio Figura 6a No caso das valvas semilunares o fluxo sanguíneo no sentido contrário da artéria para o ventrículo é impedido graças ao formato de cada válvula seme lhante a uma taça que se enche e se fecha rapidamente quando o sangue tenta voltar para o ventrículo Também é importante que você caro aluno saiba que existem 4 anéis de tecido fibroso que circunda as quatro valvas cardíacas Este tecido fibroso atua como isolante elétrico bloqueando a maior parte da transmissão de sinais elétricos entre os átrios e os ventrículos permitindo que os sinais elétricos possam ser conduzidos por um sistema de condução especializado gerando uma contração do ápice para a base do coração CONSTANZO 2012 Valva pulmonar Valva tricúspide Valvas biológicas Valvas mecânicas Valva mitral Valva aórtica Descrição da Imagem na figura o coração está representado por uma estrutura ovalada com tubos azuis e vermelhos saindo e en trando do mesmo Interno ao coração e na saída destes tubos temos a representação das valvas tricúspide círculo rosa dividido em 3 partes sendo uma delas menor que as outras valva pulmonar círculo rosa dividido em 3 partes iguais valva aórtica círculo rosa dividido em 3 partes iguais e a valva mitral círculo rosa dividido em 2 partes Além delas temos a representação de valvas mecânicas círculo cinza e preto dividido ao meio e das valvas biológicas estrutura rosa que lembra uma coroa Figura 6 Representação das valvas cardíacas Quanto à contração do coração você deve lembrar que o sinal para contração não vem do sistema nervoso central mas sim de células chamadas células marcapasso ou autoexcitáveis que determinam o ritmo do batimento cardíaco Estas células diferem das fibras contráteis pois as células autoexcitáveis são menores com poucas fibras contráteis células do miocárdio não possuem sarcômeros organizados e não contribuem para a força contrátil do coração mas sim promovem a geração de potencial de ação espontâneo Logo o músculo cardíaco se contrai sem que haja necessidade de inervação diferente do que ocorre no caso da contração da musculatura esquelética UNICESUMAR 98 O estímulo elétrico é gerado no nó sinoatrial ou sinusal principal marcapasso do coração que fica no átrio direito Figura 7 Esta estrutura é altamente excitável e tem alta capacidade de automatismo ou seja capacidade de contrair sem qualquer sinal externo Após o estímulo no nó sinoatrial esse potencial de despolarização é direcionado aos átrios e ao nó atrioventricular A conexão entre o nó sinoatrial e atrioventricular ocorre pela via internodal o que permite uma condução mais rápida do estímulo elétrico que nas células contráteis do átrio Do nó AV a des polarização segue para os ventrículos por meio do fascículo atrioventricular feixe localizado no septo ventricular que irradia para os ramos direito e esquerdo Por fim chega às células de Purkinje ou chamados de ramos subendocárdicos e de lá o impulso elétrico segue para as células miocárdicas contráteis Figura 7 GUYTON HALL 2011 Átrio direito Veia cava superior Nó sinoatrial Feixe atriventricular Fibras de Purkinje Átrio esquerdo Ramos Nó atriventricular Descrição da Imagem o coração está representado por uma estrutura ovalada vermelha escura com um tubo azul veia cava superior localizada à esquerda do coração O coração está dividido em 4 partes duas menores em cima átrio direito e esquerdo formando a base do coração parte mais larga e duas maiores embaixo ventrículo direito e esquerdo tomam a maior parte do coração e sua estrutura em forma de triângulo invertido formam o ápice localizado na parte inferior do coração Na estrutura menor em cima e à esquerda da imagem temos o átrio direito e a representação do nó sinoatrial botão amarelo no ápice do átrio direito Dele partem setas vermelhas para o átrio esquerdo para o restante do átrio direito e para o nó átrio ventricular botão amarelo na base do átrio direito Deste nó partem setas que percorrem o septo ventricular no sentido descendente e no ápice sobe pelas paredes dos ventrículos periferia dos dois ventrículos Estes ramos que sobem representam os ramos subendocárdicos e deles se ramificam as fibras de Purkinje Figura 7 Sistema de condução do impulso elétrico pelo coração UNIDADE 4 99 Todo o processo desde a geração do potencial elétrico até a contração dos ventrículos se repete a cada ciclo cardíaco Figura 8 Como já estudamos anterior cada ciclo é iniciado pela geração espontânea de potencial de ação no nó sinoatrial Depois disso o potencial de ação se difunde por ambos os átrios e depois por meio do feixe atrioventricular para os ventrículos Para que entenda no nó AV o potencial elétrico tem a velocidade de transmissão diminuída devido às diferenças estruturais nessas células e por conta disso há um retardo de mais de 01 segundos na passagem do impulso cardíaco dos átrios para os ventrícu los GUYTON HALL 2011 TORTORA NIELSEN 2019 Esse atraso é muito importante porque permite que os átrios se contraiam antes dos ventrículos bombeando assim sangue para o interior dos ventrículos antes do começo da forte contração ventricular GUYTON HALL 2011 Já parou para pensar que devido à disposição dos nodos e o sentido do potencial elétrico o ven trículo se contrai do ápice para a base empurrando o sangue para as artérias Sem o isolamento elétrico entre os átrios e ventrículos o potencial elétrico passaria das paredes dos átrios para os ventrículos e a contração ocorreria no sentido contrário empurrando o sangue ventricular contra o ápice do coração Acredito que tenha ficado claro para você que num ciclo cardíaco os dois átrios se contraem enquan to os dois ventrículos relaxam O processo de contração recebe o nome de sístole e o de relaxamento de diástole Figura 8 Durante a diástole ocorre o enchimento dos ventrículos que aumenta o volume de cada um deles para 120 mL Este volume é chamado de volume diastólico final À medida que os ventrículos se esvaziam durante a sístole o volume diminui aproximadamente 70 mL Este processo é chamado de débito sistólico Logo a quantidade restante em cada ventrículo o volume sistólico final passa a ser de 50 mL A duração total da sístole e diástole é recíproca à frequência cardíaca Lembrese que o sangue flui de uma área de pressão mais alta para área de pressão mais baixa e que a contração aumenta a pressão ao passo que o relaxamento diminui a pressão GUYTON HALL 2011 UNICESUMAR 100 O entendimento do ciclo cardíaco foi essencial para a estruturação de um exame que permite uma leitura deste ciclo Este exame é o eletrocardiograma ECG No final do século 19 os fisiologistas descobriram que poderiam colocar eletrodos na superfície da pele e registrar a atividade elétrica do coração Esses registros chamados de eletrocardiograma ou ECG Figura 9 fornecem informações indiretas sobre o funcionamento do coração Ou seja ECG é o registo das voltagens elétricas geradas pelo coração pelo eletrocardiógrafo Este ECG é entendido graficamente por ondas e complexos em que a onda P é causada pela disseminação da despolarização dos átrios e isso é seguido pela contra ção atrial A onda QRS surge como resultado da despolarização elétrica dos ventrículos o que inicia a contração ventricular E por último a onda T ventricular representa o estágio de repolarização dos ventrículos quando o músculo começa a relaxar Diástole 1 Todo músculo cardíaco em relaxamento 2 Todas as valvas cardíacas estão fechadas 3 Retorno de sangue para o átrio 4 Valvas AV se abrem 5 Sangue segue para os ventrículos Sístole atrial 1 Átrio em contração 2 Valvas AV estão abertas 3 Mais sangue chega aos ventrículos Sístole ventricular 1 Ventrículos em contração 2 Valvas AV fechadas 3 Valvas semilunares estão abertas 4 Sangue passa para as artérias Descrição da Imagem estão representados 3 corações estrutura ovalada marrom de onde entram e saem tubos azuis e vermelhos que representam os vasos do coração Cada coração está dividido em 4 partes que representam os átrios e os ventrículos No primeiro coração à esquerda da figura temos a diástole evidenciando o sangue entrando nos átrios pelos tubos azuis e vermelhos Neste caso as valvas AV se abrem e o sangue segue para os ventrículos No segundo coração no centro da figura temos a sístole atrial mostrando o sangue sendo direcionado dos átrios para os ventrículos setas das cores dos vasos indicam o sentido do fluxo ou seja mais sangue chega aos ventrículos E no último coração à direita da figura temos a sístole ventricular mostrando o sangue saindo dos ventrículos pelos tubos azuis e vermelhos Figura 8 Ciclo cardíaco sístole e diástole UNIDADE 4 101 Para ficar claro o funcionamento da circulação sanguínea precisamos entender que o sangue exerce pressão e se pensarmos em veias e artérias a pressão arterial é mais intensa Mas e o que seria pressão arterial Nada mais é que a força exercida pelo sangue contra a parede das artérias Esta pressão pode ser influenciada pela frequência cardíaca volume sanguíneo volume de ejeção resistência vascular periférica e viscosidade sanguínea O aumento em qualquer um destes parâmetros aumentará a pressão arterial A pressão normal de um homem adulto é cerca de 12080 mmHg e das mulheres de cerca de 11070 mmHg O primeiro valor o mais alto é reflexo da pressão arterial sistólica gerada na sístole ventricular Já na diástole ventricular ocorre queda da pressão arterial pressão arterial diastólica representado pelo menor valor Para controlar essa pressão e impedir grandes flutuações temos um sistema muito eficiente de regulação a que ocorre a curto prazo e a que ocorre a longo prazo GUYTON HALL 2011 A regulação a curto prazo é feita pelo sistema nervoso simpático Quando há uma queda na pressão arterial o sistema nervoso central é sinalizado e então este sistema ativa o sistema nervoso simpático promovendo o aumento da frequência cardíaca aumentando o volume de ejeção pelo aumento da força de contração do coração Neste processo também há o aumento da resistência vascular periférica resultando ao final no aumento da pressão arterial aos níveis normais BERNE LEVY 2009 onda P onda Q onda R onda T onda S complexo QRS intervalo PR segmento ST segmento PR intervalo QT Descrição da Imagem a figura representa um gráfico de um ECG normal em que ondas picos e vales seguem uma linha imaginária na horizontal um pouco abaixo do centro da figura Da esquerda para a direita a primeira onda de cor verde é a onda P Dela parte uma linha reta de cor cinza segmento PR Do início da onda P até o final do segmento PR temos o intervalo PR Ao final do segmento PR temos uma queda no gráfico vale de cor alaranjada abaixo da linha média sendo esta a onda Q A segunda onda de cor vermelha está representada em forma de pico para além da linha média A onda R termina novamente na linha mediana no gráfico e dela segue um vale de cor roxa representando a onda S que desce mais abaixo que o vale da onda Q e sobe até a linha mediana As ondas Q R e S formam o complexo QRS Da onda S parte uma linha média cinza que ao final apresenta uma leve subida agora representando o segmento ST Deste ponto parte uma nova onda arredondada agora azul representando a onda T Do início da curva alaranjada até o final da curva azul temos o intervalo QT Figura 9 Ritmo sinusal normal mos trando ondas cardíacas UNICESUMAR 102 Para que esta regulação ocorra são necessários a presença e atuação dos barorreceptores Esses ba rorreceptores apresentam alta sensibilidade às variações de pressão e ficam localizados nas paredes do seio carotídeo e do arco aórtico BERNE LEVY 2009 Eles informam os centros vasomotores cardio vasculares no tronco encefálico sobre essas variações de pressão por meio do nervo do seio carotídeo quando o barorreceptor carotídeo for sensibilizado ou do nervo vago quando o barorreceptor aórtico for sensibilizado e assim permitem esse controle de pressão Figura 10 GUYTON HALL 2011 AFERENTE EFERENTE Núcleo solitário Medula Cadeia simpática Nervo vago parassimpático Nervo simpático Vasos sanguíneos Medula espinal Barorreceptor carotídeo sinusal Quimiorreceptor do corpo carotídeo Quimiorreceptor aórtico Barorreceptor aórtico Nó AS Nó AV X Nervo Vago IX Nervo Glossofaríngeo Descrição da Imagem a figura representa as principais estruturas que fazem parte da regulação da pressão a curto prazo tanto nas vias aferentes quanto eferentes Está representado acima no topo da figura o núcleo solitário estrutura em forma de H na cor bege Dele partem várias linhas verticais para baixo Do lado esquerdo temos duas linhas representando as vias aferentes linhas verticais azuis que se conectam ao seio carotídeo e à aorta estrutura tubular vermelha pelos nervos glossofaríngeo e nervo vago respecti vamente Do lado direito temos as linhas verticais verde e cinza representando as vias eferentes Do núcleo solitário saem as linhas verdes que se conectam ao sistema simpático através da medula espinal e dos nervos simpáticos chega aos vasos tubo pequeno de cor vermelha e ao nó sinoatrial e nó atrioventricular representados por botões amarelos no coração Estes botões também recebem inervação linha cinza do nervo vago parassimpático Figura 10 Pressão a curto prazo por meio dos barorreceptores UNIDADE 4 103 Os barorreceptores respondem quanto ao aumento ou diminuição da pressão certo Porém também são considerados como mecanorreceptores porque por estiramento podem perceber principalmente o aumento de pressão Quando a informação passar dos nervos ao tronco encefálico as informações serão associadas no bulbo que promoverá modificações na atividade de vários centros cardiovascu lares aumentando ou diminuindo o fluxo eferente dos sistemas nervosos simpático e parassimpático Enquanto o parassimpático provocará a diminuição da frequência cardíaca o fluxo simpático aumen tará a frequência cardíaca aumentará a contratilidade e volume sistólico promoverá a vasoconstrição e venoconstrição BERNE LEVY 2009 Já a regulação a longo prazo depende dos rins que regulam a pressão pelo volume sanguíneo Este controle se dá pelo mecanismo de reninaangiotensinaaldosterona É um reflexo mais lento que o barorreceptor pois depende de ação hormonal e age em resposta à diminuição da pressão ar terial Vamos hipotetizar então uma queda de pressão como demonstrado na Figura 11 Isso leva à diminuição do funcionamento renal que é percebido pelos mecanorreceptores das arteríolas aferentes do rim Após isso a prórenina é então convertida em renina nas células justaglomerulares e uma vez na corrente sanguínea converte angiotensinogênio em angiotensina I A angiotensina I tem pouca atividade e então ao circular pelo sangue passa a ser convertida em angiotensina II por meio da enzima ECA Enzima Conversora de Angiotensina A angiotensina II age na zona glomerulosa do córtex supra renal promovendo a secreção de aldosterona Este por sua vez atua sobre as células principais do túbulo renal distal e ducto coletor aumentando a reabsorção de sódio levando ao aumento do líquido extracelular e volume sanguíneo A angiotensina II também age no hipotálamo aumentando a sede e a ingestão de água além de estimular a secreção do hormônio antidiurético que aumenta a reabsorção de água nos ductos coletores e estimular a vasoconstrição das arteríolas reequilibrando assim a pressão arterial CONSTANZO 2012 O angiotensinogênio proteína plasmática produzida pelo fígado e a ECA enzima conversora de angiotensina produzida pelas células endoteliais estão sempre presentes no sangue Porém é preciso a liberação de renina para a produção de angiotensina II que estimulará a glândula su prarrenal a produzir aldosterona Assim a concentração de renina está diretamente relacionada à concentração de angiotensina II UNICESUMAR 104 Segue um fluxograma a seguir que pode ajudar no seu entendimento Baixa pressão Células justaglomerulares liberam grânulos de renina Corrente sanguínea Hidrólise de angiotensinogênio Angiotensina I ECA Angiotensina II Síntese e liberação pela suprarrenal Aldosterona Ductos coletores Reabsorção de Na Secreção de K Volume de sangue Pressão arterial Descrição da Imagem a figura representa as etapas representadas por quadros escritos dentro do controle da pressão a longo prazo mecanismo de reninaangiotensinaaldosterona Sob baixa pressão as células justaglomerulares liberam renina que caem na corrente sanguínea Lá encontram o angiotensinogênio circulante permitindo sua conversão em angiotensina I Esta rapidamente é convertida em angiotensina II pela ECA substância essa produzida no endotélio dos vasos e que fica circulante também no sangue A angiotensina II é direcionada à glândula suprarrenal e lá estimula a secreção de aldosterona A aldosterona cai na corrente sanguínea e é direcionada aos ductos coletores renais para que assim possa permitir um aumento da reabsorção de sódio e secreção de potássio e com isso gerar um aumento de volume sanguíneo e aumento da pressão arterial Figura 11 Fluxograma do funcionamento do aparelho justaglomerular para controle de pressão Fonte a Autora Quando estudamos a frequência cardíaca FC e o volume sanguíneo VS podemos inferir então sobre o débito cardíaco DC O DC é calculado pelo produto da FC pelo VS quantidade de sangue bombeado por batimento cardíaco Logo caso haja um aumento da FC eou do volume sistólico pode haver um aumento do DC Enquanto a FC é influenciada principalmente pela atividade do sistema nervoso autônomo em que o acionamento do sistema parassimpático resulta em diminuição e o simpático em aumento da FC o volume sistólico depende de outros fatores São eles o enchimento das câmaras ventriculares a resistência à saída do sangue do coração e a força de contração do coração Quanto maior o enchimento ventricular e maior a força de contração maior será o volume sistólico GUYTON HALL 2011 UNIDADE 4 105 Agora que você já estudou todo o sistema cardiovascular vamos terminar essa unidade falando brevemente sobre o sistema linfático O sangue já discutimos ao longo desta unidade e compõem o interior dos vasos sanguíneos que permitem a circulação do coração para a periferia arterial e da periferia para o coração venoso A linfa também está contida em vasos no entanto não são artérias veias ou capilares mas sim vasos especiais chamados de vasos linfáticos e circula no sentido periferia para o coração A linfa está contida nesses vasos em vários locais do corpo e se dirige ao coração em que se mistura ao sangue passando a fazer parte deste Podemos dizer que a linfa é considerada um ultrafiltrado com composição semelhante à do plasma sanguíneo diferindo apenas na concentração de proteínas que é mais baixa O sistema linfático é um sistema aberto já o circulatório é um sistema fechado Podemos verificar importantes funções do sistema linfático listados a seguir 1 Promover a contínua drenagem dos metabólitos catabólitos e água dos espaços intersticiais 2 Reintegrar as proteínas ao sangue 3 Manutenção de baixa pressão hidrostática no LEC para novas filtrações absorção de substâncias não absorvíveis pelos capilares venosos 4 Conduzir ao sangue os elementos que atravessam a mucosa intestinal no processo de digestão 5 Defender o organismo das agressões de bactérias e agentes tóxicos do interstício conduzindoos para linfonodos onde sensibilizam o organismo ou são destruídos 6 Conduzir as imunoglobulinas absorvidas pelo recémnato 7 Conduzir as imunoglobulinas produzidas pelos linfonodos dos adultos e os linfócitos para a corrente circulatória Anatomicamente podemos dizer que o sistema linfático é dividido em capilares linfáticos vasos de paredes finas vasos précoletores intermediam capilares e vasos linfáticos sistema de vasos linfáticos conduzem a linfa dos capilares linfáticos até a corrente sanguínea ductos linfáticos e linfonodos ou gânglios linfáticos pequenas estruturas ovais interpostas no trajeto dos vasos linfáticos que tem como função criar uma barreira ou filtro contra a penetração de microorganismos toxinas ou substâncias estranhas eou nocivas ao organismo na corrente sanguínea Segundo Marques e Silva 2020 podemos destacar 3 três órgãos o baço participa da resposta imune através da formação de linfócitos as tonsilas funciona como barreira contra microrganismos da região oral e faríngea e o timo atua no desenvolvimento do sistema imunológico instruindo os linfócitos T e tornandoos imunocompetentes UNICESUMAR 106 Acredito que depois da leitura desta unidade ficou claro os fatores preponderantes do sistema cardio vascular como o que está envolvido no seu funcionamento assim como a estrutura morfofuncional do coração e vasos são necessários para que em situações como as que você observou no caso clínico do início desta unidade você possa colaborar de maneira mais eficaz na orientação de um melhor tratamento que qualifique a vida deste paciente Ou até mesmo nas formulações de medicamentos adequados às diferentes situações que podem estar ligadas às alterações cardiovasculares ou uma leitura mais adequada de um eletrocardiograma e assim poder melhor colaborar para a sobrevida do envolvido Você sabia que a hipertensão arterial é multifatorial e por isso tornase mais complicado o controle de todos estes fatores para que haja um equilíbrio da pressão Cerca de 90 a 95 dos casos de hipertensão são do tipo multifatoriais sendo chamada de hipertensão primária Já a hi pertensão secundária é a que conseguimos curar a partir do momento em que se trata da doença que levou ao seu desenvolvimento Nesse sentido sugiro a você a leitura das diretrizes sobre hipertensão arterial de 2020 em que você encontrará dados completos sobre a hipertensão desde a epide miologia até fatores de risco à prevenção e medidas terapêuticas Para acessar use seu leitor de QR Code Quer saber mais sobre a hipertensão e os fatores que a regulam É só ouvir esse podcast para descobrir mais sobre essa sintomatologia tão comum entre os brasileiros UNIDADE 4 107 Baseado em todo o conhecimento adquirido nesta unidade construa um mapa mental englobando as principais características das palavras chave descritas a seguir colocando o maior número de informações possíveis tentando englobar todos os pressupostos que cercam o sistema cardiovas cular Para isso você pode usar o mapa iniciado a seguir LONGO PRAZO CURTO PRAZO REGULAÇÃO DA PRESSÃO CICLO CARDÍACO Características Características CÉLULAS MARCAPASSO SISTEMA CARDIOVASCULAR PEQUENA CIRCULAÇÃO Estruturas envolvidas Estruturas envolvidas GRANDE CIRCULAÇÃO CORAÇÃO Estrutura anatômica 108 1 O sistema reninaangiotensinaaldosterona SRAA atua sobre a regulação do sistema car diovascular e está associado ao sistema renal Sobre este sistema de regulação assinale a alternativa correta a O SRAA responde às alterações específicas de alta pressão b O SRAA inicia seu processo pela liberação de renina que atua diretamente na liberação de aldosterona c A angiotensina I é pouco ativa sendo então rapidamente convertida em angiotensina II que pode atuar para promover a liberação de aldosterona d O SRAA é um sistema de regulação da pressão a curto prazo já que envolve uma série de hormônios e A renina pode ser liberada por quase todas as células renais para promover o controle de pressão 2 O coração é um sistema de bombas e válvulas que atua diretamente na circulação sanguínea conhecidas como pequena e grande circulação Sobre esse sistema de valvas ou válvulas assinale a alternativa correta a As valvas atrioventriculares estão localizadas entre os ventrículos e as artérias b As valvas semilunares estão localizadas entre o átrio e o ventrículo c Todas as válvulas servem para separar o ventrículo esquerdo e a aorta d As valvas que separam o átrio esquerdo do ventrículo esquerdo são as válvulas bicúspides ou mitral e A valva aórtica que fica entre o átrio direito e o ventrículo direito são as válvulas tricúspide 3 O sistema cardiovascular que engloba coração e vasos apresentase formado por uma rede de circuitos importantes que envolvem estruturas diversas e interligadas Sobre este sistema assinale a alternativa correta a Os barorreceptores apresentam baixa sensibilidade às variações de pressão e ficam localizados apenas nas paredes do seio carotídeo b A informação enviada dos barorreceptores chega aos centros vasomotores cardiovasculares no tronco encefálico por meio do nervo do seio carotídeo quando o barorreceptor aórtico for sensibilizado c A informação enviada dos barorreceptores chega aos centros vasomotores cardiovasculares no tronco encefálico por meio do nervo vago quando o barorreceptor carotídeo for sensibilizado d Durante a diástole ocorre o enchimento dos ventrículos que aumenta o volume de cada um deles para 120 mL Este volume é chamado de volume diastólico final e À medida que os ventrículos se enchem durante a diástole o volume aumenta para aproxi madamente 70 mL 109 MEU ESPAÇO 5 nesta unidade discutiremos a estrutura e função da hemoglobina como ela está inserida na célula sanguínea e como pode realizar o transporte dos gases que fazem parte da respiração o oxigênio e o gás carbônico Também será explorado o coeficiente respiratório dos nutrientes e suas interferências nas trocas gasosas Ainda será compreendido como ocorre a mecânica da respiração como as vias aéreas e os pulmões se comportam no processo de inspiração e expiração E por fim será abordada a regulação do processo respi ratórios quais os centros e receptores envolvidos neste controle Fisiologia do Sistema Respiratório Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva UNICESUMAR 112 Você já deve ter ouvido alguém dizer que tem a chamada apneia do sono aquela falta de ar súbita ou parada momentânea da respiração durante o sono Essas apneias em geral têm frequência e duração muitas vezes bem elevada com episódios de 10 segundos ou mais podendo ocorrer centenas de vezes durante a noite Se você fosse explicar o motivo disso ocorrer como você explicaria Qual a relação deste evento com o mal funcionamento do sistema respiratório Há algum bloqueio em alguma via que possa causar essa apneia A apneia é um distúrbio do sono geralmente acompanhado de roncos que se tornam frequente mente mais altos e fortes sendo acompanhados por períodos bruscos de interrupção dessa respiração forte e sonora gerando a falta de respiração Como ocorrem inúmeras interrupções ao longo da noite o sono acaba se tornando agitado e fragmentado levando o paciente a ter sonolência excessiva de dia elevando sua frequência cardíaca resultando em riscos aumentados de doenças cardiovasculares Tratase de um problema grave de saúde pública já que acarreta outras patologias associadas É sabido que a apneia acomete principalmente indivíduos obesos e idosos os quais apresentam depósitos de gordura nos tecidos das vias respiratórias ou que tenham compressão dessas estruturas pelo excesso de gordura Só em São Paulo cerca de 26 dos motoristas de caminhão que tiveram algum acidente enquanto dirigiam estavam dormindo ao volante e apresentavam apneia do sono LEMOS et al 2009 Conhecer o funcionamento do sistema respiratório fisiologia e mantêlo de maneira mais íntegra possível ajuda a prevenir situações como estas além de facilitar o reconhecimento de diversas patologias e assim se consegue mais sucesso em tratamentos diversos Imagine a seguinte situação um homem é encaminhado à emergência de um hospital queixandose de dispneia e dor no lado esquerdo do tórax Na anamnese verificase que sua pressão arterial está em 12580 mmHg a frequência cardíaca em 90bpm e a frequência respiratória está em 22 respirações minuto A gasometria arterial foi solicitada para maiores avaliações Ela indica sinais de falência res piratória hipóxia e hipercarbia de acordo com os sinais apontados em anamnese Fica constatado que o paciente apresenta pneumotórax Como você poderia justificar esse laudo Quais seriam os parâmetros utilizados para esse diagnóstico Diante disso faça uma pesquisa e busque os valores de referência para a pressão arterial frequên cia respiratória e frequência cardíaca normal Além de estabelecer os valores de referência com base na literatura busque também outros sinais que possam ter levado este indivíduo ao diagnóstico de pneumotórax Tente descrever também possíveis condutas a essa pessoa e como ela poderia sair desse quadro clínico A troca de gases que ocorre nos pulmões não é um processo isolado ele depende diretamente do circuito cardiovascular que estudamos na unidade anterior Para que o ar flua é necessária uma de terminada frequência de respiração assim como uma ritmicidade da frequência cardíaca para uma troca gasosa eficiente Além disso mecanismos de controle de pressão envolvendo inclusive estruturas da caixa torácica são responsáveis pelo movimento da respiração e o mais importante pelas trocas gasosas nos alvéolos pulmonares UNIDADE 5 113 Em alguns casos específicos mudanças nesses mecanismos podem levar a alterações nessa pres são fazendo com que o ar entre no espaço pleural do lado esquerdo do tórax tornandoo incapaz de expandir seu pulmão esquerdo e como consequência pode causar também alterações nos batimen tos cardíacos A incapacidade de ventilar o pulmão gera outras alterações como dor e ansiedade O pneumotórax é mais incidente em homens altos e magros entre 10 e 30 anos de idade A respiração é um processo ritmado e que normalmente ocorre sem o pensamento consciente Tratase de um processo dependente de alguns fatores como concentração de oxigênio e gás carbônico pH e receptores específicos os quimiorreceptores O processo respiratório sofre interferências também da dieta princi palmente no que diz respeito a sua composição quanto a distribuição dos macronutrientes carboidratos proteínas e lipídios que a compõem tendo em vista que cada nutriente tem diferentes coeficientes respi ratórios Em estudos sobre o efeito da composição de dietas com diferentes concentrações de carboidrato versus gordura imediatamente após a refeição verificouse que dietas com oferta calórica proveniente de carboidratos aumentam a produção de CO2 e do coeficiente respiratório levando ao incremento do traba lho respiratório Isso é muito comum em pacientes com DPOC Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica que com maior consumo de carboidratos tem um quociente respiratório bem maior do que os lipídios e proteínas fazendo com que estes façam dispneia e consequentemente tenham insuficiência respiratória tornandoos intolerantes ao esforço ou atividade física SBNEP 2011 UNICESUMAR 114 Para entender o processo respiratório faremos antes uma pequena revisão anatômica do sistema respiratório As estruturas destacadas na Figura 1 estão entre as estruturas essenciais para o movimento respiratório e cada porção tem uma importância ímpar para que a respiração pulmonar possa ocorrer normalmente Traquéia Pulmão esquerdo Brônquio esquerdo Ramo brônquico do lobo inferior Bronquíolos terminais Alvéolo Fibras musculares lisa Bronquíolo terminal Alvéolo Descrição da Imagem a imagem ilustra as estruturas do sistema respiratório Acima temos uma imagem dos pulmões 2 estruturas alongadas e alaranjadas conectados ao tubo da traqueia tubo mais grosso na vertical por dois outros tubos os brônquios formando um V invertido Esses dois tubos cada um adentra em um pulmão O pulmão esquerdo está seccionado mostrando internamente sua constituição O brônquio esquerdo se ramifica em tubos mais finos cha mados de bronquíolos Estes se ramificam mais formando os bronquíolos terminais Nas pontas desses bronquíolos terminais temos os alvéolos Uma destas pontas foi des tacada e é ampliada para melhor visualização dos alvéolos Destacase neste aumento a presença de fibras musculares lisas em volta dos bronquíolos terminais filamentos rosas que abraçam os bronquíolos terminais Nas pontas desses bronquíolos aparecem estruturas arredondadas alaranjadas os alvéolos que juntos dão uma aparência de cachos de uva Figura 1 Estrutura anatômica das vias aéreas inferiores A passagem do ar pelo sistema respiratório está dividida em duas zonas a condutora por onde o ar passa e a respiratória onde ocorrem as trocas gasosas A zona condutora é composta pelo nariz nasofaringe laringe traqueia brônquios bronquíolos e bronquíolos terminais que possuem como principais funções a de filtrar aquecer umedecer e conduzir ou ar para o interior dos pulmões e para os alvéolos Estas vias de condução são compostas por células secretoras de muco e células ciliadas que pelo sistema de depuração mucociliar retém e removem partículas inaladas UNIDADE 5 115 As paredes das vias condutoras contêm musculatura lisa que recebe inervação simpática e parassim pática Quando o nervo simpático é estimulado ativa os receptores beta rever conteúdo da unidade 2 causando relaxamento dos brônquios e dilatação das vias aéreas por exemplo No entanto se houver estímulo parassimpático haverá ativação dos receptores muscarínicos causando contração e constrição das vias aéreas Mudanças de diâmetro das vias aéreas geram alterações de resistência destes tubos mudando o fluxo de ar que veremos mais adiante É importante ressaltar que a zona condutora por não conter os alvéolos e portanto não fazer trocas gasosas constitui o que chamamos de espaço morto anatômico termo este que também veremos mais à frente CONSTANZO 2012 A outra região do sistema respiratório é a zona respiratória composta pelos bronquíolos res piratórios ductos alveolares os sacos alveolares e alvéolos Os bronquíolos respiratórios possuem constituição muscular e mucociliar assim como ocorre na zona de condução Já os ductos alveolares não possuem cílios e quase nenhuma musculatura lisa terminando nos sacos alveolares e então revestidos pelos alvéolos Os alvéolos são evaginações em formato de saco que apresenta conti nuidade com as paredes dos bronquíolos respiratórios ductos e sacos alveolares como você pode ver na Figura 1 Compondo cada pulmão temos cerca de 300 milhões de alvéolos e são neles que ocorrem as trocas gasosas CONSTANZO 2012 Existem dois tipos celulares bem importantes nos alvéolos pulmonares os pneumócitos tipo I e tipo II Os pneumócitos tipo I são células pavimentosas que pela espessura fina permitem a ocorrência das trocas gasosas Já os pneumócitos tipo II não são células para realização de trocas gasosas são células esféricas que produzem o surfactante que ajuda a diminuir a tensão superficial dos alvéolos Além destes dois tipos celulares também existem ainda os macrófagos que ajudam na limpeza da região Figura 2 Vale lembrar que os alvéolos não possuem cílios e por isso os macrófagos são importantes já que não há como fazer a retenção de partículas pela falta desses cílios GUYTON HALL 2011 Outra característica importante é a presença de capilares sanguíneos que circunda cada alvéolo pulmonar e tem por função captar o oxigênio e liberar o dióxido de carbono CO2 que se difundem pela membrana alveolar uma membrana com 04 a 20 micrômetro de espessura GUYTON HALL 2011 Entre a membrana alveolar e a membrana do capilar existe ainda um estreito espaço intersticial A associação entre alvéolos pulmonares e vasos sanguíneos capilares propicia a hematose pulmonar o processo químicomolecular das trocas gasosas UNICESUMAR 116 Resumindo as zonas anatômicas do sistema respiratório e quantificando cada estrutura temos a se guinte organização Quadro 1 Sistema órgãoestrutura Quantidade zona condutora Traqueia 1 Brônquios 2 Bronquíolos 8 a 16 Bronquíolos terminais 32 a 6x104 zona respiratória Bronquíolos respiratórios 6x104 a 5x105 Ductos alveolares 5x105 Sacos alveolares 8x106 Quadro 1 Organização do sistema respiratório em zonas de condução e respiração Fonte a autora Sangue rico em oxigênio Fluido com surfactante Célula Tipo II Membrana respiratória Sangue pobre em oxigênio Capilar Macrófago alveolar Célula Tipo I Alvéolo Descrição da Imagem a imagem ilustra a estrutura de um alvéolo círculo vermelho em formato de bexiga A parte superior do alvéolo bico da bexiga mostra a entrada de oxigênio ou O2 seta verde voltada para o interior do alvéolo e saída de gás carbônico ou CO2 seta preta voltada para fora do alvéolo Ainda se destacam dentro do alvéolo os macrófagos célula arredondada azul com núcleo roxo e os pneumócitos I célula em formato de meia lua na periferia do alvéolo e II célula em formato de meia lua maior também na periferia do alvéolo com surfactante sombreado azul n a periferia do alvéolo O alvéolo está circundado pelo capilar sanguíneo metade esquerda do tubo está vermelho vivo representando o sangue rico em oxigênio e a outra metade se encontra mais azulada representando o sangue rico em gás carbônico em que circulam as hemácias estruturas ovais vermelhas dentro do capilar Neste capilar mostra a captação e O2 dos alvéolos seta verde clara saindo do alvéolo na porção mais avermelhada e entrando no capilar e saída do CO2 seta verde escura saindo do capilar na porção mais azulada e entrando no alvéolo Figura 2 Estrutura de um alvéolo UNIDADE 5 117 Como você pode perceber conforme os tubos vão se ramificando a quantidade deles aumenta até que se chegue nos milhões de alvéolos presentes internamente a cada pulmão Baseado na anatomia dos sistemas respiratórios podemos perceber que o processo de respiração é complexo e engloba quatro eventos principais destacados a seguir Ventilação Pulmonar renovação cíclica do gás alveolar pelo ar atmosférico Difusão do oxigênio e do dióxido de carbono entre os alvéolos e o sangue Transporte no sangue e nos líquidos corporais do oxigênio dos pulmões para as células e do CO₂ das células para os pulmões Regulação da ventilação e de outros aspectos da respiração Vamos entender cada um destes processos A ventilação pulmonar como mencionado anterior mente é a renovação cíclica do gás alveolar pelo ar atmosférico ou seja é o movimento do ar para dentro e para fora dos pulmões por meio de um gradiente de pressão que ocorre entre os pulmões e a atmosfera Esta ventilação é garantida pelos movimentos de inspiração e expiração A inspiração é um movimento ativo da respiração em que os músculos intercostais e do diafragma se contraem o volume pulmonar aumenta a pressão interna diminui e o ar entra Já a expiração é um movimento passivo da respiração em que os músculos intercostais e o diafragma relaxam o volume pulmonar diminui e a pressão interna aumenta para o ar sair Figura 3 GUYTON HALL 2011 Quando ocorre a atividade muscular a execução dos movimentos resulta em mudanças no volume da cavidade torácica que leva às mudanças das pressões conhecidas como intrapulmonar e intrapleural permitindo a movimentação do ar da região de alta pressão para região de baixa pressão Descrição da Imagem a imagem ilustra dois homens numa vista lateral da cabeça ao tronco No primeiro homem é apresentada a inspiração O ar em azul entra pelo nariz seta azul voltada para o nariz circula pelas vias superiores até alcançar os pulmões que se inflam empurrando a caixa torácica para fora e baixando o diafragma No homem ao lado destacase a expiração em que o ar roxo sai dos pulmões que murcham o diafragma se eleva e a caixa torácica se retrai empurrando o ar para fora do nariz seta roxa voltada para o meio externo Figura 3 Inspiração e expiração pulmonar Inspiração Expiração Músculo intercostal Costela Pulmão Pleura Parietal Pleura visceral Cavidade pleural A B UNICESUMAR 118 Além do volume da caixa torácica aquele que percebemos sua variação durante a inspiração e expiração temos o volume pulmonar que pode ser calculado em uma espirometria por exemplo GUYTON HALL 2011 Mas o que seriam exatamente esses volumes Os volumes estão divididos em volume corrente volume inspiratório de reserva volume expira tório máximo volume residual e espaço morto O volume corrente VC Quadro 2 é o volume de ar que preenche os alvéolos além do volume que preenche as vias aéreas Estes dois volumes somados representam cerca de 500mL de VC O volume inspiratório de reserva quadro 2 é o volume adi cional de ar inspirado além do volume corrente cerca de 3000 mL e isto pode ser conseguido quando se atinge a chamada inspiração máxima Quando se têm a inspiração máxima consequentemente se tem a expiração máxima medido pelo volume de expiração máxima quadro 2 ou seja o volume adicional de expiração além do VC que é cerca de 1100 mL Ainda temos o volume residual VR quadro 2 que é o volume restante de gás nos pulmões de aproximadamente 1200 mL CONSTAN ZO 2012 Além destes volumes ainda temos o chamado volume de espaço morto quadro 2 Este é o volume de ar do nariz eou boca traqueia brônquios e bronquíolos que é de cerca de 150 mL Ou seja tratase do volume de ar das vias que não participa das trocas gasosas Vamos seguir para um exemplo prático imagine uma inspiração de 500 mL de ar Destes 500 mL 150 mL ficam nas vias aéreas e 350 mL preenchem os alvéolos Resumindo temos a seguinte descrição TIPO DE VOLUME CARACTERÍSTICA QUANTIDADE VOLUME CORRENTE VC Volume de ar que preenche os alvéolos e vias aéreas 500 mL VOLUME INSPIRATÓRIO DE RESERVA VIR Volume adicional de ar inspirado além do volume corrente 3000 mL VOLUME DE EXPIRAÇÃO MÁXIMA VEM Volume adicional de expiração além do volume corrente 1100 mL VOLUME RESIDUAL VR Volume restante de gás nos pulmões 1200 mL VOLUME DE ESPAÇO MORTO Volume de ar das vias que não participa das trocas gasosas 150 mL Quadro 2 Quadro de tipos de volumes existentes suas características e quantidade Fonte a Autora Agora que você conhece os volumes vamos abordar os três tipos de pressões envolvidas no processo de ventilação pulmonar para depois podermos integrar todos os parâmetros envolvidos Uma das pressões envolvidas nos movimentos respiratórios é a pressão pleural que ocorre entre a pleura pulmonar e a pleura da parede torácica Figura 3b Tratase da pressão exercida pelo líquido líquido pleural que fica entre a pleura visceral pulmonar e a pleura parietal parede torácica Observase que esta pressão é negativa e no início da inspiração ela é cerca de 5cmH2O que é a quantidade de sucção necessária para manter os pulmões abertos no nível de repouso Durante a inspiração normal a expansão da caixa torácica traciona com uma força maior e isso cria uma pressão mais negativa ainda 75 cmH2O Isso nos permite dizer que quando ela se torna mais negativa o pulmão tende a se expandir e quando ela se torna menos negativa o pulmão tende a se retrair GUYTON HALL 2011 UNIDADE 5 119 Já a pressão alveolar é a que ocorre no interior dos alvéolos pulmonares Para isso o ar precisa entrar nos pulmões e quando isso ocorre a pressão alveolar diminui abaixo da pressão atmosférica 1 cmH2O provocando uma força que empurra o ar para dentro ou seja ele flui do local de maior para o local de menor pressão Essa pressão então é suficiente para puxar 05 litros de ar para dentro dos pulmões e consequentemente para os alvéolos Já na expiração as pressões são contrárias ou seja a pressão alveolar sobe para 1 cmH2O forçando os 05 litros de ar inspirado para fora dos pulmões GUYTON HALL 2011 E por último temos a pressão transpulmonar que é a diferença de pressão entre os alvéolos e as superfícies externas dos pulmões as pleuras ou seja é a diferença entre as pressões pleural e alveolar Quanto maior for a pressão transpulmonar maior será a quantidade de ar que entra nos pulmões CONSTANZO 2012 Seguindo a mesma ideia dos conceitos de volumes temos a seguir no quadro 3 os conceitos das pressões para que você tenha uma ideia global das suas localizações e para que servem TIPO DE PRESSÃO CARACTERÍSTICA QUANTIDADE PRESSÃO PLEURAL É a pressão que ocorre entre a pleura pulmo nar e a pleura da parede torácica 5cmH2O a 75 cmH2O PRESSÃO ALVEOLAR É a pressão que ocorre no interior dos alvéolos pulmonares Para isso o ar precisa entrar nos pulmões 1 cmH2O a 1 cmH2O PRESSÃO TRANSPULMONAR É a pressão resultada da diferença entre as pressões pleural e alveolar Quadro 3 Tipos de pressão suas características e quantidade Fonte a Autora Segundo Saraiva 1996 os alvéolos que ficam na parte superior dos pulmões têm maior volume do que os localizados na parte inferior Para encher os pulmões o volume de gás é direcionado aos alvéolos e isso ocorre concomitantemente com o aumento da pressão transpulmonar A variação de volume de ar que entra dividido pela variação de pressão é conhecida como complacência pulmonar É sabido que existem basicamente dois tipos de alvéolos os de abertura rápida e os de abertura lenta Os alvéolos de abertura rápida têm pouca resistência ao fluxo de gás e por isso têm baixa complacência Já os alvéolos de abertura lenta são o inverso pois possuem alta resistência ao fluxo e alta complacência Isso é importante para o estabelecimento destas diferenças de pressão Agora que já vimos as diferentes pressões e volumes vamos integrar esses pontos com o ciclo respiratório Segundo Constanzo 2012 um ciclo respiratório normal é dividido em três fases a de repouso a inspiração e a expiração A fase de repouso é o período entre os ciclos quando o diafragma está em posição de equilíbrio ou seja nenhum ar se move para dentro ou para fora dos pulmões Logo as pres sões alveolar e atmosférica boca e nariz são equivalentes Além disso a pressão intrapleural é negativa 5 cmH2O como já vimos pois ocorrem forças opostas entre os pulmões que tentam colapsar e a caixa torácica que tenta expandir de modo que gera uma pressão negativa no espaço intrapleural UNICESUMAR 120 Na fase de inspiração o diafragma contrai e isso faz com que o volume do tórax aumente Como o volume dos pulmões aumenta a pressão ali acaba diminuindo e esta relação é conhecida como lei de Boyle Quando metade do processo de inspiração tiver ocorrido a pressão alveolar cai abaixo da pres são atmosférica 1 cmH2O e isso estimula o fluxo de ar para dentro dos pulmões até que este processo ocorra por completo Quando isso ocorre a pressão alveolar fica novamente igual à pressão atmosférica dissipando o gradiente de pressão entre atmosfera e alvéolos cessando o fluxo de ar para dentro dos pulmões SILVERTHORN 2017 Por fim há a fase de expiração processo passi vo em que a pressão alveolar fica positiva ou seja maior que a pressão atmosférica Isto ocorre porque as forças elásticas dos pulmões comprimem o maior volume de ar nos alvéolos Quando essa pressão al veolar aumenta o ar sai dos pulmões e o volume pul monar retorna à sua capacidade residual funcional Ao final da expiração todos os volumes retornam à condição de repouso e o sistema então pode iniciar um novo ciclo respiratório SILVERTHORN 2017 Segundo Raff e Levitzky 2012 ao integrarmos a inspiração expiração volumes e pressões temos um passo a passo de cada parte da mecânica respiratória Pensando em inspiração temos a seguinte se quência é importante ressaltar que os passos 4 e 8 ocorrem simultaneamente 1 o encéfalo inicia o comando respiratório 2 os nervos conduzem o comando aos mús culos inspiratórios 3 o diafragma e músculos intercostais ex ternos se contraem 4 o volume torácico aumenta e a parede torácica se expande 5 a pressão intrapleural tornase mais ne gativa 6 a pressão transmural alveolar aumenta 7 os alvéolos se expandem 8 a pressão alveolar diminui abaixo da pres são atmosférica à medida que o volume alveolar aumenta 9 o ar flui para dentro dos alvéolos até a pressão alveolar entrar em equilíbrio com a pressão atmosférica A expiração por ser um processo passivo terá os seguintes comandos para promover a saída do ar evidenciando que os passos 3 e 5 ocorrem ao mesmo tempo 1 o encéfalo cessa o comando inspiratório 2 os músculos inspiratórios relaxam 3 o volume torácico diminui tornando a pressão intrapleural menos negativa e assim diminuindo a pressão transmural alveolar 4 a diminuição da pressão transmural per mite o aumento da retração elástica al veolar e com isso os alvéolos retornam aos seus volumes iniciais 5 o volume alveolar diminuído aumenta a pressão alveolar acima da pressão atmos férica permitindo um gradiente para o fluxo de ar 6 o ar flui para fora dos alvéolos até que a pressão alveolar entre em equilíbrio com a pressão atmosférica UNIDADE 5 121 Até agora falamos dos processos de ventilação e mecânica respiratória e em diversas ocasiões cita mos as trocas gasosas entre capilar e alvéolo e até mencionamos o transporte deles Como realmente ocorrem essas trocas quando os gases chegam aos alvéolos Esses processos de difusão e transporte de gases são o segundo e o terceiro ponto a serem discu tidos com base nos quatro pontos listados no início desta unidade Primeiramente vamos entender o processo de difusão dos gases nos pulmões Os pulmões são perfundidos com sangue proveniente do ventrículo direito como já visto na unidade anterior Outro ponto importante a se lembrar é que os alvéolos estão rodeados de muitos capilares sanguíneos isso permite que ocorram as trocas gasosas de oxigênio do alvéolo para o capilar pulmonar e de gás carbônico do sangue do capilar para o alvéolo O sangue do capilar pulmonar é direcionado ao lado esquerdo do coração átrio e se torna o sangue arterial sistêmico Observando o fluxograma a seguir Figura 4 verificase que no ar inspirado seco ou seja o que vem do meio externo a pressão do oxigênio é de 160 mmHg Ao chegar na traqueia o ar se umidifica reduzindo a pressão de oxigênio para 150 mmHg já que houve uma diluição do oxigênio na água da traqueia umidificada Ao chegar aos alvéolos os valores da pressão de oxigênio e agora também os do gás carbônico que até então era zero se modificam A pressão de oxigênio passa a ser de 100 mmHg menor que a do ar inspirado e a pressão de gás carbônico passa a ser de 40 mmHg maior que do ar inspirado que era zero Outro ponto a ser lembrado é que o sangue que entra nos capilares pulmonares é conhecido como sangue venoso misto sangue que saiu dos tecidos e foi devolvido ao lado direito do coração com uma pressão de oxigênio baixa 40 mmHg já que os tecidos consumiram esse gás e a pressão de gás carbônico é alta 46 mmHg já que os tecidos produzem esse gás e estão enviando ao sangue Já o sangue que deixa os capilares é o sangue arterial sistêmico altamente oxigenado sendo que a pressão de oxigênio aqui é de 100 mmHg e a pressão de gás carbônico é de 40 mmHg Figura 4 Este sangue irá retornar ao lado esquerdo do coração para iniciar um novo ciclo SILVERTHORN 2017 É preciso ficar claro para você caro aluno que a mudança na pressão do oxigênio e gás carbônico alveolar ocorre porque o oxigênio do alvéolo é levado até o capilar e com o gás carbônico ocorre o inverso ele sai do capilar e vai para o alvéolo UNICESUMAR 122 Ar inspirado seco PO2 160 mmHg PCO2 0 mmHg Ar traqueal umidifcado PO2 150 mmHg PCO2 0 mmHg Ar alveolar PO2 100 mmHg PCO2 40 mmHg O2 CO2 Capilar Sangue venoso misto PO2 40 mmHg PCO2 46 mmHg Sangue arterial sistêmico PO2 100 mmHg PCO2 40 mmHg Descrição da Imagem iniciamos o fluxograma com a entrada do ar seco com a pressão de oxigênio de 160 mmHg e de gás carbônico de zero Ao chegar na traqueia seta cinza para baixo o ar se umidifica reduzindo a pressão de oxigênio para 150 mmHg a de gás carbônico não se altera continuando a ser zero Ao chegar aos alvéolos os valores da pressão de oxigênio e agora também de gás car bônico que até então era zero se modificam sendo a primeira de 100 mmHg e a segunda de 40mmHg O oxigênio do alvéolo é levado seta roxa até o capilar duas barras vermelhas que formam um tubo e o gás carbônico realiza o inverso ele sai do capilar e vai para o alvéolo seta verde No sangue venoso misto sangue que saiu dos tecidos e foi devolvido ao lado direito do coração a pressão de oxigênio baixa 40 mmHg e a pressão de gás carbônico é alta 46 mmHg Já no sangue arterial sistêmico a pressão de oxigênio aqui é de 100 mmHg e a pressão de gás carbônico é de 40 mmHg Figura 4 Valores de pressão de gases no ar inspirado Fonte a Autora Agora vamos entender melhor o transporte de gases pelo sangue O oxigênio é transportado de duas formas diferentes no sangue de forma dissolvida e ligado à hemoglobina A quantidade de O2 na forma dissolvida é baixa cerca de 2 do total de oxigênio no sangue É claro que esta quantidade é insuficiente para atender nossas demandas e por isso a maior parte ou seja os outros 98 são transportados ligados à hemoglobina Hb Segundo Guyton e Hall 2011 a Hb é uma hemeproteína presente nos eritrócitos descoberta pelo fisiologista Seyler Hemeproteína significa que há a associação de um grupo prostético heme contendo um átomo de ferro a cada uma das quatro cadeias de globina sendo duas cadeias alfa e duas cadeias beta em con formação de hélice Figura 5 UNIDADE 5 123 Se você visualizar a Figura 5 irá perceber que existe por toda a molécula a presença de íons ferro 4 átomos Cada um é responsável por se ligar a uma molécula de oxigênio também pode transportar gás carbônico É importante entender que o grupamento heme pode também se ligar a outros gases como o monóxido de carbono e o óxido nítrico e isso têm grande importância clínica Caso haja associação ao monóxido de carbono por exemplo isso representará alta toxicidade ao organismo e efeitos maléficos aos tecidos que o receberem Já pela associação ao óxido nítrico há um papel importante na vasodilatação No entanto a ligação mais importante e vital ainda é a ligação Hboxigênio formando oxihemoglobina e essa ligação se inicia pelas subunidades alfa Isso se deve ao fato de as subunidades betas terem menor afinidade ao oxigênio em relação à alfa Por ocasião da ligação da subunidade alfa ao oxigênio do grupo heme ocorre uma mudança conformacional desta subunidade Isso favorece a ligação dos outros oxigênios nos sítios da proteína Foi verificado que 1g de hemoglobina pode carregar até 134 ml de oxigênio Nos capilares teciduais há a difusão do oxigênio para o líquido intersticial e dele para as células Como nas células o O2 está sendo constantemente usado pelas mitocôndrias por diferença de pressão Po2 é menor nas células pois está sendo constantemente consumido no processo de respiração celular o O2 se difunde para dentro das células Vale lembrar que o O2 transportado pela hemoglobina se difunde primeiramente para o plasma e na sequência para o líquido intersticial WIDMAIER et al 2017 Cadeia Cadeia Heme Fe2 β α Descrição da Imagem a imagem ilustra a conformação espacial da hemoglobina com quatro cadeias de globina sendo duas betas representados por dois tubos contorcido e entrelaçados sendo uma rosa e um alaranjado e duas alfas representados por dois tubos contorcido e entrelaçados sendo um verde escuro e um verde claro Retângulos vermelhos dentro dessas subunidades representam os grupos heme destacando em pontos vermelho escuro os íons ferro Figura 5 Estrutura da molécula de hemoglobina Hb que mostra cadeias alfa e beta grupos heme e átomos de ferro UNICESUMAR 124 É importante lembrarmos que o oxigênio é essencial para produção de energia na cadeia respira tória realizada pelas mitocôndrias Logo é de grande valia que seja produzido em quantidade e forma adequada Como produto da respiração celular temos o CO2 Num indivíduo em repouso o metabolismo gera aproximadamente 200 ml desse gás tóxico Devido à baixa PCO2 no sangue arterial através dos capilares o CO2 se difunde para sangue WIDMAIER et al 2017 Uma vez no sangue o CO2 pode ser transportado de várias formas por meio da hemoglobina como bicarbonato ou dissolvido no plasma Durante o transporte via hemoglobina o gás carbônico se liga ao grupo heme da hemoglobina para transportálo dos tecidos periféricos para os pulmões Como parte do processo primeiramente ocorre a perda de oxigênio da oxihemoglobina fazendo com que a hemoglobina se liga aos íons hidrogênio do meio liberando o oxigênio conforme a fórmula representativa a seguir HbO2 H HbH O2 O gás carbônico então pode se ligar ao grupamento heme da hemoglobina para enfim ser trans portado O transporte do gás carbônico sob a forma de carboxihemoglobina corresponde a cerca de 10 a 20 do transporte deste gás A maior parte do CO2 transportado no entanto se faz sob a forma de bicarbonato SILVERTHORN 2017 Essa reação é catalisada por uma enzima a anidrase carbônica e depende da presença de água na hemácia A água se associa ao gás formando o ácido carbônico que se dissocia em íons hidrogênio e bicarbonato sendo este último encaminhado ao plasma para ser transportado conforme a fórmula representativa a seguir CO2 H2O Η2CΟ3 Η ΗCΟ3 A terceira forma de transporte do CO2 é livre no plasma Esse gás é mais solúvel em água que o O2 e por isso pode ser transportado pelo sangue tanto dissolvido no plasma quanto no citosol dos eritró citos Acreditase na verdade que cerca de 7 do gás carbônico pode ser transportado de forma livre diretamente no plasma 23 sob a forma de carboxihemoglobina e 70 sob a forma de bicarbonato GUYTON HALL 2011 O esquema a seguir Figura 6 mostra a integração das três formas de transporte do gás carbônico da célula para o pulmão e assim facilitar seu entendimento Cabe ressaltar ainda que as trocas gasosas que dietas ricas em carboidratos principalmente sim ples podem aumentar a produção de CO2 e do quociente respiratório em pacientes com desnutrição proteico calórica SBNEP 2011 UNIDADE 5 125 E como todo esse processo de respiração é controlado Tanto o volume corrente e as pressões quanto a frequência de respirações são pontoschave de regulação Este controle ocorre dependente de qua tro componentes os quimiorreceptores de oxigênio gás carbônico e pH os mecanorreceptores nas articulações e pulmões os centros de controle e os músculos respiratórios Basicamente o processo de regulação ocorre da seguinte forma as diferentes pressões de gás carbônico e oxigênio ou o próprio pH estimulam os quimiorreceptores e mecanorreceptores que se conectam aos centros respiratórios ativando os músculos respiratórios promovendo assim a ventilação CONSTANZO 2012 O fluxo grama a seguir ilustra essa organização geral Hemácia Hb CO2 H2CO3 H2O CO2 H HCO3 HCO3 Capilar Núcleo CO2 Célula Plasma CO2 Descrição da Imagem a hemácia está representada pelo círculo vermelho interno ao capilar linhas vermelhas na vertical que contém o plasma Ao lado da hemácia temos a célula representada pelo círculo cinza com núcleo interno círculo menor Dentro da hemácia temos o gás carbônico representado pela sigla CO2 Este pode ser direcionado ao capilar sob três formas a primeira é diretamente no plasma a segunda e a terceira é dentro da hemácia ou pela ligação com a hemoglobina Hb ou pela associação com água H2O formando o ácido carbônico H2CO3 que se dissocia em íons hidrogênio H e bicarbonato HCO3 este último sendo direcionado ao plasma Figura 6 Esquema das 3 formas de transporte do gás carbônico Fonte a Autora PCO2 PO2 pH Quimiorreceptores e Mecanorreceptores Centros respiratórios Músculos respiratórios Ventilação Descrição da Imagem o fluxograma mostra a pressão de gás carbônico pressão de oxigênio e o pH ativando seta preta para baixo os quimiorreceptores e mecanorreceptores estes ativam os centros respiratórios que acionam os músculos que promovem a ventilação Figura 7 Esquema da regulação da respiração Fonte a Autora UNICESUMAR 126 Para facilitar sua compreensão vamos abordar primeiramente os centros de controle que ocorrem no tronco encefálico Figura 8 Estimulação Inibição Centro pneumotáxico Centro apneustico Grupo respiratório ventral GRV Grupo respiratório dorsal GRD Centro de ritmicidade respiratória Ponte Bulbo Neurônios motores expiratórios Músculos intercostais internos Neurônios motores inspiratórios Músculos intercostais externos Diafragma Descrição da Imagem na parte superior da imagem temos um corte do encéfalo evidenciando o bulbo e a ponte Internamente à ponte temos em destaque o centro respiratório círculo vermelho que se conecta com o centro apnêustico círculo azul Este então se conecta com o centro de ritmicidade respiratória dividida em grupo ventral e dorsal ambos no bulbo Estes centros se conectam aos músculos intercostais externos que estão mostrados na imagem do tórax Figura 8 Representação dos centros respiratórios bulbar e pontinho Fonte Widmaier et al 2017 UNIDADE 5 127 O ciclo de inspiração e expiração é controlado automaticamente por neurônios que ficam no tronco encefálico mais precisamente na pon te e bulbo O centro respiratório do bulbo é formado por dois grupos neuronais grupo respiratório dorsal e grupo respiratório ventral Estes grupos controlam o ritmo da respiração ajustando a frequência de inspiração O grupo respiratório dorsal é formado de neurô nios inspiratórios já o grupo respiratório ventral é formado tanto por neurônios inspiratórios quanto expiratórios O grupo respiratório dorsal recebe as aferências isto é as informações provenientes dos nervos glossofaríngeo sensibilizados pelos qui miorreceptores periféricos e do nervo vago através dos mecanorreceptores discutidos a seguir e envia eferências para os motoneurônios frênicos no dia fragma e também para o grupo respiratório ventral Já o grupo respiratório ventral possui neurônios inspiratórios que enviam eferências para os múscu los intercostais e escalenos e neurônios expiratórios comandando os músculos abdominais O funciona mento desses centros ainda está sendo elucidado mas acreditase que um ativador da inspiração cen tral estimula as células do grupo respiratório dorsal CONSTANZO 2012 Outro centro de controle é o centro respi ratório pontino dividido em centro pneumo táxico e centro apnêustico sendo que ambos controlam a intensidade da respiração O centro apnêustico referese à respiração anormal ou seja a respiração condicionada por inspirações prolongadas e expirações curtas A estimulação destes neurônios excita o bulbo produzindo um longo período de potenciais de ação no nervo frênico e acentuando assim a contração do dia fragma Por último temos o centro pneumo táxico conhecido por influenciar no processo respiratório que impede a inspiração limitando assim os potenciais de ação do nervo frênico Este centro limita o volume corrente regulando assim a frequência respiratória Essa interrupção se dá por meio de variados estímulos químicos ou mecânicos enviados do centro pneumotáxico aos centros bulbares SILVERTHORN 2017 Como ficou claro para que os centros de controle processem cada informação precisa recebêla sensorialmente e enviar a informação de forma motora ao diafragma por exemplo Isto se dá por meio da captação da informação nos quimiorreceptores e mecanorreceptores Os quimiorreceptores centrais Figura 9 fi cam no tronco encefálico e são sensíveis às mu danças de pH do líquido cerebrospinal LCE E qual a relação entre o LCE e a respiração Quando há diminuição do pH do LCE há um aumento na frequência respiratória chamada de hiperventilação e assim quando há aumen to de pH no LCE há diminuição da frequência respiratória ou seja ocorre a hipoventilação e isso é sentido diretamente pelos quimiorrecep tores SILVERTHORN 2017 Além dos centrais também existem os qui miorreceptores periféricos Figura 9 locali zados no arco aórtico e bifurcação da carótida do coração e que se sensibilizam ao oxigênio ao gás carbônico e aos íons hidrogênio São ativados mais intensamente em decorrência da diminui ção da pressão de oxigênio e respondem a queda do pH por causa respiratória ou metabólica No entanto respondem fracamente ao aumento da pressão de gás carbônico CONSTANZO 2012 UNICESUMAR LEGENDA AC anidrase carbônica Descrição da imagem a imagem mostra o capilar encefálico tubo rosa abaixo de líquido cerebrospinal retângulo azul entre eles está a barreira hematoencefálica Abaixo do líquido cerebrospinal temos o bulbo retângulo amarelo Com o aumento da pressão parcial de oxigênio do plasma há um aumento dessa pressão dentro do capilar que permite a associação do gás carbônico com água formando ácido carbônico Este último dissocia em hidrogênio e bicarbonato Os íons hidrogênio e o gás carbônico são captados por quimiorreceptores centrais do bulbo e essa ligação ativa a centros de controle respiratório permitindo o aumento da ventilação Isto leva ao aumento da pressão de oxigênio do plasma O gás carbônico também é dissociado em hidrogênio e bicarbonato que pode estimular os quimiorreceptores periféricos dos corpos carotídeos e aórticos e isso ativa neurônios sensoriais e também atua nos centros de controle respiratório Resumindo os níveis de oxigênio são detectados pelos quimiorreceptores periféricos da seguinte forma conforme a pressão parcial de oxigênio diminui os quimiorreceptores periféricos intensificam os estímulos nervosos para o centro respiratório que responde prontamente aumentando a ventilação e os níveis de oxigênio Além destes quimiorreceptores ainda temos os mecanorreceptores nas articulações e pulmões que enviam informação ao centro inspiratório bulbar promovendo uma resposta coordenada especialmente durante o exercício físico Esses mecanorreceptores são acionados no exercício para facilitar esse aumento na ventilação CONSTANZO 2012 Para facilitar seu entendimento veja a seguir uma integração dos componentes de regulação UNIDADE 5 129 Quimiorreceptores periféricos Quimiorreceptores centrais Receptores de músculos e articulações Mecanorreceptores Nervo glossofaríngeo e vago CENTRO APNÊUSTICO CENTRO RESPIRATÓRIO BULBO E PONTE Nervo vago CENTRO PNEUMOTÁXICO Nervo frênico Diafragma Descrição da Imagem o mapa construído com quadros mostra ao centro o centro respiratório bulbo e ponte de onde partem setas que indicam os determinantes que atuam neste centro Os determinantes são quimiorreceptores periféricos ativas pelo nervo vago e glossofaríngeo quimiorreceptores centrais receptores de músculos e articulações mecanorreceptores ativados pelo nervo vago diafragma ativado pelo nervo frênico e os centros apnêustico e pneumatóxico Figura 10 Fluxograma da interação entre os componentes do centro respiratório bulbar e pontíneo Fonte a Autora Você já parou para pensar nos limites da vida em relação a fisiologia do sistema respiratório Livro A vida no limite A ciência da sobrevivência Sinopse o livro aborda a ciência da sobrevivência e os desafios que as pessoas podem enfrentar em ambientes hostis tais como em grandes altitudes sob intensa pressão no calor e no frio extremos na velocidade no espaço Nos dois primeiros capítulos você encontrará conhecimentos e curiosidades sobre a vida nas alturas e a vida sobre pressão fisiologia do mergulho incluindo tanto as características do ambiente quanto sua influência sobre a fisiologia humana principalmente envolvendo o sistema respiratório UNICESUMAR 130 Ao longo desta unidade podemos compreender a importância do funcionamento respiratório Enten demos como ocorre a captação dos gases como são transportados e quais os fatores determinantes para que gases possam se difundir de maneira correta Vimos também uma relação direta entre o bom funcionamento do sistema respiratório e cardiovascular e como eles estão interligados Estes conhecimentos são muito importantes para que você profissional da saúde possa entender melhor sobre uma medicação que está sendo fornecida a um paciente uma melhor nutrição para favorecimento e melhora de um quadro respiratório um exame específico solicitado e como ele pode influenciar no diagnóstico Com base nas informações dessa unidade se faz viável um bom prognós tico para muitas das doenças respiratórias já elucidadas e assim uma melhora na qualidade de vida do indivíduo Você já ouviu falar em jogadores de futebol terem dificuldade de respirar quando se deslocam a regiões de grandes altitudes e que eles precisam ir dias antes do jogo para se adaptarem e não sofrerem no dia da partida Pois bem esse processo de falta de ar em grandes altitudes é conhe cido como hipóxia Cerca de 25 das pessoas que se deslocam para essas regiões apresentam algum tipo de malestar Isto é ocasionado pois apesar da pressão alveolar ser normal a pressão de oxigênio que deixa os pulmões acaba sendo baixa promovendo a falta de oxigênio nos tecidos corporais gerando esse malestar Já ouviu falar de DPOC doença pulmonar obstrutiva crônica Sabe o que pode ocasionar e qual a sintomatologia Qual sua relação com o processo respiratório estudado Gostaria de saber mais sobre isso e as consequências para o corpo Ouça esse podcast e entenda mais sobre o assunto 131 Agora que você pode entender a fundo esse sistema os componentes formados e sua integração para a ocorrência da respiração construa um mapa conceitual seguindo o modelo integrando todos os conhecimentos adquiridos nesta unidade INSPIRAÇÃO EXPIRAÇÃO MECÂNICA DA RESPIRAÇÃO REGULAÇÃO OXIGÊNIO GÁS CARBÔNICO COMO OCORREM AS TROCAS GASOSAS COMPONENTES DA ZONA CONDUTORA COMPONENTES DA ZONA RESPIRATÓRIA RESPIRAÇÃO 132 1 A hemoglobina é o principal transportador dos gases respiratórios Sua composição é essencial para que ocorra a ligação do gás carbônico eou do oxigênio e sua difusão aos diferentes sis temas Sobre os fatores que podem influenciar no sucesso dessa ligação assinale a alternativa que melhor justifica essa associação a níveis de dióxido de carbono b níveis de oxigênio c disponibilidade de ferro d pH sanguíneo e todas as alternativas 2 Para o sucesso de um ciclo respiratório completo 3 são as etapas envolvidas a de repouso a inspiração e a expiração Fatores podem estimular cada etapa e estas podem sequenciar a evidência de um ciclo completo Sobre este tema assinale a alternativa correta a A fase de repouso é um processo passivo em que a pressão alveolar fica positiva ou seja maior que a pressão atmosférica b A pressão intrapleural é positiva de 5 cmH2O como já vimos pois ocorrem forças opostas entre os pulmões que tentam expandir e a caixa torácica que tenta colapsar que gera uma pressão negativa no espaço intrapleural entre elas c Forças elásticas dos pulmões comprimem o maior volume de ar nos alvéolos Quando essa pressão alveolar aumenta o ar sai dos pulmões e o volume pulmonar retorna à sua capaci dade residual funcional d Na fase de inspiração o diafragma relaxa e isso faz com que o volume do tórax diminua Como o volume dos pulmões diminui a pressão ali acaba subindo e A fase de expiração é o período entre os ciclos quando o diafragma está em posição de equi líbrio ou seja nenhum ar se move para dentro ou para fora dos pulmões 133 3 Anatomicamente podemos dividir o sistema respiratório em duas zonas a de condução e a respiratória e estas zonas estão ligadas diretamente à eficiência do processo de respiração Sobre estas zonas assinale a alternativa correta a A zona respiratória é composta pelo nariz nasofaringe laringe traqueia brônquios bronquíolos e bronquíolos terminais b As vias respiratórias são compostas por células secretoras de muco e células ciliadas que removem qualquer partícula danosa inalada c A zona de condução por conter os alvéolos e portanto fazer trocas gasosas constitui o que chamamos de espaço morto anatômico d A zona condutora é composta pelos bronquíolos respiratórios ductos alveolares e os sacos alveolares e Os pneumócitos tipo I são células pavimentosas e permitem a ocorrência das trocas gasosas Já os pneumócitos tipo II são células esféricas que produzem o surfactante MEU ESPAÇO 6 nesta unidade você entenderá sobre a estrutura do sistema uri nário com ênfase na porção renal na qual contém o néfron Você compreenderá como esta região está organizada e como cada parte contribui para a formação da urina bem como aprenderá sobre os líquidos e processo de filtração glomerular Entenderá também a relação entre a formação de urina e o fluxo sanguíneo renal in cluindo os processos de reabsorção secreção e excreção do filtrado glomerular para a formação da urina Por fim aprenderá sobre a regulação renal dos íons como sódio potássio magnésio cloro bicarbonato para o controle do volume sanguíneo e o papel dos rins para o controle da pressão arterial a longo prazo Fisiologia do Sistema Renal Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva UNICESUMAR 136 O sistema urinário pode ser considerado um dos nossos principais sistemas que controlam o processo de filtração sanguínea Por esse motivo qualquer descontrole seja ele estrutural ou funcional pode desencadear problemas graves e até mesmo doenças que podem levar ao óbito Como você poderia explicar a relação entre a diabetes e o descontrole renal Como poderíamos explicar a grande quantidade de excreção de urina por pacientes acometidos por diabetes Alguma modificação na coloração da urina pode ser observada Podemos medir se essa urina apresenta variações de concentração de componentes Segundo Flor e Campos 2017 o diabetes mellitus destacase atualmente como uma importante causa de morbidade e mortalidade atingindo 382 milhões de pessoas Acreditase ainda que aproximadamente 50 dos diabéticos desconhecem que têm a doença a qual foi descoberta por volta de 100 AC até então determinada pela sua presença maior em homens que apresentavam uma urina incessante e muito frequente Além disso variações na coloração da urina poderiam determinar o funcionamento renal visto que a urina variava entre a coloração amareloescuro vermelha ou até mesmo preta Embora hoje tenhamos testes muito mais específicos e complexos para determinação do funcionamento renal ainda utilizamos a urina como meio de detecção de presença de glicose e outros componentes que podem ser compatíveis com diabetes e centenas de outras doenças O exame de urina é amplamente utili zado na clínica médica para avaliar desordens das vias urinárias A vantagem para realização do exame de urina é que este exame possui baixo custo e é realizado de maneira rápida confiável precisa e segura sendo amplamente utilizado para diagnóstico de patologias triagens de populações assintomáticas acompanha mento de doenças e verificação da eficácia do tratamento RAMOS et al 2018 Imagine a seguinte situação hipotética um paciente de 40 anos apresenta dor incessante no pé e não consegue andar direito A dor se intensificou e isso fez com que o paciente procurasse ajuda médica Após ser avaliado e com o resultado de alguns exames foi constatado que o paciente tinha gota Qual a relação entre essa dor com o diagnóstico Quais consequências podem haver caso ele não se trate corretamente Que relação pode haver entre gota e sistema urinário Use o diário de bordo para tentar elucidar e respon der a esses questionamentos Tente com base na literatura entender que alterações podem estar envolvidas com esse paciente tentando correlacionar a doença com o sistema urinário e qual via pode estar alterada nesse contexto Segundo a Sociedade Brasileira de Reumatologia a maioria dos portadores de gota é composta por homens adultos com maior incidência entre 40 e 50 anos e principalmente em indivíduos com algumas enfermidades préexistentes como sobrepeso ou obesos sedentarismo e usuários de bebidas alcoólicas com frequência Quando pensamos em doenças que afetam o sistema urinário os fatores externos como os citados anteriormente são determinantes no agravamento da doença e cuidar deles pode provocar uma melhora no quadro Portanto conhecer e controlar intrinsecamente o sistema urinário beneficia os pacientes diminuin do as crises e até mesmo ajudando na eliminação da gota na diminuição dos efeitos do diabetes e tantas outras doenças metabólicas da atualidade Entender o papel nutricional para diminuição do sobrepeso pode colaborar muito para a diminuição dos sinais visto que o excesso de proteína e alta ingestão de alimentos ácidos se tornam muito prejudiciais nesta e em outras doenças Uma dieta balanceada a fim de diminuir os níveis de ácido úrico no sangue auxilia muito no tratamento da gota e por isso é altamente recomendada a ingestão de cereais integrais frutas e vegetais frescos e leite e derivados com baixo teor de gordura UNIDADE 6 137 O sistema urinário é um dos sistemas corporais mais importantes essencial no processo de fil tração do sangue produção de urina controle do equilíbrio ácidobásico manutenção do volume extracelular regulação de água produção de re nina regulação da pressão arterial produção de eritropoietina e produção de eritrócitos na me dula óssea CONSTANZO 2012 A cada 24 horas são produzidos cerca de 1500mL de urina e para que isso ocorra é neces sária uma organização morfofuncional específica Nosso sistema é formado por dois rins dois urete res uma bexiga urinária e uma uretra Figura 1 Córtex Medula UNICESUMAR 138 Aorta Ureter Veia cava inferior Rim esquerdo Bexiga urinária Uretra Rim direito Descrição da Imagem a imagem apresenta os componentes do sistema urinário enfatizando os dois rins estruturas marrons em formato de feijão que se conectam à bexiga estrutura ovalada marrom pelos ureteres tubos longitudinais que partem do centro dos rins e alcançam a bexiga Da bexiga parte um tubo vertical curto a uretra Conectando os rins entre si também temos a veia cava inferior tubo de cor azul e a aorta tubo de cor vermelha situadas paralelas aos ureteres Figura 1 Anatomia do sistema urinário Segundo Constanzo 2012 o rim é um órgão encapsulado em que cada um situase em um lado da coluna vertebral na altura da décima primeira costela acima da cintura e abaixo do diafragma E qual seria a participação deste órgão para o sistema urinário Basicamente sua função principal é a remoção de resíduos do corpo por meio da regulação homeostática da água e o conteúdo iônico do sangue Podemos dizer que os rins são responsáveis pelo balanço de sal e água processo este conhecido como balanço hídrico e eletrolítico Os rins mantêm a concentração normal de íons e água no sangue pelo equilíbrio da ingestão dessas substâncias culminando com a sua excreção na urina Imagine beber 34 mL de refrigerante a cada 3 minutos ao final de 24 horas você consumiu o equivalente a 180 L de refrigerante Essa é a quanti dade de plasma que passa nos néfrons a cada dia Como o volume médio de urina que deixa o rim é de apenas 15L por dia mais de 99 do líquido que entra no néfron precisa voltar para o sangue caso contrário o corpo desidrata CONSTANZO 2012 Para que este balanço de íons e água ocorra é necessária uma estrutura altamente organizada Interna mente podemos dividir o rim em duas porções ou zonas a cortical e a medular A zona cortical ou córtex é a mais externa e por onde circula cerca de 9095 do sangue Já a zona medular ou medula é a porção mais interna em que estão contidas as pirâmides ou lobos medulares Figura 2 CONSTANZO 2012 UNIDADE 6 139 O córtex e as pirâmides da medula renal compreendem a parte funcional do rim parênquima No parênquima estão contidos os néfrons unidades funcionais dos rins Figura 2 Você deve lembrar das aulas de anatomia que os néfrons são divididos em duas partes o corpúsculo renal composto pelo glomérulo e cápsula glomerular e o túbulo renal dividido ainda em túbulos contorcido proximal alça do néfron e túbulo contorcido distal TORTORA NIELSEN 2019 É importante ficar claro que no geral os néfrons estão localizados no córtex renal néfrons corticais porém 20 deles possuem o corpúsculo renal situado na porção cortical e parte do túbulo renal penetra na medula renal os cha mados néfrons justaglomerulares SILVERTHORN 2017 TORTORA NIELSEN 2019 Figura 3 São cerca de um milhão de néfrons por rim em que ocorre a associação de túbulos envolvidos por capilares por onde a troca de íons ocorre Agora você sabe que no córtex ocorre a circulação da maior parte do sangue e isso se dá pois ali estão a maior concentração de néfrons SILVERTHORN 2017 Córtex renal Medula renal Coluna renal Pirâmide renal Papila renal Seio renal Cápsula fbrosa Hilo renal Néfron TRAJETO DA DRENAGEM DE URINA Ducto coletor Ducto papilar Cálice renal menor Cálice renal maior Pelve renal Artéria renal Veia renal Ureter Bexiga urinária Lobo renal Descrição da Imagem a imagem mostra um corte longitudinal do rim enfatizando a estrutura do córtex contorno externo rosa claro ao redor do rim e a região medular destacada por estes contornos rosasescuro internos ao rim em que fica a pelve renal As estruturas destacadas em vermelho são os lobos que contém as pirâmides de Malpighi Internamente à pirâmide temos uma demonstração do néfron tubos amarelos pequenos Conectados às pirâmides temos os cálices menor e maior que desembocam na pelve e desta no ureter tubos grandes amarelos Ao redor da pelve temos a artéria renal tubo vermelho e veia renal tubo azul Figura 2 Estrutura interna do rim humano Fonte Tortora e Nielsen 2019 UNICESUMAR 140 Túbulo contorcido distal Túbulo contorcido proximal Artéria Veia Artéria Veia Corpúsculo renal Cápsula de Bowman Glomérulo Mácula densa Alça de Henle Ramo desecendente Segmento espesso do ramo ascendente Segmento delgado do ramo Vasos retos Capilares peritubulares Arteríola eferente Arteríola aferente Córtex Medula Junção corticomedular Ducto coletor medular Urina Ducto coletor cortical Néfron cortical Néfron justamedular Descrição da Imagem o néfron está simbolizado pela sequência de túbulos amarelos que seguem a seguinte ordem partindo do glomérulo estrutura de capilar sanguíneo enovelado vermelho está envolvido a cápsula glomerular tubo em formato de C Dele parte um túbulo ondulado o túbulo contorcido proximal que se projetou por trás da cápsula glomerular e desce formando a alça do néfron tubo em formato de U A alça do néfron é dividida numa porção espessa ascendente uma porção fina descendente uma porção fina ascendente e uma porção espessa ascendente A porção espessa ascendente para próxima à região do glomérulo sendo que a parede do túbulo que está voltada para o glomérulo é chamada de mácula densa Formase então um túbulo ondulado o túbulo contorcido distal que desembocam no ducto coletor tubo reto e espesso Figura 3 Estrutura dos néfrons cortical e justaglomerular Fonte Widmaier et al 2017 p 509 Acompanhando a Figura 3 podemos perceber que o néfron iniciase por uma estrutura oca circular chamada de cápsula glomerular cápsula de Bowman Esta cápsula circunda as alças de capilares do glomérulo para que na passagem de sangue pelos capilares o que for importante ao sangue retorna à arteríola eferente e o que for participar da formação da urina possa por meio dela passar para dentro do lúmen do túbulo O corpúsculo renal é a primeira região de troca de componentes para formação do ultrafiltrado ainda não podemos chamar de urina UNIDADE 6 141 Da cápsula glomerular o líquido filtrado ou ultrafiltrado segue pelo túbulo contorcido proximal e depois para o segmento intermediário a alça do néfron alça de Henle segmento em forma de U A alça é dividida em ramos descendente espesso que segue para o descendente delgado após a curva temos os ramos ascendente delgado e ascendente espesso Ao final o líquido segue então para o túbulo contorcido distal e deste até o ducto coletor que pode receber afluência de até 8 néfrons ao mesmo tempo O ducto coletor passa então do córtex para a medula renal e drena a urina para a pelve renal Figura 2 Da pelve renal a urina flui para o ureter no seu trajeto para excreção e deste para bexiga e uretra SILVERTHORN 2017 Para que o processo de filtração do sangue e formação da urina ocorra são necessários alguns pas sos importantes como a filtração a reabsorção a secreção e a excreção quadro 1 Antes de entender esses quatro princípios básicos vamos entender a própria terminologia destas palavras no contexto da fisiologia renal como segue Terminologia Definição Filtração Movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron Reabsorção Transporte de substâncias presentes no filtrado do lúmen do túbulo de volta para o sangue Secreção separar movimento de moléculas do sangue ou da parede do túbulo para o lú men do túbulo Excreção para fora Remoção de uma substância do corpo Quadro 1 Terminologias sobre os principais processos fisiológicos renais Fonte a Autora Relacionando a localização das porções do néfron e esses processos mencionados temos que a filtração ocorre no corpúsculo renal já a reabsorção e a secreção ocorrem ao longo dos túbulos transferindo material entre o lúmen e os capilares variando a quantidade e a composição das substâncias nos diferentes segmentos do néfron Por fim o filtrado que permanecer no lúmen do túbulo no final do néfron será excretado como urina Um outro fato relevante é que ocorre neste trajeto a modificação do volume e a osmolaridade do líquido que veremos em cada uma das etapas a seguir Como vimos a filtração é o movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron e ocorre no corpúsculo renal Quando o fluxo sanguíneo renal chega aos capilares glomerulares por meio da arteríola aferente parte desse sangue é filtrada para o espaço capsular estrutura essa delimitada pela cápsula glomerular Figura 3 Vale lembrar que apenas 20 do plasma que passa por meio do glomérulo são filtrados Os 80 restantes do plasma junto com a maioria das proteínas e as células do sangue fluem para os capilares peritubulares que circundam os néfrons retornando à circulação GUYTON HALL 2011 UNICESUMAR 142 E como ocorre esse processo de separação do que é útil para retornar ao sangue e demais compo nentes do ultrafiltrado As substâncias que deixam o plasma para formar o filtrado precisam passar por meio de 3 barreiras de filtração antes de entrar no lúmen do túbulo contorcido proximal sendo eles o endotélio glomerular a membrana basal e o epitélio da cápsula glomerular formada por podócitos e seus prolongamentos pedicelos Figura 4 Fenestração poro da célula endotelial glomerular impede a fltração de células sanguíneas porém possibilita a passagem de todos os componentes do plasma sanguíneo Lâmina basal do glomérulo impede a fltração de proteínas maiores Epitélio da cápsula glomerular a membrana da fenda dos pedicelos impede a passagem de proteínas de tamanho médio Fenda de fltração Pedicelo Podócito da camada visceral da cápsula glomerular 1 2 3 Descrição da Imagem temos uma visão ampliada de um capilar evidenciando os podócitos estrutura enovelada que envolvem a lâmina basal estrutura azul circular e esta envolve o endotélio fenestrado tubo bege com perfurações as chamadas fenestrações não se aderem firmemente ao glomérulo deixando espaços conhecidos como fendas de filtração Figura 4 Barreira de filtração glomerular Fonte adaptado de Tortora e Nielsen 2019 O endotélio glomerular ou capilar glomerular interno à cápsula glomerular é morfologicamente do tipo fenestrado ou seja apresenta grandes poros que permitem que a maioria dos componentes do plasma sanguíneo seja filtrada por meio dele mas pequeno o bastante para impedir que as células do sangue deixem o capilar Após atravessar o capilar os componentes do filtrado alcançam a membrana basal que separa o endotélio glomerular do revestimento epitelial da cápsula glomerular Figura 4 Esta camada acelular de matriz extracelular é constituída por colágeno glicoproteínas carregadas negativamente e outras substâncias Essa membrana atua como uma peneira grossa retendo a maioria das proteínas no capilar deixando passar o restante de conteúdo para a próxima camada UNIDADE 6 143 Por fim o filtrado alcança o epitélio da cápsula glomerular formado de células especializadas chamadas podócitos que possuem longas extensões citoplasmáticas os pés ou pedicelos Estes pedi celos envolvem os capilares glomerulares e se entrelaçam uns com os outros deixando estreitas fendas de filtração É por ali que o filtrado passa para formar a composição final desse ultrafiltrado retendo proteínas de médio porte e permitindo a passagem do restante do conteúdo para o espaço capsular Com isso o líquido filtrado então será semelhante ao líquido intersticial contendo água e todos os pequenos solutos do sangue à exceção de proteínas e células sanguíneas que ficaram retidas nas três camadas e retornarão para circulação pela arteríola eferente Já o ultrafiltrado poderá seguir seu curso saindo do espaço capsular em direção ao túbulo contorcido proximal GUYTON HALL 2011 Resumidamente temos a filtração glomerular da seguinte forma 1 capilar glomerular permite passar tudo para a próxima camada menos as hemácias 2 membrana basal permite passar tudo menos proteínas de grande porte 3 epitélio da cápsula glomerular permitem passar tudo menos proteínas de médio porte 4 composição final do ultrafiltrado conteúdo semelhante ao do plasma menos proteínas e hemácias Algumas pressões estarão envolvidas nessa via de filtração sendo elas a pressão hidrostática do sangue fluindo por meio dos capilares glomerulares a pressão oncótica dentro dos capilares glomerulares e a pressão hidrostática do líquido da cápsula do glomérulo A pressão hidrostática ocorre em dois locais nos capilares glomerulares e no espaço capsular A pressão hidrostática nos capilares glomerulares é a força que favorece a filtração para dentro da cápsula glomerular sendo essa pressão de aproximadamente 55 mmHg Já a pressão hidrostática no espaço capsular é a força que se opõe à filtração dependente do líquido presente no lúmen do néfron e que é de cerca de 15 mmHg SILVERTHORN 2017 A pressão oncótica coloidosmótica é determinada pela concentração de proteínas no plasma sendo que a pressão oncótica nos capilares glomerulares é maior do que no espaço capsular gerando um gradiente de pressão que favorece o retorno do ultrafiltrado para os capilares Assim essa força se opõe à filtração e tratase de uma pressão variável que se modifica aumentando progressivamen te à medida que o líquido vai sendo filtrado para fora do capilar A força resultante das diferentes pressões é de 10 mmHg que culminam com a taxa de filtração glomerular TFG a qual se mede pelo volume de líquido filtrado para dentro da cápsula glomerular por unidade de tempo Esta taxa é diretamente influenciada pela força resultante e pelo coeficiente de filtração o qual referese à área de superfície dos capilares glomerulares e a permeabilidade entre capilar e espaço capsular Figura 5 GUYTON HALL 2011 UNICESUMAR 144 Segundo Silverthorn 2017 a filtração glomerular resulta então na produção de grandes quantidades 180 Ldia de ultrafiltrado do plasma Durante os próximos locais por onde esse ultrafiltrado passará mecanismos de reabsorção e secreção ocorrerão No processo de reabsorção água e diversos solutos como sódio cloro bicarbonato aminoácidos ureia cálcio magnésio fosfato lactato e citrato são reabsorvidos do ultrafiltrado glomerular para o sangue do capilar peritubular Estes mecanismos envolvem transportes pelas membranas epiteliais dos túbulos dos néfrons Figura 3 SILVERTHORN 2017 Vamos voltar àqueles 180 litros de líquido que são filtrados dos capilares para dentro dos túbulos renais Apenas cerca de 15 litros são excretados na urina logo 99 do líquido que percorre pelos tú bulos é reabsorvido para o sangue A maior parte ocorrerá nos túbulos contorcidos proximais Por que então filtrar 180 litros por dia e depois reabsorver 99 Não seria mais fácil filtrar e excretar o 1 que precisa ser eliminado Sim seria no entanto muitas substâncias exógenas são filtradas nos túbulos mas não são absorvidas para o sangue A alta taxa de filtração diária ajuda a retirar essas substâncias do plasma Outro ponto é que a filtração de íons e água para dentro dos túbulos simplifica sua regulação Se uma porção do filtrado que alcançar as porções distais do néfron não for necessária para manter a homeostasia ela passa para a urina GUYTON HALL 2011 A maior parte do processo de reabsorção 67 ocorre já nos túbulos contorcidos proximais devido à sua alta permeabilidade sendo a maior parte do processo de reabsorção ocorrendo na dependência das bombas de sódiopotássio Na porção mais inicial destes túbulos ocorre a reabsorção de glicose bicarbonato de sódio aminoácidos e solutos orgânicos enquanto que nas porções mais mediais e distais ocorrem a reabsorção principalmente de cloreto de sódio Arteríola eferente Arteríola aferente Cápsula glomerular Túbulo contorcido proximal Pressão de fltração fnal 10 mmHg Glomérulo Pfuido 15 mmHg Pπ 30 mmHg Ph 55 mmHg Espaço glomerular Descrição da Imagem temos a representação esquemática de um corpúsculo renal evidenciando a cápsula glomerular bola azul grande e o glomérulo bola rosa interna à cápsula glomerular aderido ao corpúsculo termos a representação esquemática do túbulo contorcido proximal TCP retângulo azul O sangue que entra pela arteríola aferente e invade o glomérulo e no seu processo de filtra ção glomerular para formação do ultrafiltrado promove a formação de 3 pressões diferentes a pressão hidrostática PH do glomérulo em direção ao espaço capsular de 55 mmHg seta de cor alaranjada e duas pressões contrárias do espaço para o glomérulo sendo elas a pressão coloidosmótica Pπ de 30 mmHg seta vermelha e a pressão hidrostática do fluido Pfluido de 15 mmHg seta verde O resultado final é a taxa de filtração glomerular de 10 mmHg Figura 5 Esquematização das pressões envolvidas no processo de filtração Fonte a Autora UNIDADE 6 145 Vamos entender melhor esse processo Na parte mais inicial do túbulo proximal os solutos pro venientes do filtrado glomerular como glicose aminoácidos cloreto de sódio bicarbonato de sódio acetato fosfato citrato e lactato de sódio são transportados para o interior da célula tubular por meio de proteínas transportadoras que se combinam com o sódio Figura 6 Esses transportes podem ser de três tipos cotransporte de sódio com glicose e aminoácidos contratransporte de NaH para reabsorção de bicarbonato e cotransporte neutro de sódio com ânions orgânicos como demonstrado na Figura 6 A energia para esse complexo sódiosoluto atravessar a membrana luminal vem do gra diente de sódio entre lúmen tubular e interior celular criado pela bomba de sódiopotássio Assim o sódio vai para o sangue peritubular sangue do vaso na periferia do túbulo pela bomba sódiopo tássio enquanto os demais solutos glicose aminoácidos bicarbonato fosfato lactato e outros são encaminhados por meio de difusão já que sua concentração intracelular é elevada e assim deixam a célula por osmose Figura 6 CONSTANZO 2012 Lúmen Lúmen Sangue Célula Túbulo contorcido proximal A Célula da porção fnal do túbulo contorcido proximal Sangue Glicose Glicose Aminoácido Aminoácido Fosfato lactato ou citrato HCO3 Fosfato lactato ou citrato Na Na Na Na Na K H B ATP Descrição da Imagem a imagem A mostra o túbulo contorcido proximal linhas verticais pretas e longas com as células em evidência retângulos azuis nas margens do túbulo No interior do túbulo temos o lúmen e externo a ele temos o sangue Uma visão aumentada da célula da porção inicial do túbulo contorcido proximal retângulo azul está mostrada em B evidenciando diferentes proteínas de transporte círculos coloridos que ficam na membrana da célula em questão Do lúmen do túbulo à esquerda da célula para o interior da célula temos o cotransporte de sódioglicose pela proteína transportadora azul escura o cotransporte de sódioaminoácido pela proteína de transporte de cor alaranjada o cotransporte de sódiofosfato lactato citrato pela proteína de transporte de cor marrom Temos uma proteína de transporte representada pela cor verde que faz o transporte antiporte de sódio para o interior da célula e de íons hidrogênio para o lúmen Fosfato citrato lactato saem do interior da célula para o sangue à direita da célula por uma outra proteína de transporte de cor marrom assim como o bicarbonato pela proteína de cor verde o aminoácido pela proteína representa da por uma figura de cor alaranjada e a glicose pela proteína representada pela cor azul Todos esses processos são favorecidos pela ativação da bomba proteína representada por uma figura de cor cinza de sódiopotássio dependente de ATP liberando potássio para dentro da célula e sódio para o sangue Figura 6 Resumo do processo de reabsorção no túbulo contorcido proximal Fonte a Autora UNICESUMAR 146 Já nas porções mais distais do túbulo proximal a concentração luminal de cloro é elevada e a de bi carbonato baixa O cloro se concentra no lúmen tubular pois no segmento inicial do proximal há a reabsorção preferencial de bicarbonato de sódio com água Figura 7 Assim a segunda fase da reabsorção proximal corresponde principalmente à reabsorção de NaCl devido ao alto gradiente de concentração do cloro Algumas moléculas maiores como algumas proteínas que atravessam a lâmina basal são reabsorvidas por meio da pinocitose E a reabsorção de ureia cloreto e outros solutos como a creatinina ocorrem por difusão passiva CONSTANZO 2012 Lúmen Lúmen Sangue Célula Túbulo contorcido proximal A Célula da porção fnal do túbulo contorcido proximal Sangue Cl Ureia creatinina Na Na Cl K H B ATP Descrição da Imagem a imagem A mostra o túbulo contorcido proximal linhas verticais pretas e longas com as células em evidência retângulos azuis nas margens do túbulo No interior do túbulo temos o lúmen e externo a ele temos o sangue Uma visão aumentada da célula do túbulo contorcido proximal retângulo azul está mostrada em B evidenciando diferentes proteínas de transporte círculos coloridos que ficam na membrana da célula em questão Do lúmen do túbulo à esquerda da célula para o interior da célula temos o transporte antiporte de cloro pela proteína transportadora representada pela cor marrom Temos uma proteína de transporte de cor verde que faz o transporte antiporte de sódio para o interior da célula e de íons hidrogênio para o lúmen Ureia e creatinina saem por difusão para o sangue assim como o cloro Todos esses processos são favorecidos pela ativação da bomba proteína representada pela cor cinza de sódiopotássio dependente de ATP liberando potássio para dentro da célula e sódio para o sangue Figura 7 Resumo do processo de reabsorção na parte final do túbulo contorcido proximal Fonte a Autora Além do processo de reabsorção também são evidenciados movimentos de secreção de ácidos orgâni cos bases orgânicas potássio entre outros Estes são secretados do sangue dos capilares peritubulares para dentro do túbulo fornecendo conteúdo para a formação da urina e este mecanismo também ocorre pelas membranas epiteliais dos túbulos do néfron UNIDADE 6 147 Resumidamente o processo de secreção pelos túbulos proximais ocorre da seguinte forma 1 O filtrado glomerular é encaminhado para o túbulo contorcido proximal cuja parede é formada por células adaptadas ao transporte ativo 2 Nos túbulos ocorre a reabsorção ativa de sódio 3 A saída de sódio leva à remoção de cloro 4 A concentração do líquido dentro do tubo se torna hipotônica em relação ao plasma dos ca pilares que o circundam Após o trânsito pelos túbulos proximais o filtrado circula pela alça de Henle Devido ao formato de U que a alça de Henle possui há uma correlação bem importante e conhecida como mecanismo de contracorrente O mecanismo de contracorrente possui dois componentes a alça de Henle e os vasos retos ou seja os vasos que circundam esse túbulo em formato de U A alça de Henle sai do córtex renal mergulha para o meio mais concentrado da medula renal e depois volta novamente para o córtex renal Figura 3 Já os vasos retos que são na verdade os capilares peritubulares que ficam ao redor da alça de Henle também mergulham para a medula e depois retornam para o córtex renal acompanhando a alça de Henle criando um sistema multiplicador em contracorrente O filtrado isosmótico que passou pelos túbulos proximais que estava numa concentração de 300mOsM alcança o ramo descendente da alça de Henle que é permeável a água mas é impermeável a íons portanto conforme a alça alcança as partes mais profundas da medula renal a água segue por osmose deixando os íons no lúmen tubular Assim consequentemente o filtrado vai ficando cada vez mais concentrado sendo que em alças mais longas alcança uma concentração de 1200 mOsM Figura 8 SILVERTHORN 2017 TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL 300 300 RAMO ESPESSO DESCENDENTE Reabsorção apenas de água 900 900 RAMO DELGADO DESCENDENTE 1200 TÚBULO CONTORCIDO DISTAL RAMO ESPESSO ASCENDENTE Reabsorção apenas de íons RAMO DELGADO ASCENDENTE 100 Descrição da Imagem a sequência de túbulos mostra da esquerda para a direita o túbulo contorcido proximal ramo descendente espesso ramo delgado descendente ramo delgado ascendente ramo espesso ascendente os 4 ramos foram uma estrutura tubular em formato de U e túbulo contorcido distal Internamente ao túbulo temos o sentido do fluxo mostrado por setas verdes da esquerda para a direita e também as descrições da osmolaridade saindo do túbulo proximal e ramo ascendente espesso com 300 mOsM no ramo descendente delgado ocorre reabsorção apenas de água representada por uma seta azul que sai do ramo aumentando a osmolaridade para 900 mOsM chegando na porção curva da alça com 1200 mOsM Retornando pelo ramo delgado ascendente ocorre a reabsorção apenas de íons mo vimento representado por uma seta marrom fazendo com que a osmolaridade no ramo espesso ascendente baixe para 100 mOsM Figura 8 Mecanismo de contracorrente da alça do néfron Fonte a Autora UNICESUMAR 148 Ao atingir o ramo ascendente da alça de Henle o epitélio apresenta diferentes propriedades sendo agora permeável a íons sódio potássio e cloro e impermeável à água Assim o filtrado que estava altamente concentrado em torno de 1200 mOsM perde soluto e termina a alça em 100 mOsM Isso ocorre pois 25 de toda a reabsorção de sódio e potássio acontece na parte ascendente da alça que usa energia do gradiente de concentração de sódio para transportar sódio potássio e cloro A bomba de sódio e potássio é responsável por remover o sódio pela membrana basolateral enquanto o potássio e o cloro saem da célula por canais iônicos Figura 8 SILVERTHORN 2017 Nesse momento entendemos como o filtrado tem suas concentrações modificadas Agora pre cisamos entender como a água e os solutos reabsorvidos não alteram a concentração do líquido intersticial medular Ao entrar na medula renal os vasos retos são isosmóticos em relação ao plasma tendo 300 mOsM Nesse momento os vasos retos que estão descendentes possuem contato direto com a parte ascenden te da alça de Henle Lembrando que como vimos a parte ascendente da alça é permeável ao soluto assim todos os íons Na K e Cl que saem da alça entram nos vasos retos consequentemente a concentração nos vasos que era de 300 mOsM alcança o fundo da alça com uma osmolaridade alta em torno de 1200 mOsM Ao retornar em direção ao córtex renal os vasos retos agora altamente concentrados são diluídos por estarem em contato com a parte descendente da alça de Henle que é permeável somente à água Então a água reabsorvida segue por osmose para os vasos retos diminuindo a osmolaridade do sangue que quando atinge o córtex renal possui novamente 300 mOsM Alcan çando desta forma o objetivo final do multiplicador em contracorrente que é produzir um líquido intersticial hiperosmótico e um filtrado saindo da alça de Henle hiposmótico CONSTANZO 2012 Após passar pela alça de Henle o filtrado chega no túbulo contorcido distal e ductos coletores que reabsorvem aproximadamente 7 do NaCl filtrados Um ponto muito importante do túbulo contorcido distal é que quando ele encosta no corpúsculo renal do mesmo néfron ele apresenta sua parede modificada nesta região Estas células ficam mais colunares sendo chamadas de mácula densa Figura 9 CONSTANZO 2012 UNIDADE 6 149 Epitélio glomerular Arteríola eferente Fibras musculares lisas Túbulo distal Mácula densa Membrana basal Lâmina elástica interna Arteríola aferente Células justaglomerulares Descrição da Imagem a estrutura arredondada amarela representa a cápsula glomerular e internamente a ele temos o glomérulo tubos enovelados vermelhos que se conecta com a arteríola aferente por onde o sangue entra e a arteríola eferente por onde o sangue sai Aderida às arteríolas temos as células justaglomerulares círculos rosas aderidos às arteríolas Entre as duas arteríolas temos representação do túbulo distal estrutura redonda oca rósea com destaque da mácula densa células de cor verde Figura 9 Ilustração do corpúsculo renal em associação à mácula densa UNICESUMAR 150 Acreditase que esta região seja sensível à con centração dos íons de sódio e de cloro produ zindo um sinal molecular que altera o calibre da arteríola aferente regulando assim a filtração glomerular As paredes tubulares modificadas em contato com as paredes arteriolares também mo dificadas células granulares formam juntas o chamado aparelho justaglomerular Este local é muito importante para a autorregulação da TFG processo em que o rim consegue manter relati vamente constante em meio a alterações normais da pressão arterial protegendo por exemplo as barreiras de filtração glomerular que poderiam ser danificadas com aumentos constantes da pres são arterial GUYTON HALL 2011 Agora que já vimos como ocorre a formação da urina vamos entender como ocorre a regula ção da osmolaridade do filtrado que será elimi nado do corpo na forma de urina Este processo está ligado a um controle hormonal que decide se a urina será diluída ou concentrada de acordo com as necessidades corporais Quando o filtrado termina a alça de Henle hiposmótico ele adentra no nefrón distal túbulo contorcido distal e ducto coletor local em que a concentração do filtra do pode sofrer atuação da vasopressina ou ADH hormônio responsável pela reabsorção de água e da aldosterona hormônio que faz a reabsorção de sódio GUYTON HALL 2011 Iniciamos a explicação pela vasopressina ou hormônio antidiurético ADH que tem como função tornar o epitélio do néfron distal permeável à água Em condições em que o corpo precisa aumentar a reabsorção de água a secreção de ADH é estimulada E como isso ocorre Nessas situações o hipotálamo é estimulado a sintetizar o ADH que é liberado pela neurohipófise dire tamente na corrente sanguínea alcançando as células do néfron distal Nesse epitélio o ADH induz uma cascata de reações que faz com que o epitélio se torne permeável à água permitindo a reabsorção de água por osmose e reequilibrando as concentrações de íons e água Logo quanto mais ADH é liberado mais água será reabsorvida GUYTON HALL 2011 Já a liberação da aldosterona ocorre mais em resposta à queda da pressão arterial por meio de um Sistema Renina Angiotensina Aldostero na SRAA O SRAA como vimos na unidade 4 deste livro iniciase quando as células da arteríola no aparelho justaglomerular secretam uma en zima chamada de renina em situações de queda de pressão arterial A renina converte no plasma o angiotensinogênio circulante em angiotensina I A angiotensina I sofre atuação de uma enzima denominada de enzima conversora de angioten sina ECA e é convertida em angiotensina II A angiotensina II possui vários efeitos sendo o principal a estimulação da liberação de aldoste rona pelo córtex da glândula suprarrenal esta glândula fica na superfície superior de ambos os rins e tem o formato de um chapéu A aldosterona é um hormônio sintetizado pelo córtex da glândula suprarrenal e liberado na corrente sanguínea atuando principalmente no epitélio do ducto coletor renal Lá a aldosterona UNIDADE 6 151 Descrição da Imagem a figura apresenta um fluxograma que apresenta a atuação do sistema reninaangiotensina na normalização da pressão após aumento no consumo do sal De cima para baixo temse as seguintes caixas de textos sequenciais aumento da ingestão de sal aumento do volume extracelular aumento da pressão arterial redução da renina e angiotensina diminuição da retenção renal de sal e água retorno do volume extracelular ao normal e retorno da pressão arterial ao normal Figura 10 Atuação do Sistema reninaangiotensina na normalização da pressão após aumento no consumo do sal Fonte adaptado de Guyton e Hall 2011 entra por difusão simples e aumenta o tempo de abertura de canais de sódio e potássio e melhorando com isso esses transportes e assim controlando e restabelecendo a pressão SILVERTHORN 2017 O aumento da ingestão de sal por exemplo leva ao aumento do volume extracelular causando o aumento da pressão arterial Isso faz com que haja uma redução da renina angiotensina que causa a diminuição da retenção renal de sal e água permitindo o retorno do volume extracelular e pressão ao normal O fluxograma a seguir esquematiza resumidamente a atuação do SRAA UNICESUMAR 152 Você deve ter se perguntado quando o sistema renal deixa de funcionar o que é possível fazer para aumentar a sobrevida do paciente A alternativa é a Terapia Renal Substitutiva TRS que consiste no trata mento dialítico que inclui a diálise peritoneal ou a hemodiálise ou no transplante No Brasil a TRS é disponibilizada à sociedade e tem impac tado a vida de milhares de pessoas Você pode saber mais sobre a TRS acessando os QR Codes aqui disponíveis Como a TRS impacta financeiramente o SUS QRCODE 1a Aspectos nutricionais do tratamento dialítico QRCODE 1b Aspecto social da diálise peritoneal QRCODE 1c Além disso a diminuição da ingesta de proteínas animais que afetam mais sensivelmente o clearance de creatinina eou filtração glomerular em detrimento daquelas de origem vegetal podem retardar a falência renal total e a TRS Estudos apontam que a dieta vegetariana é importante aliada no tratamento conservador da doença renal e mais recentemente a plant based tem sido adotada com muito sucesso nesta empreitada Para acessar use seu leitor de QR Code Você sabia que a insuficiência renal em que a função dos rins se deteriora afeta 30 a 40 das pes soas que apresentam diabetes tipo 1 e cerca de 10 a 20 dos pacientes com diabetes do tipo 2 Não se sabe ao certo as causas da nefropatia diabética mas ao que tudo indica ela se inicia com o aumento da filtração glomerular seguido de proteinúria proteína na urina Um exame importante para o diagnóstico de insuficiência renal é por meio da creatinina sérica Esse componente se eleva acima dos limites normais quando a filtração glomerular fica abaixo de 50 Após isso a taxa de filtração diminui e começa a haver alterações estruturais na barreira de filtração que contribuem com a redução da filtração Nesta fase quando há menos de 10 de capacidade funcional renal a única alternativa é a diálise e até mesmo o transplante renal UNIDADE 6 153 Durante a leitura desta unidade você deve ter entendido o quão importante é o sistema urinário Cada componente deste sistema em especial os rins é essencial para o bom funcionamento deste e de todos os demais sistemas Como órgãos excretores os rins asseguram que substâncias em excesso sejam excretadas na urina como órgãos reguladores eles mantêm a constância do volume e composição dos líquidos corporais e como órgãos endócrinos sintetizam hormônios importantes de controle de pressão Ou seja o sistema renal não serve apenas para formar a urina e eliminálas mas serve como meio de funcionamento de tantos outros sistemas corporais Entender como se dá o processo de formação da urina pode ajudálo a compreender dife rentes resultados de exames doenças e suas progressões além de suas prevenções Entender o funcionamento do sistema renal nos faz perceber que alterações como hematúria sangue na urina e proteinúria proteína na urina podem ser reflexos de processos fisiológicos alterados em decorrência de doenças préestabelecidas mas também podem ser resultantes de traumas renais ou até mesmo doenças renais genéticas Vamos entender mais sobre a doença do século a diabetes os seus tipos tratamentos e prevenções Ouça esse podcast e descubra mais sobre esse tema tão atual 154 Agora que você já leu esta unidade faça o seguinte construa um mapa mental usando como base o que está apresentado a seguir enfatizando as principais características que cercam o sistema urinário enfatizando as necessidades dos eletrólitos na alimentação para um bom desempenho deste sistema Filtração Reabsorção Secreção Excreção Vasopressina Renina Angiotensina Aldosterona Regulação SISTEMA RENAL Componentes Composição do néfron Características 155 1 Importantes porções do néfron são os túbulos contorcidos proximal e distal que exibem características que ajudam a sua identificação em cortes incluídos em parafina e corados pela hematoxilina e eosina Baseado nessas características assinale a assertiva que mais se aproxima das características desses túbulos a Cada alça glomerular é formada de capilar sinusóide composto de endotélio fenestrado mais membrana basal b A cápsula glomerular é onde flutuam as alças glomerulares recebe líquido filtrado da parede dos capilares e do folheto visceral c A mácula densa é uma porção que encosta no corpúsculo renal composta de epitélio cilíndrico que colabora na regulação da filtração glomerular d A alça do néfron apresentase em forma de U sendo formado de um segmento espesso descendente um segmento delgado ascendente apenas e O corpúsculo renal é constituído de glomérulo e cápsula glomerular A primeira é tufo de capilares sinusóides que se adere intimamente com a cápsula glomerular 2 Para que o processo de filtração ocorra algumas pressões são envolvidas Sobre essas pres sões assinale a alternativa correta a A pressão oncótica é a que ocorre no sangue fluindo por meio dos capilares glomerulares b A pressão hidrostática é a que ocorre dentro dos capilares glomerulares c A taxa de filtração glomerular se mede pelo volume de líquido filtrado para dentro da cápsula glomerular por unidade de tempo baseado nas pressões hidrostáticas e oncóticas d A pressão oncótica ocorre em dois locais nos capilares glomerulares e no espaço capsular e A pressão hidrostática é uma pressão variável que se modifica aumentando progressivamente à medida que o líquido vai sendo filtrado para fora do capilar 156 3 O sistema urinário é um dos sistemas mais importantes para o bom funcionamento fisiológico do indivíduo Sobre as características deste sistema analise as assertivas a seguir e assinale a alternativa correta I Os podócitos e as células justaglomerulares são partes do aparelho justaglomerular Sua res posta às alterações de pressão envolvem a hidrólise de angiotensinogênio que numa cascata de reações formam a aldosterona II O trajeto do sangue para formação do ultrafiltrado iniciase na arteríola aferente a qual per corre as alças do glomérulo Lá é formado o ultrafiltrado que segue caminho pelos túbulos III A alta ingestão de sódio recruta o aparelho justaglomerular para promover a regulação da filtração glomerular por meio das células da mácula densa as quais são sensíveis a esse íon a Apenas a assertiva I está correta b Apenas a assertiva II está correta c Apenas a assertiva III está correta d Apenas as assertivas I e II estão corretas e Apenas as assertivas II e III estão corretas 7 nesta unidade você estudará a ingestão digestão absorção reab sorção e excreção ao longo do trato gastrintestinal Para isso será preciso entender também o funcionamento do sistema nervoso entérico e os principais hormônios gastrintestinais A partir disso você compreenderá os diferentes metabolismos enfatizando o metabolismo dos carboidratos de proteínas e de lipídeos Fisiologia do Sistema Digestório Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva UNICESUMAR 158 As sintomatologias mais comumente conhecidas da sociedade são aquelas que acometem o sistema gas trointestinal Além de azia e constipação podemos verificar que esses efeitos podem aparecer isolados ou associados a outras doenças Qual relação pode mos fazer entre o sistema gastrointestinal e os demais sistemas Por que é orientada a modificação de uma dieta quando nos preparamos para uma cirurgia ou vamos nos submeter a um tratamento mais prolon gado Quais os efeitos de uma boa alimentação no restabelecimento global do indivíduo O sistema gastrointestinal é essencial para in gestão digestão absorção e excreção de nutrien tes Tratase de um dos sistemas mais estudados e isso está relacionado diretamente com a saúde pública já que problemas neste sistema são res ponsáveis por mais de 10 do que se gasta em cuidados de saúde Uma simples azia até uma indigestão gases e constipação ou câncer neste sistema pode gerar desconforto ao ser humano como até mesmo óbito O seu estudo começou em 1822 com William Beaumont e desde então vem sendo cada vez mais abordado Hoje sabemos que muitas patologias podem ser revertidas ou amenizadas incluindo nos cuidados do paciente uma nova composição alimentar Antes ou após uma cirurgia antes durante ou após um trata mento de câncer são alguns dos exemplos no qual ainda que não sejam e estejam acometendo o trato gastrointestinal podem exigir uma revisão do tipo de alimentação Portanto é extremamente relevante o conhecimento das suas interações e desempenhos fisiológicos para colaborar com a diminuição de óbitos e amenizar dores em patologias diversas Quando uma pessoa está com intenção de perder peso eou ganhar massa muscular muitas vezes ela recorre às mídias em busca de dietas milagrosas e nesse caminho se perdem pois percebem que até conseguem perder peso mas que esse processo não se mantém por muito tempo Dietas de carboidratos dieta hipercalórica dieta da sopa dieta hipocalórica dieta sem gordura São várias as que encontramos por aí Mas como será que conseguimos manter uma dieta e ter seus efeitos de maneira mais eficiente e saudável Será que excluir carboidrato totalmente ou tirar lipídio ou só comer proteína é suficiente Será que em algum momento esses componentes não precisam estar combinados para termos uma nutrição mais eficiente Use o diário de bordo para responder a esses questionamentos Use seus conhecimentos prévios e se baseie também na literatura para conhecer e determinar os principais componentes de uma die ta as quantidades suas possíveis combinações que podem potencializar um dado evento fisiológico Escreva no diário de bordo as características prin cipais dos três componentes químicos principais da alimentação carboidratos proteínas e lipídeos especificando sua composição química principais subdivisões e as formas que melhor conseguimos absorver cada um Isso será essencial para que você possa entender a unidade e para isso pode recorrer aos livros de Fisiologia Os livros de Biologia Celular e Bioquímica podem auxiliálo nessa tarefa Você já deve ter ouvido falar que os principais vilões da nossa dieta são os carboidratos e lipídeos E que para se conseguir o ganho de massa muscular a ingestão de proteínas pode favorecer o processo Ah e ainda combinado a essas regras para perder peso e ganhar massa muscular temos a atividade física A ação combinada de atividade física e alimen tação são grandes potencializadores de uma vida mais saudável Mas ainda que essa combinação seja importante para o sucesso se não for feita de manei ra adequada também pode trazer prejuízos Com preender a organização dos grupos alimentares e como eles podem de maneira combinada ou isolada favorecer o processo nutritivo são cruciais tanto para fins de uma vida saudável quanto para tratamento de doenças digestivas ou de outra ordem UNIDADE 7 159 O sistema digestório humano é formado por um longo tubo muscular ao qual estão associados órgãos e glândulas que participam da digestão Das estruturas que fazem parte desse tubo temos a boca faringe esô fago estômago intestino delgado intestino grosso e ânus Além dessas estruturas encontramos também os órgãos anexos a esse sistema sendo eles as glândulas salivares fígado vesícula biliar e pâncreas Figura 1 Cavidade oral Língua Faringe Glândulas salivares Parótida Sublingual Submandibular Esôfago Fígado Vesícula biliar Estômago Pâncreas Intestino grosso Intestino delgado Reto Ânus Apêndice Descrição da Imagem temos a ilustração do corpo humano internamente evidenciando os órgãos do sistema digestório De cima para baixo temos a cavidade oral língua na cabeça Destes partem o esôfago tubo longitudinal e contínuo que conecta o pescoço com o sistema digestório na cavidade ab dominal Ali estão contidos os demais órgãos do TGI fígado pâncreas vesícula biliar estômago intestino delgado intes tino grosso apêndice reto e ânus Figura 1 Anatomia do sistema gastrointestinal UNICESUMAR 160 Cada estrutura anatômica apontada anteriormen te desempenha uma função que contribui para o funcionamento do sistema digestório Come çando pela boca é nela que ocorre a mastigação movimento voluntário que promove a trituração do alimento em partículas menores umedecendo e lubrificando o mesmo para facilitar a deglutição além de contribuir para o início do reflexo da deglutição Após mastigado o alimento recebe o nome de bolo alimentar É na boca também que começa o processo de digestão do alimento processo que vamos conhecer mais adiante A faringe e o esôfago têm por função conduzir o bolo alimentar até o estômago por meio da con tração involuntária dos músculos de suas paredes A deglutição se inicia como movimento volun tário quando o bolo alimentar é empurrado pela língua em direção a faringe que tem suas paredes estendidas promovendo o reflexo da deglutição Na faringe podemos perceber dois mecanismos importantes para a proteção da função respirató ria 1 o palato mole se eleva alojando na parte superior da faringe a entrada de alimento na ca vidade nasal e 2 e o alimento ao ser empurrado pela faringe força a epiglote para trás cobrindo a glote impedindo a entrada de alimento na glote evitando o engasgo sufocação WIDMAIER et al 2017 No esôfago o peristaltismo processo que vamos conhecer a fundo mais adiante é res ponsável por conduzir o alimento até o estômago O estômago recebe o bolo alimentar e o transforma no quimo uma solução contendo fragmentos moleculares de proteínas e polissa carídeos gotículas de gordura sal água e várias outras moléculas pequenas ingeridas no alimento Esse processo ocorre graças às contrações das paredes do estômago e sucos gástricos lançados sobre o bolo alimentar Movimentos peristálticos também ocorrem nesse órgão que impulsiona o alimento em direção ao duodeno primeira por ção do intestino delgado No momento é importante que você caro alu no saiba que uma parte considerável da digestão e absorção vai ocorrer no intestino delgado prin cipalmente nas duas primeiras porções duodeno e jejuno Como sequência o quimo agora sai do intestino delgado pobre em nutrientes e segue para o intestino grosso onde vai ocorrer a absor ção da água e a formação do bolo fecal As fezes formadas nesse órgão são acumuladas no reto para então serem expelidas no processo de eva cuação Mais detalhes sobre o funcionamento das estruturas anatômicas e o seu papel na digestão do alimento absorção dos nutrientes e formação das fezes serão abordados no decorrer desta unidade Além da composição anatômica também é importante verificarmos a organização histoló gica do trato gastrointestinal TGI já que ner vos e gânglios situamse nas paredes dos órgãos deste sistema A parede do TGI é composta do lúmen para a periferia pela mucosa subdivi dida em epitélio lâmina própria e muscular da mucosa submucosa em que se encontram os plexos submucosos a muscular que contém o plexo mioentérico e por fim a serosa Figura 2 SILVERTHORN 2017 UNIDADE 7 161 O TGI é regulado pelo sistema nervoso autônomo com componente intrínseco e extrínseco O componente extrínseco é a inervação parassimpática e simpática já o intrínseco é chamado de sistema nervoso entérico A inervação parassimpática é suprida pelo nervo vago e nervo pélvico Figura 3 CONSTANZO 2012 Fundo Esôfago Camada muscular longitudinal Esfíncter pilórico Átrio piloropilórico Duodeno Camada muscular circular Canal pilórico Pregas Vasos gastroepiplóicos esquerdos Camada mucosa oblíqua Fovéolas gástricas Glândulas gástricas Mucosa Submucosa Muscular Serosa Camada muscular oblíqua Camada muscular circular Camada muscular longitudinal Camada de tecido conectivo Peritônio visceral piloro curvatura maior vasos sanguineos Mucosa muscular Descrição da Imagem à esquerda temos a imagem anatômica do estômago em formato de feijão conectado acima com um tubo o esôfago Na conexão do esôfago com o estômago temos a junção gastrointestinal que desemboca na cárdia A saliência acima do estômago chamase fundo que continua no corpo que possui posição côncava e convexa terminando no antro À esquerda temos um corte histológico da parede estomacal De cima para baixo temos a mucosa com invaginações e evaginações as quais são co nhecidas como glândulas gástricas Estas invaginações e evaginações ficam imersas em um tecido bege chamado de lâmina própria terminando um tecido longitudinal fino chamado de muscular da mucosa Abaixo da muscular da mucosa temos a submucosa azul clara evidenciando artérias e veias É nessa submucosa que está contido o plexo submucoso não visível nesta porção Abaixo temos a túnica muscular dividida em musculatura oblíqua circular média e longitudinal externa Entre a circular média e longitudinal externa temos o plexo mioentérico pontos pretos no limite entre essas duas camadas Por fim e externo à essa parede temos a túnica serosa Figura 2 Anatomia e histologia estomacal UNICESUMAR 162 Ach ou peptídeos MUCOSA Muscular da mucosa Células endócrinas Células secretoras Plexo submucoso SUBMUCOSA MUSCULAR MUSCULAR MUSCULAR Musculatura circular Plexo mioentérico Musculatura longitudinal Ach Ach Ach Ach ou peptídeos Ach ou peptídeos Nervo vago Nervo pélvico PARASSIMÁTICO SIMPÁTIVO Gânglio simpático NE NE NE NE NE NE Descrição da Imagem a figura representa um esquema do sistema nervoso extrínseco em cada camada do trato gastrintestinal em que cada túnica camada está representada por um retângulo e o nome da referida túnica no centro dos retângulos De cima para baixo temos a túnica mucosa enfatizado pelo o retângulo de cor azul que representa as camadas muscular da mucosa células endócrinas e células secretoras Logo abaixo num retângulo verde temos representada a submucosa com o plexo submucoso e os 3 retângulos alaranjados que representam a túnica muscular musculatura circular plexo mioentérico e musculatura longitudinal de cima para baixo respectivamente Do lado esquerdo temos a representação do sistema parassimpático em que a fibra nervosa linha vertical longa e preta passa pela musculatura longitudinal e se conecta ao plexo mioentérico com o corpo celular círculo vermelho pela acetilcolina ACh Do corpo celular parte o axônio linha curta preta que termina em V formato que representa os terminais axônicos que invade a musculatura circular Ainda deste corpo celular parte um outro axônio mais longo que atravessa a musculatura circular invade o plexo submucoso e se conecta a outro corpo celular por meio da acetilcolina Deste último corpo celular parte mais um axônio que invade a mucosa liberando novamente acetilcolina Do lado direto temos a representação do sistema simpático em que parte da fibra linha vertical curta e preta se conecta pela acetilcolina ACh ao corpo celular círculo vermelho que está próximo a túnica muscular Do corpo celular parte o axônio linha curta preta que invade a musculatura longitudinal alcançando o plexo mioentérico Do referido corpo celular parte um axônio que se conecta a outro corpo celular no plexo mioentérico por meio da noradrenalina NE Deste último corpo celular parte mais um axônio que invade a musculatura circular liberando NE e outro axônio que invade o plexo submucoso liberando NE Deste último há conexão com outro corpo celular que invade a mucosa através de um axônio liberando novamente NE Figura 3 Ilustração do sistema nervoso extrínseco do trato gastrointestinal Fonte a Autora O nervo vago inerva o TGI superior como esôfago estômago intestino delgado e cólon ascen dente Já o nervo pélvico inerva o TGI inferior como canal anal paredes do colo transverso descendente e sigmoide Lembrese na unidade que tratamos o sistema nervoso vimos que o sistema nervoso parassimpá tico tem fibras préganglionares longas as quais fazem sinapse nos gânglios localizados nas paredes dos órgãos nos plexos mioentérico e submucoso Os neurônios pósganglionares são classificados como colinérgicos liberam acetilcolina ou peptinérgicos liberam substância P e peptídeo vasoativo inibitório ou também chamado VIP GUYTON HALL 2011 UNIDADE 7 163 Na inervação simpática as fibras préganglionares são relativamente curtas e fazem sinapse nos gânglios externos ao TGI sendo quatro os gânglios simpáticos celíaco mesentérico superior mesentérico inferior e hipogástrico As fibras pósganglionares são adrenérgicas liberam norepinefrina e deixam esses gânglios fazendo sinapse nos gânglios dos plexos das paredes dos órgãos digestivos Figura 3 SILVERTHORN 2017 Por fim temos a inervação intrínseca ou sistema nervoso entérico que coordena todas as funções do TGI mesmo na ausência de inervação extrínseca Este sistema fica localizado nos gânglios e plexos controlando funções contráteis secretoras e endócrinas do TGI Esses gânglios recebem informação pelos sistemas nervosos parassimpático e simpático que modulam sua atividade Esses gânglios tam bém podem receber informações sensoriais diretamente de mecanorreceptores e quimiorreceptores da camada mucosa do TGI e mandam a informação também diretamente para as células musculares secretoras e endócrinas Peptídeos gastrointestinais regulam as funções deste sistema como contração e relaxamento muscular secreção de enzimas digestivas secreção de outros peptídeos e crescimento nos tecidos do sistema A seguir quadro 1 temos destacados os principais peptídeos gastrointestinais e suas funções GUYTON HALL 2011 Dentre eles destacamos a gastrina essencial para aumento de secreção de íons gástricos a colecistoquinina para aumento de secreção pancreática secretina para secreção de bicarbonato e o peptídeo insulinotrópico para secreção de insulina PEPTÍDEOS GASTROINTESTINAIS PEPTÍDEO LOCAL DE SECREÇÃO ESTÍMULO PARA SECREÇÃO AÇÕES Gastrina Célula G estomacal Peptídeos e aminoácidos Distensão estomacal Nervo vago Aumentar secreção gástrica de íons hidrogênio Estímulo do crescimento da mucosa gástrica Colecistoquini na CCK Célula I do duodeno e do jejuno Peptídeos e aminoáci dos Ácidos graxos Aumento da secreção enzimática pan creática Aumento da secreção de bicarbonato pancreático Estímulo da contração da vesícula biliar Estímulo do crescimento pancreático exócrino e da vesícula biliar Inibição do esvaziamento gástrico Secretina Célula S do duodeno Íons hidrogênio do duodeno Ácidos graxos do duo deno Aumento da secreção de bicarbonato pancreático Aumento da secreção de bicarbonato biliar Diminuição gástrica de íons hidrogênio Inibição do efeito da gastrina sobre a mucosa gástrica Peptídeo insuli notrópico glico sedependente Duodeno e jejuno Ácidos graxos Aminoácidos Glicose oral Aumento da secreção de insulina pe las células beta pancreáticas Diminuição da secreção gástrica de íons hidrogênio Quadro 1 Características dos principais peptídeos gastrointestinais Fonte a Autora UNICESUMAR 164 Os processos fisiológicos mais importantes que competem ao sistema digestório são o de transportar nutrientes água e eletrólitos do meio externo para o meio interno do corpo Outro desafio do sistema digestório é o balanço de massas para equilibrar a entrada e saída de líquidos Esse processo é conhecido como homeostase que nada mais é que o volume de líquido que entra no lúmen do trato gastrointestinal por ingestão ou secreção ser igual ao volume que deixa o lúmen dos tubos GUYTON HALL 2011 O metabolismo deste sistema se baseia na secreção de enzimas muco eletrólitos e água cerca de 7 litros no total realizados pelas glândulas e células exócrinas Este volume todo corresponde a um sexto do volume total de água do nosso corpo 42 litros Isso implica em que haja uma absorção rápi da caso contrário o corpo desidrataria muito facilmente Deste volume apenas 100mL de líquidos é perdido nas fezes enfatizando que nossa absorção ocorre eficientemente O corpo humano enfrenta esses desafios fisiológicos coordenando quatro processos básicos do sistema digestório a digestão a absorção a motilidade e a secreção No quadro 2 temos em destaque as principais funções exercidas por cada processo fisiológico suas relações e diferenças entre si CONSTANZO 2012 PROCESSOS FISIOLÓGICOS Motilidade movimento dos alimentos por meio de contrações musculares Secreção transferência de substâncias do líquido extracelular para o lúmen do trato gastroin testinal e a liberação de substâncias sintetizadas pelas células epiteliais do trato gastrointestinal Digestão quebra química ou mecânica dos alimentos em unidades menores que podem ser absorvidas Absorção transferência ativa ou passiva de substâncias do lúmen do trato gastrointestinal pela parede do trato para o líquido extracelular Quadro 2 Processos fisiológicos do sistema digestório Fonte a Autora Vamos agora entender melhor cada um destes processos começando pela motilidade No trajeto do alimento da boca até o ânus a motilidade é a capacidade de misturar esse alimento mecanicamente Isso é muito importante por aumentar a exposição das partículas às enzimas digestivas favorecendo o processo metabólico Além disso a motilidade gastrointestinal é determinada pelas propriedades contráteis do músculo liso do trato e modificada por sinais químicos hormônios eou substâncias parácrinas provenientes das fibras O músculo liso deste sistema se contrai espontaneamente A maior parte do TGI é composta por músculo liso constituído por grupos de células eletricamente conectadas por junções comunicantes que criam segmentos contráteis No entanto regiões diferentes do TGI apresentam diferentes tipos de contração As contrações tônicas são aquelas mantidas por minutos ou horas e ocorrem em alguns esfíncteres de músculo liso e na porção proximal do estômago Já as contrações fásicas ocorrem por meio de ciclos de contração e relaxamento que duram apenas alguns segundos Este tipo de contração ocorre na região distal do estômago e no intestino delgado SILVERTHORN 2017 UNIDADE 7 165 As contrações musculares do TGI ocorrem de acordo com 3 padrões gerais entre durante e após as refeições Entre as refeições quando o trato está em grande parte vazio ocorre uma série de contrações que começam no estômago e passam lentamente de segmento em segmento levando aproximadamente 90 min para alcançar o intestino grosso Já a contração muscular durante e após uma refeição seguem por movimentos de peristalse A peristalse é o movimento em ondas progressivas de contração for mando um anel contrátil que se movem de uma seção do TGI para a próxima Ou seja as contrações peristálticas são responsáveis pelo movimento para adiante e ocorrem principalmente do esôfago para o estômago e intestinos SILVERTHORN 2017 mas pode ocorrer em muitos tubos de músculos lisos do corpo como ductos glandulares ductos biliares ureteres entre outros O músculo circular se contrai atrás de uma massa ou bolo alimentar Figura 4 Essa contração empurra o bolo alimentar para adiante para o segmento receptor em que os músculos circulares estão relaxados O segmento receptor então contrai continuando o movimento para adiante As contrações peristálticas empurram um bolo para adiante a uma velocidade de 2 a 25 cm por segundo Além das contrações peristálticas durante e após as refeições ainda temos as contrações segmentares Estas agitam o conteúdo intestinal misturando e mantendoo em contato com o epitélio absortivo Ou seja as contrações segmentares são responsáveis pela mistura SILVERTHORN 2017 Constrição Onda peristáltica Bolo Relaxamento Encurtamento Estômago Descrição da Imagem o estômago está representado por um tubo oco longitudinal rosa em que está inserido o bolo alimentar cír culo amarelo Na primeira imagem da esquerda temos o processo de constrição com diminuição do diâmetro estomacal com setas nas laterais a partir da região de constrição na região que antecede o bolo estrutura arredondada verde e relaxamento na área que procede ao bolo Na figura à direita está evidenciado o processo final da contração e relaxamento da região evidenciada Figura 4 Contrações peristálticas no trato gastrointestinal UNICESUMAR 166 Agora que você compreendeu o processo de motilidade vamos seguir falando sobre a secreção Num dia normal o ser humano consome cerca de 9 litros de líquidos por meio do lúmen do TGI Destes 2 litros de volume entram no TGI pela boca e 7 litros vem da água corporal secretada junto com as enzimas e muco Dos 7 litros aproximadamente 35 litros vêm dos órgãos e glândulas acessórias glândulas salivares pâncreas e fígado Os outros 35 litros são secretados pelas células epiteliais do próprio trato digestório O processo de secreção engloba água e íons ácido clorídrico pelas células parietais Figura 5 bicarbonato pelo pâncreas e duodeno cloreto de sódio pelas células do intestino delgado enzimas digestivas pelas glândulas salivares pâncreas estômago e intestino delgado e muco pelas mucosas no estômago e células caliciformes no intestino CONSTANZO 2012 Você já ouviu falar em antiperistaltismo Bom deve mos lembrar antes do peristaltismo que já foi abor dado nesta unidade e tratase do movimento do tubo digestivo para baixo Ou seja tratase do movimento ondulatório dos músculos lisos no trato gastrointesti nal que empurra o bolo alimentar e esses movimentos se devem à contração e relaxamento alternados dos músculos Antiperistaltismo é o peristaltismo rever so que impulsiona os alimentos do estômago à boca em uma direção ascendente Este não é um processo normal ou seja para empurrar o conteúdo a diante Já o movimento de antiperistaltismo é justamente o contrário ou seja o movimento é direcionado para cima e isso pode ser observado em situações como o vômito por exemplo Logo o antiperistaltismo é o peristaltismo reverso Também se deve aos movimentos ondulatórios dos músculos lisos no trato gastrointestinal porém forçan do o alimento para trás do estômago ou intestino em direção à boca através do esôfago UNIDADE 7 167 Estômago Muco Glândulas digestivas SUPERFÍCIE INTERNA DO ESTÔMAGO Célula mucosa de superfície Célula mucosa de cólon Célula parietal Célula principal Célula G Epitélio digestivo Descrição da Imagem temos no topo da figura à esquerda a ilustração do estômago estrutura marrom em forma de feijão Ao centro temos um corte em formato de retângulo da região da mucosa do estômago evidenciando de cima para baixo o muco em azul seguido de uma invagnação tecidual a qual é a glândula gástrica com diversas células representadas por pequenos retângulos de cores diferentes e com um pontinho no centro representando o núcleo de cada uma À direita temos a visão aumentada destas células de cima para baixo temos em rosa as células mucosas de superfície em azul as células mucosas do pescoço em vermelho as células parietais em amarelo as células principais e em cinza as células G de gastrina Figura 5 Representação esquemática dos tipos celulares encontrados nas glândulas gástricas Quando pensamos naqueles 7 litros mencionados anteriormente devemos levar em consideração que grande parte deles é composto de íons sódio potássio cloro bicarbonato e hidrogênio Ou seja os íons são os primeiros a serem secretados para dentro do lúmen do trato e depois são reabsorvidos Esse movimento de secreção de íons se dá por meio de transportadores de membrana por processos de transporte ativo e difusão facilitada A água também é fortemente secretada no entanto segue o gradiente osmótico criado pela transferência de solutos de um lado do epitélio para o outro se mo vendo por meio das células epiteliais via canais de membrana ou entre as células via para celular GUYTON HALL 2011 UNICESUMAR 168 Vamos entender melhor esse processo e secreção destes componentes começando pela secreção de ácido clorídrico As células parietais Figura 5 são as responsáveis por secretar o ácido clorídri co no lúmen do estômago Este processo é dependente de uma enzima chamada anidrase carbônica num evento conhecido como bomba de prótons E como se dá esse processo Ele se inicia quando os íons de hidrogênio proveniente da água de dentro das células parietais é bombeado para o lúmen do estômago por uma enzima dependente de ATP em troca de K que entra na célula O cloro segue Cl o hidrogênio por meio de um canal de cloreto resultando em secreção de ácido clorídrico HCl pelas células Enquanto secreta HCl no lúmen o bicarbonato HCO3 sintetizado a partir do gás carbônico CO2 e do OH da água é absorvido para o sangue A ação de tamponamento do HCO3 reduz a acidez do sangue que deixa o estômago criando essa composição alcalina Figura 6 Vale lembrar que o estímulo que promove a secreção desse ácido se dá mediante à liberação de gastrina pelas células G estomacais Neurônios parassimpáticos do nervo vago estimulam as células G a secretar a gastrina no sangue o qual estimula as células parietais a secretar ácido clorídrico GUYTON HALL 2011 H2O H K K Cl Cl Cl Lúmen estomacal Célula parietal Capilar H OH CO2 HCO3 HCO3 ATP Descrição da Imagem a célula parietal está representada pelo círculo verde O lado esquerdo da célula representa o lúmen estomacal e o lado direto o capilar Dentro da célula temos a molécula de água H2O que se dissocia em hidrogênio H e hidroxila OH A hidroxila se associa ao gás carbônico CO2 formando o bicarbonato HCO3 que alcança o capilar por uma proteína de transporte círculo vermelho Quando o bicarbonato sai o cloro Cl entra e atravessa a célula alcançando o outro lado lúmen do estômago saindo por uma proteína de cloro O hidrogênio da dissociação da água sai para o lúmen por uma proteína dependente de ATP representada por um círculo achatado de cor azul que recebe ao mesmo tempo o potássio K Figura 6 Demonstração da formação do ácido clorídrico pelas células parietais Fonte a Autora UNIDADE 7 169 O ácido no lúmen estomacal causa a liberação e ativação de outra enzima a pepsina que veremos mais à frente e está relacionada à digestão das proteínas O ácido desnatura as proteínas que mantém a estrutura terciária destas moléculas além de colaborar também com a destruição de bactérias e ou tros microrganismos Por fim ele inativa a amilase salivar enzima que veremos adiante impedindo a digestão completa dos carboidratos que se iniciou na boca CONSTANZO 2012 Por muitos anos a principal terapia para o excesso de secreção ácida dispepsia foi a ingestão de antiácidos que neutralizam o ácido do lúmen gástrico Atualmente utilizase fármacos antagonistas de receptores de hidrogênio e inibidores das bombas de prótons que bloqueiam as atividades enzimáticas acima e estes fármacos têm demonstrado melhor resultado E a secreção de bicarbonato Vale lembrar como mencionado anteriormente que este processo ocorre no pâncreas e no duodeno O HCO3 é produzido a partir do CO2 e água e depende de uma proteína para isso O Cl entra na célula via cotransporte e sai via canal específico O Cl luminal entra novamente na célula em troca por HCO3 que entra no lúmen Os íons H produzidos junto com o HCO3 deixam a célula via proteína NaH O movimento de Na e água são processos passivos impulsionados por gradientes eletroquímicos e osmóticos O movimento resultante de íons negativos do líquido extracelular LEC para o lúmen atrai o Na o qual se move a favor do seu gradiente ele troquímico A secreção de Na e HCO3 para dentro do lúmen cria um gradiente osmótico e a água segue por osmose GUYTON HALL 2011 Se pensarmos agora em secreção de cloreto de sódio NaCl devemos lembrar que este é secre tado pelas células intestinais O cloro entra na célula por transporte ativo indireto e deixa o lado apical através de um canal CFTR canal regulador de cloreto que atravessa a membrana O sódio e a água seguem passivamente pela via paracelular As células da cripta no intestino delgado e colo secretam uma solução isotônica de NaCl que se mistura com o muco secretado pelas células caliciformes para ajudar a lubrificar conteúdo intestinal CONSTANZO 2012 Por fim temos a secreção de muco A função do muco é formar uma cobertura protetora sobre a mucosa do TGI e lubrificar o conteúdo do intestino Tratase de uma secreção viscosa composta principalmente de glicoproteínas e mucinas Este conteúdo mucoso é secretado por células exócrinas especializadas as células mucosas do estômago e as células caliciforme no intestino Glândulas salivares também secretam muco e estas se dão a partir de células especializadas presentes na região Logo sob condições normais a mucosa gástrica protege a si mesma da autodigestão por ácidos e enzimas criando essa barreira mucosa GUYTON HALL 2011 UNICESUMAR 170 Agora que já observamos os processos fisiológicos de motilidade e secreção vamos seguir estu dando a digestão e absorção Lembrese que a digestão envolve eventos de mastigação movimentos peristálticos e segmentares ação de enzimas e bile Já a maior parte da absorção acontece no intestino delgado com absorção adicional de água e íons no intestino grosso Mas em relação aos compostos carboidratos proteínas e lipídeos existe diferença nos processos de digestão e absorção de cada um Vamos começar pela digestão e absorção de carboidratos Você lembra o que são esses carboi dratos Grande parte de uma alimentação concentrase nos carboidratos principalmente amido e sacarose Outros carboidratos incluem glicogênio celulose lactose glicose entre outros Estes ter mos citados estão agrupados em tipos diferentes de carboidratos Polissacarídeos e dissacarídeos são combinações de monossacarídeos e todos são constituintes dos carboidratos Quando os carboidratos polissacarídeos e dissacarídeos são digeridos eles são convertidos em monossacarídeos Enzimas específicas no suco digestivo do TGI catalisam essas reações favorecendo a digestão desses compo nentes CONSTANZO 2012 Três são as fontes principais de carboidratos na dieta humana normal a sacarose dissacarídeo conhe cido popularmente como açúcar da cana a lactose dissacarídeo encontrado no leite e o amido grandes polissacarídeos presentes em quase todos os alimentos Outros carboidratos podem ser ingeridos em menor quantidade e são eles amilose glicogênio álcool ácido lático pectinas dextrinas A seguir temos uma lista que agrupa os principais carboidratos e suas formas biológicas CONSTANZO 2012 MONOSSACARÍDEOS GLICOSE FRUTOSE GALACTOSE SACAROSE DISSACARÍDEOS MALTOSE LACTOSE POLISSACARÍDEOS AMIDO CELULOSE GLICOGÊNIO Descrição da Imagem a figura representa em formato de quadro os três tipos de sacarídeos em que cada um está representado por um retângulo e alocado em uma coluna Do topo os sacarídeos se ligam aos seus representantes por uma seta curva de cor laranja que aponta para a chave do grupo À esquerda temos os tipos de monossacarídeos sendo eles a glicose frutose e galactose Ao cen tro temos em destaque os dissacarídeos representados pela sacarose maltose e lactose À direita temos os polissacarídeos como exemplos o amido a celulose e o glicogênio Figura 7 Agrupamento dos 3 tipos de sacarídeos com seus exemplos Fonte a Autora Quando o alimento é mastigado ele se mistura com a saliva e ela contém a enzima amilase salivar que pode então iniciar a digestão do amido ainda na boca Esta enzima é produzida por diferentes glândulas em especial as glândulas parótidas A amilase salivar hidrolisa o amido em dissacarídeo maltose e em pequenos polímeros de glicose os quais contém cerca de 3 a 9 moléculas de glicose O bolo alimentar permanece na boca por um período curto de tempo por isso menos de 5 do amido consegue ser hidrolisado até que o alimento seja deglutido A digestão do amido portanto con tinua nas porções conhecidas como fundo e corpo do estômago Figura 2 ou até que o bolo alimentar seja misturado com as secreções gástricas Na porção inferior do estômago a pilórica a atividade da UNIDADE 7 171 amilase salivar é bloqueada pelo ácido das secreções gástricas já que esta enzima não funciona em pH extremamente ácido inferior a 40 No estômago até que o alimento seja completamente misturado com as secreções gástricas ocorre a hidrólise de 30 a 40 do amido ingerido GUYTON HALL 2011 O bolo alimentar pode permanecer no estômago por até quatro horas ou mais e ao se misturar ao suco gástrico auxiliado pelas contrações da musculatura estomacal transformase em uma massa cremosa acidificada e semilíquida o quimo Ao sair do estômago o quimo passa por um esfíncter muscular o piloro e vai sendo aos poucos liberado no intestino delgado em que ocorre a maior parte da digestão A digestão do quimo ocorre predominantemente no duodeno e nas primeiras porções do jejuno Figura 7 GUYTON HALL 2011 Duodeno Intestino grosso Colon ascendente Apêndice Reto Ânus Colon sigmoide Íleo Jejuno Intestino delgado Colon transverso Descrição da Imagem o intestino delgado tubo vermelho enovelado e intestino grosso tubo em forma de U invertido e cheia de segmentos estão representados na imagem Começando pelo intestino delgado do ápice para a base temos o tubo de entrada o duodeno que segue para o jejuno e termina no íleo No intestino grosso na base o U do lado esquerdo temos o apêndice que se conecta ao cólon ascendente parte vertical da estrutura em seguida temos o cólon transverso parte superior do U invertido e se conecta com o cólon descendente parte vertical e em seguida com o cólon sigmóide curvatura em direção ao centro do abdome terminando no reto pequena estrutura na vertical no centro e ânus Figura 7 Intestinos e suas divisões anatômicas UNICESUMAR 172 Pensando em conteúdo a ser absorvido podemos destacar que os carboidratos são principalmente absorvidos no duodeno enquanto que as proteínas são absorvidas no jejuno Este último também é responsável por absorver a maior parte das gorduras Já o íleo está envolvido na absorção de vitamina B12 sais biliares e toda a digestão dos produtos que não foram absorvidos no duodeno e no jejuno Embora os 3 estejam envolvidos em absorções de conteúdos diferentes eles compartilham em comum a absorção de água e eletrólitos Vamos então trabalhar com essas porções intestinais e seus processos de digestão e absorção a seguir No duodeno desembocam secreções de outras glândulas anexas que atuarão sobre o quimo sen do elas o suco pancreático produzido pelo pâncreas no qual contém diversas enzimas digestivas e secreções provenientes do fígado a bile Os sais biliares têm ação detergente emulsificando o quimo fragmentando suas gotas de gorduras em milhares de microgotículas O suco pancreático contém água enzimas e grandes quantidades de bicarbonato de sódio O pH do suco pancreático oscila entre 85 e 9 Sua secreção digestiva é responsável pela hidrólise da maioria das moléculas de alimento como os carboidratos além de proteínas gorduras e ácidos nucléicos Enzimas presentes no suco pancreático são amilase pancreática fragmenta o amido em moléculas de maltose lipase pancreática hidroliza as moléculas de um tipo de gordura os triacilgliceróis originando glicerol e álcool que veremos na digestão de lipídeos e nucleastes atuam sobre os ácidos nucléicos separando seus nucleotídeos SILVERTHORN 2017 Cerca de 15 a 30 minutos depois do quimo ser transferido do estômago para duodeno e este se misturar ao suco pancreático praticamente todos carboidratos terão sido digeridos Os carboidratos são quase totalmente convertidos em maltose e pequenos polímeros de glicose antes de passar além do duodeno ou do jejuno superior Células conhecidas como enterócitos Figura 7 que revestem as vilosidades do intestino delgado contém entre outras três enzimas que são capazes de clivar os dissacarídeos lactose maltose e sacarose em monossacarídeos Essas enzimas ficam localizadas nos enterócitos que formam grandes e volumosas microvilosidades intestinais e são nessas microvilosidades que podemos encontrar essas enzimas em maior quantidade GUYTON HALL 2011 Essas enzimas estão listadas a seguir de acordo com o carboidrato que vão digerir 1 lactase digestão de lactose em glicose galactose 2 maltase digestão de maltose em glicose glicose 3 sacarase digestão de sacarose em glicose frutose UNIDADE 7 173 Após a digestão é ali mesmo no intestino delgado que ocorre a absorção desses carboidratos simples os monossacarídeos Essa absorção ocorre via cotransporte de sódio cotransportador Na glicose e difusão facilitada Vamos detalhar mais sobre isso A glicose entra na célula juntamente com o só dio pelo transporte do tipo simporte por uma proteína conhecida como SGLT e sai para o líquido intersticial pela proteína GLUT2 Já a frutose entra por difusão facilitada pela proteína GLUT5 e sai pela proteína GLUT2 Figura 8 SILVERTHORN 2017 Descrição da Imagem temos a representação esquemática do enterócito como uma célula rosa retangular e levemente arredondada com núcleo representado por um círculo vermelho interno à célula de onde parte o retículo endoplasmático rugoso bolsas reticulares e concêntricas ao núcleo Além disso destacase também o complexo de Golgi evidenciado como cisternas concêntricas brancas com face côncava voltada ao núcleo e as mitocôndrias estruturas alongadas amarelas Podese perceber no ápice desta célula a presença de invaginações em forma de dedos conhecidas como microvilosidades Figura 7 Célula absortiva enterócito Microvilo retículo endoplasmático liso Complexo de Golgi Núcleo Mitocôndria UNICESUMAR 174 Na Glicose ou galactose Frutose SGLT GLUT 5 GLUT 2 GLUT 2 Na Glicose ou galactose Frutose K LÚMEN DO INTESTINO MICROVILOSIDADES ENTERÓCITO LÍQUIDO INTERSTICIAL CAPILAR Descrição da Imagem a estrutura rosa representa o enterócito com invaginações no ápice que evidenciam as microvilosidades Abaixo do enterócito temos um espaço vazio seguido por um capilar retângulo horizontal vermelho Na microvilosidade temos uma pro teína chamada SGLT círculo verde no ápice da microvilosidade que é responsável pelo cotransporte de sódio Na glicose A glicose atravessa o enterócito e alcança o LEC e deste para o capilar passando por uma proteína de transporte GLUT 2 círculo azul na base do enterócito O sódio que entrou também alcança o capilar por uma bomba de sódio potássio por proteína de transporte dependente de ATP círculo alaranjado Na microvilosidade temos uma proteína chamada GLUT 5 círculo marrom no ápice da microvilosidade que é responsável pelo transporte de frutose A frutose atravessa o enterócito e alcança o capilar passando por uma proteína de transporte GLUT 2 círculo amarelo na base do enterócito Figura 8 Esquema da absorção de glicose e frutose pelo intestino delgado Fonte a Autora Agora vamos detalhar a digestão e absorção de proteínas SILVERTHORN 2017 As enzimas que realizam a digestão das proteínas são classificadas em 2 grupos as endopeptidases proteases e as exopeptidases As endopeptidases são secretadas como próenzimas inativas e são ativadas no lúmen do TGI por exemplo a pepsina secretada no estômago e a tripsina e quimotripsina secretada pelo pâncreas Já as exopeptidases liberam os aminoácidos dos peptídeos clivandoos a partir de suas extremidades por exemplo a carboxipeptidase secretada pelo pâncreas UNIDADE 7 175 Uma degradação posterior ocorre no intestino delgado superior duo deno e jejuno pelas enzimas proteases tripsina e quimiotripsina Apenas pequena porcentagem de proteína é digerida completamente pelos su cos pancreáticos liberando aminoácidos individuais aptos para serem absorvidos A maioria é digerida até dipeptídeos e tripeptídeos que são ainda digeridos pelas carboxipeptidases secretadas pelo pâncreas e que agem na extremidade carboxiterminal ou pelas aminopeptidases enzimas localizadas na membrana apical dos enterócitos um local cha mado de borda em escova que agem na extremidade aminoterminal do polipeptídeo transformando os polipeptídeos em pequenos peptídeos e aminoácidos passíveis de serem transportados para o interior do en terócito SILVERTHORN 2017 Figura 9 No citosol do enterócito existem várias outras peptidases para os tipos de aminoácidos que ainda não foram hidrolisados A absorção de proteínas é similar à de carboidratos via cotransporte eou difusão facilitada Após a digestão as proteínas são absorvidas principalmente como aminoácidos livres já que poucos dipeptídeos e tripeptídeos são absorvidos CONSTANZO 2012 As glândulas gástricas secretam grande quantidade de ácido clorídrico HCl Esse HCl é secretado pelas células parietais como já estudamos a um pH em torno de 08 que mistura ao conteúdo gástrico fazendo então com que o pH da mistura fique entre 2 e 3 faixa favorável à atividade da pepsina A principal enzima envolvida na digestão de proteínas é a pepsina estômago ativa em pH 20 a 30 e inativa em pH acima de 50 e como pode ver para que essa enzima tenha ação digestiva sobre a proteína os sucos gástricos precisam ser ácidos A pepsina apenas inicia o processo de digestão das proteínas digerindo de 10 a 20 do total proteico convertendoas em proteoses peptonas e outros polipeptídios UNICESUMAR 176 Lúmen Célula epitelial intestinal Líquido intersticial Proteases e peptidases pancreáticas Proteínas Pequenos peptídeos Pequenos peptídeos Aminoácidos Membrana apical borda em escova Peptidases da borda em escova ATP ADP H Na Peptidases Aminoácidos Aminoácidos Transportadores de aminoácidos Membranas basolaterais Canal de potássio H Na Na Na K K K Descrição da Imagem a imagem ilustra a célula epitelial intestinal intermediada pelo lúmen à esquerda e líquido intersticial à direita No lúmen proteínas e peptidases pancreáticas induzem a conversão de proteínas em pequenos peptídeos que por ação de peptidases da borda em escova que ficam na membrana na célula intestinal formam os aminoácidos Estes últimos pela proteína de transporte aminoácidosódio círculo verde na membrana da célula permitem a entrada dos aminoácidos assim como do sódio para o interior da célula Ao mesmo tempo os peptídeos que não foram convertidas em aminoácidos também podem entrar na célula por meio do cotransporte com hidrogênio No interior das células os peptídeos podem ser convertidos a aminoácidos por peptidases Os aminoácidos são enviados ao líquido intersticial por transportadores de aminoácidos círculo azul na membrana da célula O excesso de potássio sai da célula por um canal de potássio estrutura em forma de borboleta azul na mesma da célula Por transporte antiporte proteína vermelha o potássio entra na célula e o sódio sai mediados pela ativação por ATP Figura 9 Digestão e absorção de proteínas no intestino delgado Fonte Widmaier et al 2017 p 561 Agora vamos enfatizar a digestão e absorção de lipídeos Para isso devemos lembrar que as cha madas gorduras neutras os triglicerídeos são formados pelo glicerol esterificado com 3 moléculas de ácido graxo gordura neutra e principal constituinte dos alimentos de origem animal Na dieta existe também quantidade pequena de colesterol fosfolipídio e ésteres de colesterol SILVERTHORN 2017 A maior parte da digestão lipídica ocorre no intestino delgado Primeiramente a digestão da gor dura é feita pela quebra da gordura em partículas pequenas de maneira que enzimas hidrossolúveis possam agir na superfície das partículas Como você deve lembrar esse processo é chamado emul sificação da gordura e começa pela agitação no estômago que mistura a gordura com os produtos de secreção gástrica A maior parte da emulsificação ocorre no duodeno sob a influência da bile a qual é uma secreção do fígado que não contém enzimas digestivas mas contém sais biliares que facilitam a digestão enzimática de gorduras UNIDADE 7 177 Já a digestão enzimática dos lipídeos é feita por lipases enzimas responsáveis por remover dois ácidos graxos de cada molécula de triacilglicerol formando dois ácidos graxos livres e um monoglice rol A enzima mais importante para a digestão dos triglicerídeos é a lipase pancreática já mencionada anteriormente presente em enor me quantidade no suco pancreático e suficiente para digerir em um minuto todos os triglicerídeos GUYTON HALL 2011 enquanto que as lipases gástricas e lingual tem uma menor contribuição da digestão da gordura principalmente dos ácidos graxos de cadeia longa Porém você precisa saber que mesmo os sais biliares tendo ajudado na emulsificação quebrando a tensão superficial das gotas de gordura para que por movimentos mecânicos agitação as gorduras sejam quebradas em partículas bem menores eles tendem a impedir a lipase de acessar as gorduras Para que a lipase não seja bloqueada ou removida pelos sais biliares presentes na emulsão ela se combina com um cofator secretado pelo pâncreas a colipase que desloca os sais biliares permitindo o acesso a gordura GUYTON HALL 2011 SILVERTHORN 2017 Os sais biliares têm um papel adicional que é o de remover mo noglicerídeos e ácidos graxos livres que de outro modo o acúmulo desses produtos podem impedir a continuação da digestão Esses sais em concentrações elevadas o suficiente na água formam as micelas agregados com 20 a 40 moléculas de sais biliares E como é a absorção desses lipídeos presos em micelas Os grupos polares dos sais biliares que se projetam para fora cobrindo a superfície da micela permitem que a mesma se dissolva na água presente no quimo ficando de for ma estável até que ocorra a absorção da gordura presente na micela GUYTON HALL 2011 As micelas realizam a função carreadora importante para absor ção dos monoglicerídeos e ácidos graxos pela borda em escova dos enterócitos Depois de entrar na célula epitelial intestinal os ácidos graxos e monoglicerídeos são captados pelo retículo endoplasmático liso da célula sendo usados para formar novos triglicerídeos os quais serão transferidos na forma de quilomícrons para o sangue circulante Figura 10 CONSTANZO 2012 As micelas dos sais biliares con tinuam no quimo onde são reutilizadas para a incorporação de novos produtos de digestão da gordura ácidos graxos e monoglicerídeos UNICESUMAR 178 Gordura proveniente do estômago Sais biliares Emulsão Micelas Separação dos componentes da micela em colesterol glicerol e ácido graxo Glicerol Ácido graxo Colesterol LÚMEN DO INTESTTINO MICROVILOSIDADES ENTERÓCITO LÍQUIDO INTERSTICIAL CAPILAR CG Quilomícrons Combinação de glicerol ácido graxo e colesterol entre si no REL Descrição da Imagem a estrutura rosa representa o enterócito com invaginações no ápice que evidenciam as microvilosidades Abaixo do enterócito temos o líquido intersticial e o capilar retângulo horizontal vermelho No lúmen estão presentes as gorduras provenientes do estômago círculos amarelos Estes se combinam com os sais biliares círculos menores azuis num processo chamado de emulsão ficando combinados entre si gordura parte central rodeada pelos sais biliares Dessa emulsão temos as micelas estrutura parecida com as observadas na emulsão porém menores Estas micelas se dissociam em colesterol glicerol e ácidos graxos Os gliceróis e ácidos graxos movemse por difusão para dentro do enterócito assim como o colesterol No enterócito esses lipídios se combinam no retículo endoplasmático liso REL formando os quilomícrons os quais são transportados ao complexo de Golgi CG e destes para o capilar Figura 10 Digestão e absorção de gorduras Fonte a Autora UNIDADE 7 179 Você até aqui aprendeu que a digestão ocorre até as primeiras porções do intestino delgado assim como a absorção dos nutrientes ocorre nesse órgão Mas e o intestino grosso qual o seu papel É no intestino grosso que ocorre o processamento de vários carboidratos complexos e em menor quantidade de pro teínas que não foram digeridas e absorvidas no intestino delgado O intestino absorve esses nutrientes pelo processo de fermentação e por isso ele está povoado de centenas de espécies diferentes de bactérias Nas porções mais proximais do intestino grosso ocorre em especial a fermentação de carboidratos já na porção mais distal ocorre a fermentação das proteínas Deste processo de fermentação substân cias tóxicas podem ser produzidas como por exemplo amônia fenóis indóis e enxofre Alguns desses metabólitos tornamse fonte de nitrogênio para o próprio crescimento bacteriano e os compostos residuais que não forem absorvidos são eliminados com as fezes Já as gorduras que possam atingir o intestino grosso estas não são absorvidas e passam a fazer parte das fezes e são expelidas com elas É importante lembrar aqui da contribuição dos alimentos pré e probióticos muito importantes para as bactérias presentes neste tubo Os prebióticos como oligossacarídeos não digeríveis são alimentos lentamente fermentáveis e podem auxiliar na proliferação microbiana Já os probióticos são culturas bacterianas ativas que beneficiam nosso organismo por repovoar o tubo Acreditase que esses su plementos levam ao aumento na produção de mucina ou interfiram diminuindo a interação entre bactérias patogênicas e a mucosa do cólon Além das funções acima o intestino grosso em especial o cólon proximal é responsável pela absorção de água e eletrólitos importantes componentes para nosso metabolismo Você já parou para pensar que quando estamos com refluxo se ele não for cuidado de maneira cor reta a longo prazo pode evoluir para uma gastrite eou esofagite dependendo de sua localização As agressões contínuas e repetidas ao sistema digestório em especial ao esôfago e estômago podem levar a um desequilíbrio enzimático ocasionando dores localizadas nestas regiões Muitas dessas dores podem ser causadas pela própria alimentação e também pelo próprio estresse da vida diária Isso porque essas patologias têm um caráter psicossomático no agravamento da sintomatologia A gastrite portanto é uma inflamação da mucosa gástrica que pode ser causada por infecções por Helicobacter pylori por medicamentos ou intoxicantes como bebidas alcoólicas problemas autoimunes além do fator psicológico como o estresse Em algumas situações pode não haver de início sintomas mas geralmente vem acompanhado de dores e pode haver sangramento Como ela se dá por inflamação e lesão no trato gastrointestinal em geral ela vem acompanhada de bastante desconforto e dor local UNICESUMAR 180 Você já deve ter sofrido alguma vez na vida com dores fortes abdominais que podem ter sido esporá dicas mas que podem ter evoluído para uma gastrite ou esofagite por exemplo Essas patologias podem danificar seriamente o sistema digestório prejudicando a ingestão de conteúdos simples como leite e derivados até mesmo a ingestão de produtos mais gordurosos como um pedaço de bacon ou um sanduíche Entender o funcionamento do TGI nos faz perceber o quão complexa é sua organização e o quão se faz importante uma abordagem completa do assunto Entender como o alimento é processado nos permite entender o surgimento de algumas patolo gias que podem se iniciar de forma esporádica mas que podem ser contínuas e se tornarem crônicas Você enquanto profissional da área da saúde tem papel relevante nesse contexto para o fornecimento não simplesmente de uma dieta alimentar mas de uma reeducação alimentar em que muitas vezes o alimento não precisa ser excluído mas apenas manipulado de forma a ser mais acessível pelas nossas enzimas digestivas Título O Cérebro Desconhecido Autor Helion Póvoa Editora Objetiva Sinopse O doutor Helion Póvoa revela as incríveis potencialidades tera pêuticas do intestino órgão cuja importância vem sendo resgatada pelos médicos nas últimas décadas Comentário Este livro trata sobre o sistema nervoso entérico e assim pode ajudálo a compreender melhor este sistema Você já ouviu falar em doença celíaca uma doença autoimune que acomete o intestino delgado Quer saber mais sobre ela seus fatores desencadeantes medidas de controle e profilaxia Ouça esse podcast e descubra mais sobre esse assunto 181 Agora que você estudou sobre o sistema digestório os pontos específicos de abordagem como enzimas digestivas porções anatômicas e histológicas relacionadas construa um mapa mental rel acionando as principais regiões e funções digestiva englobando neste mapa os principais compo nentes que podemos digerir e como são realizados esses processos Ácido clorídrico Bicarbonato Cloreto de sódio Muco SECREÇÃO DIGESTÃO E ABSORÇÃO Carboidratos Proteínas Lipídeos MOTILIDADE Segmentar Peristalse DIVISÃO ANATÔMICA DIVISÃO HISTOLÓGICA REGULAÇÃO Simpática Parassimpática Entérica SISTEMA GASTROINTESTINAL 182 1 Em relação ao sistema digestório verificamos semelhanças e diferenças entre suas partes as quais determinam sua composição anatômica e sua contribuição fisiológica para a digestão e absorção dos alimentos Sobre esse tema analise as assertivas e assinale a alternativa correta I As células parietais estomacais são células arredondadas com grande quantidade de mito côndrias em seu citosol Por estímulo da gastrina por exemplo estas células ativam suas bombas de prótons para produzir HCl II A amilase salivar pode realizar a digestão de carboidratos na mesma intensidade com que este processo ocorre nos enterócitos intestinais Estes últimos apresentam em suas micro vilosidades uma imensa quantidade de enzimas responsáveis pela quebra de dissacarídeos em monossacarídeos III Os enterócitos intestinais são células colunares com grande quantidade de microvilosidades A função destas células é atuar na absorção e digestão de nutrientes por meio das enzimas que possuem nessas microvilosidades a Apenas a assertiva I está correta b Apenas a assertiva II está correta c Apenas a assertiva III está correta d Apenas as assertivas I e III estão corretas e Apenas as assertivas I e II estão corretas 2 A inervação do sistema digestório é comandada por dois grandes grupos de inervação a intrínseca e a extrínseca Sobre elas podemos afirmar que a A inervação parassimpática é suprida pelo nervo vago e nervo pélvico O nervo vago inerva o TGI inferior e o nervo pélvico inerva o TGI superior b No sistema nervoso parassimpático os neurônios préganglionares são classificados como colinérgicos liberam acetilcolina ou peptinérgicos liberam substância P e peptídeo vasoativo inibitório ou também chamado VIP c Na inervação parassimpática as fibras préganglionares são relativamente longas e fazem sinapse nos gânglios celíaco mesentérico superior mesentérico inferior e hipogástrico d A inervação intrínseca ou sistema nervoso entérico coordena todas as funções do TGI na presença de inervação extrínseca e Os gânglios do sistema nervoso entérico recebem informação pelos sistemas nervosos pa rassimpático e simpático que modulam sua atividade 183 3 Sobre o trato gastrointestinal temos uma série de eventos que englobam motilidade secreção digestão e absorção que favorecem a distribuição correta do alimento no corpo Sobre esses processos assinale a alternativa correta a As contrações fásicas são aquelas mantidas por minutos ou horas e ocorrem em alguns es fíncteres de músculo liso e na porção proximal do estômago b As células parietais são as responsáveis por secretar o ácido clorídrico no lúmen do estômago Este processo é dependente da anidrase carbônica num evento conhecido como bomba de prótons c A principal enzima envolvida na digestão de carboidratos é a pepsina do estômago ativa em pH 50 e inativa em pH entre 20 a 30 Para que essa enzima tenha ação digestiva sobre a proteína os sucos gástricos precisam ser ácidos d A glicose para ser absorvida entra na célula intestinal por uma proteína SGLT e sai pela proteína GLUT5 Já a frutose entra pela proteína GLUT2 e sai pela proteína GLUT5 e As contrações tônicas ocorrem por meio de ciclos de contração e relaxamento que duram apenas alguns segundos e ocorre na região distal do estômago e no intestino delgado 8 Nesta unidade você terá uma visão introdutória sobre o sistema endócrino compreendendo melhor a síntese dos diferentes tipos de hormônios os peptídicos esteróides e amina Além disso serão abordados os principais tipos de regulação por retroalimentação e por receptores Também será abordado o mecanismo de ação dos hormônios e segundos mensageiros Após essa abordagem você estudará o eixo e as relações hipotalâmicashipofisárias enfati zando as diferenças entre adenohipófise e neurohipófise e seus principais hormônios atuantes o hormônio adrenocorticotrófico ACTH hormônio do crescimento prolactina hormônio antidiuré tico ADH e ocitocina Fisiologia do Sistema Endócrino I Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva MEU ESPAÇO UNICESUMAR 186 O sistema endócrino é um dos grandes guias do metabolismo e demais funções corpóreas Através dele muito se pode entender sobre os desencadea mentos das funções vitais do ser humano A partir disso se faz claro que ele também sofre um con trole para que suas atividades sejam desempenha das em tempos e ocasiões corretas Mas você sabe como é controlado o sistema endócrino quais seus componentes e atuações Imagine uma mãe que acabou de ter um filho e no momento que vai amamentar olha carinhosamente seu bebê e numa sucção há uma relação tão forte que o leite começa a ser liberado num volume bem grande Ainda a contínua relação mãefilho induzem cada vez mais a secreção e ejeção do leite Como você explica isso Como poderíamos relacionar a produção e ejeção do leite ao contato mãefilho Como a dificuldade de amamentar poderia afetar o metabolismo do filho Quais as relações entre a amamentação sistema endócrino e imune estão aqui presentes Quando falamos em hormônios gestacionais por exemplo como os envolvidos na produção e ejeção do leite temos que levar em consideração que vários são os fatores que regulam e podem estimular ou até mesmo inibir a atuação de tais hormônios Fatores como cheiro gosto órgãos dos sentidos além do próprio hormônio podem atuar sobre a célula que a produziu estimulando ou inibindo uma determinada ação fisiológica Compreender a ação dos hormônios e a rela ção deste com outros sistemas como a relação descrita acima inclusive sua relação com outras vias hormonais e suas atuações nos permite com preender por exemplo o que pode estar ocorren do quando existe alguma disfunção importante Além disso devemos levar em consideração que a amamentação tem implicações no metabolismo e sistema imune do filho O conteúdo do leite materno apresenta componentes químicos ali mentares vitaminas sais e até mesmo células que colaboram para o desenvolvimento do sistema imune do bebê e atuam diretamente na sensação de saciedade após a ingestão do leite materno Vamos hipotetizar a seguinte situação Essa mãe citada acima amamenta constantemente seu filho e têm percebido que seu leite está secan do Não relata ter nenhum problema alimentar e frequentemente amamenta seu filho em local adequado com bastante interação com o seu bebê O que poderia estar acontecendo Será que algo está errado Por que seu filho não consegue mais mamar Quais hormônios são responsáveis pela produção e ejeção do leite É o mesmo hormônio que desempenha as duas funções Qual a relação entre amamentação sistema endócrino e o desen volvimento do sistema imune e digestivo do bebê Pesquise na bibliografia de apoio livros e demais redes sobre o motivo do leite estar secando e verifique Existe na literatura causas para essa alteração Para isso antes de buscar sobre essa alteração verifique os nomes e atuações destes hormônios nas diferentes etapas de amamenta ção Com esses dados em mãos e com a ajuda da internet construa um fluxograma que relacione os hormônios envolvidos de modo a construir um eixo com esses hormônios Além disso tente hipotetizar se algum ponto ou algo desse eixo possa estar em descompasso e possa ser respon sável pela dificuldade da mesma em amamentar UNIDADE 8 187 Pensar na amamentação logo nos vêm à cabeça que a mãe deve fazêlo em local adequado e para garantir um processo eficiente que ela precisa o fazer de maneira adequada tendo também para isso uma boa alimentação para o leite não secar No entanto ainda que as condições sejam adequadas nem sempre a liberação hormonal ocorre e isso pode estar relacionado em problemas na relação entre os componentes que integram a via de ejeção e produção de leite Um eixo bem interessante e que pode ser o responsável por essas funções é o que integra o hipotálamo e hipófise A completa e eficiente relação entre eles promove o sucesso da execução da atividade fisiológica Para iniciar nossa jornada de conhecimento sobre o sistema endócrino é importante estar claro que esse sistema é composto por glândulas endócrinas e órgãos que liberam moléculas reguladoras os hormônios no líquido intersticial e em seguida na corrente sanguínea Logo os hormônios são considerados molé culas mensageiras químicas que circulam pelo sangue e atingem seus locais de ação para estimular eou desempenhar algum metabolismo regular o meio interno favorecer processos reprodutivos crescimento e desenvolvimento SILVERTHORN 2017 Devido à relação entre o sistema endócrino e sistema circu latório as glândulas endócrinas apresentam uma vasta vascularização e por conta disso na maioria dos casos pequenos níveis de hormônios circulantes já são capazes de produzir respostas efetivas UNICESUMAR 188 Além das glândulas endócrinas hipófise tireoide paratireoides suprarrenais e pineal outros órgãos e tecidos não glandulares também contém células que secretam hormônios sendo eles hipotálamo o timo o pâncreas os ovários os testículos os rins o estômago o fígado o intestino delgado a pele o coração o tecido adiposo e também a placenta TORTORA NIELSEN 2019 Figura 1 considerada uma fonte adicional de hormônios sexuais GUYTON E HALL 2011 Hipotálamo TRH CRH GHRH Dopamina Somatostatina Vasopressina Glândula hipófse GH TSH ACTH FSH MSH LH Prolactina Ocitocina Vasopressina Timo Timopoietina Fígado IGF THPO Adrenal Androgênio Glicocorticoide Aadrenalina Noradrenalina Ovário Placenta Estrogênio Progesterona Útero Prolactina Relaxina Glândula pineal Melatonina Tireóide e Paratireóide T3 T4 Calcitonina PTH Estômago Gastrina Grelina Histatina Somatostatina Neuropeptídeo Y Pâncreas Insulina Glucagon Somatostatina Rim Calcitriol Renina Eritropoietina Testículo Androgênio Estradiol Inibina FEMININO MASCULINO Descrição da Imagem A imagem mostra o corpo humano com diferentes órgãos em evidência e os hormônios por eles produzidos Na cabeça temos o hipotálamo seguido da pineal e hipófise Abaixo temos a tireoide e paratireoide seguida do timo estômago fígado pâncreas adrenais e rins Ainda destacase o ovário placenta útero e testículos Figura 1 glândulas endócrinas e órgãos produtores de hormônios UNIDADE 8 189 Os hormônios podem agir sob 3 formas distintas 1 controlando as reações enzimáticas 2 controlando o transporte de íons ou moléculas através das membranas celulares e 3 controlando a expressão gênica e a síntese proteica A própria terminologia da palavra justifica sua ação em que hormon significa excitar Lembrando que estes hormônios são produzidos por células que podem estar dispersas ou compondo as glândulas endócrinas ou ainda formando órgãos inteiros No quadro a seguir quadro 1 você pode verificar a presença de algumas estruturas corporais e os hormônios por eles produzidos SILVERTHORN 2017 Estrutura corporal Alguns hormônios relacionados Hipotálamo Dopamina vasopressina Glândula pineal Melatonina Hipófise ACTH FSH GH prolactina Tireoide e paratireoide T3 T4 calcitonina Timo timotropina Estômago Gastrina grelina histamina Fígado IGF Pâncreas Insulina glucagon Adrenal Androgênios adrenalina Rins Calcitriol renina Ovários Estrogênio progesterona Testículos Androgênios Quadro 1 Lista de órgãos eou glândulas endócrinas e os respectivos hormônios produzidos por eles Fonte adaptado de Silverthorn 2017 Essas células podem produzir um único tipo de hormônio ou hormônios diferentes e isso está relacionado ao local onde essas células estão inseridas Mas sob quais formas podem se apresentar os hormônios Eles existem sob 3 formas peptídeos esteróides e aminas ou amínicos sendo que os hormônios peptídicos são sintetizados a partir de aminoácidos os hormônios esteróides são derivados do colesterol e os hormônios amina são derivados de um único aminoácido tirosina ou triptofano SILVERTHORN 2017 Para aumentar seu conhecimento sobre a relação entre o tecido adiposo e a produção hormonal sugiro a leitura do artigo O tecido adiposo como regulador do metabolismo Aqui você encontrará mais detalhes sobre como o tecido adiposo atua na produção de hormônios importantes em processos fisiológicos e fisiopatológicos Para acessar use seu leitor de QR Code UNICESUMAR 190 Vamos abordar primeiramente os peptídicos No núcleo o gene para o hormônio em questão é transcrito em RNA mensageiro RNAm Este RNAm é transferido para o citoplasma e traduzido em um prépróhormônio Esse componente tem a porção hormonal associada a um peptídeo de sinaliza ção que impede o término da tradução deste hormônio até que ele possa ser encaminhado ao retículo endoplasmático rugoso e continuar a sofrer as modificações necessárias Quando encaminhado ao retículo o peptídeo de sinalização é removido e a tradução prossegue com toda a sequência peptídica produzida convertendo o prépróhormônio em próhormônio Esse próhormônio é transferido ao complexo de Golgi e encapsulado em vesículas secretoras Nestas vesículas as quais contém enzimas proteolíticas ocorre a clivagem do próhormônio produzindo o hormônio final Este hormônio permanece armazenado em vesículas secretoras até que a célula que os contém células endócrinas sejam estimuladas e possam liberálas Resumidamente temos a sequência descrita CONSTANZO 2012 1 O gene do DNA sintetiza RNAm no núcleo 2 O RNAm vai para o citosol e inicia a tradução formando um pré próhormônio 3 O pré próhormônio se liga a um peptídeo de sinalização e este complexo é enca minhado ao retículo endoplasmático rugoso 4 No retículo o pré próhormônio perde o peptídeo de sinalização e continua a tra dução formando o próhormônio 5 O próhormônio é encaminhado ao complexo de Golgi onde sofre ação de enzimas formando o hormônio e 6 O hormônio ativo é liberado do complexo e fica armazenado em vesículas secretoras aguardando estímulo para ser liberado Agora que já estudamos sobre os hormônios peptídicos vamos focar nos hormônios este róides Estes hormônios são sintetizados pelo córtex da glândula supra renal gônadas corpo lúteo e placenta São exemplos destes hormônios o cortisol aldosterona estradiol progesterona e testosterona Vale lembrar que estes hormônios compartilham de uma característica em comum todos são derivados do colesterol Logo uma die ta altamente restritiva em gorduras assim como em casos de anorexia esses hormônios podem ter sua quantidade e eficiência afetadas já que dependem do colesterol para serem formados Trabalharemos com estes hormônios mais à fren te e também na unidade 9 Por fim temos os hormônios amina e nesta categoria se enquadram as catecolaminas epine frina norepinefrina e dopamina e os hormônios da tireóide CONSTANZO 2012 exemplos de hormônios derivados da tirosina e a melatonina hormônio da glândula pineal derivado do trip tofano SILVERTHORN 2017 Estes também serão abordados oportunamente Para o funcionamento correto destas três ca tegorias de hormônios é requerido um controle ou seja eles precisam estar em constante regula ção para que haja a homeostasia Esta regulação se dá por mecanismos neurais ou por meca nismos de retroalimentação Os mecanismos neurais podem ser explicados melhor usando UNIDADE 8 191 como exemplo as catecolaminas que discutimos na Unidade 2 Fisiologia do Sistema Nervoso Resumidamente temos que nervos simpáticos préganglionares formam sinapses na medula supra renal e quando estimulados causam a secreção de catecolaminas na circulação E quanto à retroalimentação Esta se dá quando algum elemento de resposta fisiológica a um hormônio volta a agir direta ou indire tamente na célula ou glândula endócrina que secreta esse hormônio alterando sua secreção Existem duas formas de retroalimentação a negativa mais comum e a positiva A retroa limentação negativa significa que alguma ca racterística da ação hormonal direta ou indireta mente inibe a secreção adicional do hormônio Vamos usar como exemplo a via mais clássica que será muito utilizada nesta e na unidade se guinte hipotálamohipófisetecido alvo Antes de focarmos neste eixo precisamos compreender anatomicamente a estrutura da hipófise Figura 2 A hipófise também cha mada glândula pituitária é formada por dois lobos o anterior adenohipófise e o posterior neurohipófise A adenohipófise deriva em briologicamente do intestino anterior primiti vo sendo composto de células endócrinas Já a neurohipófise é derivada de tecido neural sendo formado de um aglomerado de axônios cujos corpos celulares ficam no hipotálamo A hipófise fica presa ao hipotálamo por uma has te chamada de infundíbulo tendo seu controle baseado em mecanismos neurais e hormonais SILVERTHORN 2017 Quiasma óptico Hipotálamo Infundíbulo Hipófse anterior Hipófse posterior Descrição da Imagem A imagem mostra a cabeça em vista lateral com corte longitudinal para evidenciar o encéfalo Destacase a hipófise e hipotálamo em vista aumentada Ao lado esquerdo do hipotálamo temos o quiasma óptico Abaixo do hipotálamo e conectado à hipófise temos o infundíbulo A hipófise é mostrada destacando a hipófise anterior e a hipófise posterior Figura 2 Hipófise e seus lobos anterior e posterior UNICESUMAR 192 Acesse o QR Code e veja a dinâmica de interação entre hipotálamo e hipófise para transmissão de informação hormonal O hipotálamo secreta um hormônio o hormônio liberador hipotalâmico que estimula a secreção de outro hormônio pela adenohipófise Este hormônio então age sobre o tecido alvo por exemplo os testículos que por sua vez secretam outro hormônio por exemplo a testosterona a qual atua em outros tecidosalvo Figura 3 A testosterona pode voltar a atuar sobre a hipófise glân dula endócrina e sobre o hipotálamo unindo as secreções de hormônios por estes locais GUYTON E HALL 2011 REALIDADE AUMENTADA Desenvolvimento de Placa de Ateroma em Vaso Sanguíneo 543 HIPOTÁLAMO ALÇA CURTA ALÇAS LONGAS ADENOHIPÓFISE ÓRGÃO SECRETOR DE HORMÔNIO HORMÔNIO HORMÔNIO TECIDOALVO HORMÔNIO LIBERADOR HIPOTALÂMICO Descrição da Imagem o fluxograma mostra o circuito hipotálamohipófiseórgão secretor de hormôniotecido alvo O retângulo azul escrito hipotálamo secreta por retroalimentação positiva o hormônio liberador hipotalâmico evidenciado na seta vertical para baixo azul Este hormônio se liga ao retângulo azul escrito adeno hipófise Da adeno hipófise sai a seta azul vertical para baixo mostrando o hormônio que se liga pela seta azul com o órgão secretor de hormônio Esta se conecta com o tecido alvo pela seta azul para baixo através de um dado hormônio Retroalimentação negativa de alças longas setas vermelhas curvas em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal podem ser acionadas fazendo com que o hormônio glandular iniba a adenohipófise ou iniba o hipotálamo Já pela retroalimentação de alça curta seta verde em sentido contrário ao estímulo do eixo se faz quando a adenohipófise inibe o hipotálamo Figura 3 Mecanismo de retroalimentação negativa Fonte a autora UNIDADE 8 193 Existem dois tipos de retroalimentação negati va a de alça longa e a de alça curta Figura 3 Na retroalimentação de alça longa o hormô nio volta a agir por todo o caminho até o eixo hipotálamohipófise Na retroalimentação de alça curta o hormônio da adenohipófise volta a agir sobre o hipotálamo inibindo a secreção do hormônio liberador hipotalâmico E por fim na retroalimentação de alça ultracurta o hor mônio liberador hipotalâmico inibe sua própria secreção por exemplo o GnRH hormônio de liberação do hormônio de crescimento que inibe sua própria liberação GYUTON E HALL 2011 Além do exemplo acima temos também alguns tipos de retroalimentação negativa que não são baseadas no eixo hipotálamohipófise como por exemplo a insulina que regula a glicose do sangue A secreção de insulina é estimulada ou inibida por variações de concentrações da glicose sanguínea ou seja se a glicose está elevada a secreção de insulina pancreática é estimulada agindo sobre o fígado músculo e tecido adiposo para reduzir a concentração de glicose no sangue de volta ao normal Já se a concentração de glicose está baixa a insulina não é mais necessária sendo então sua secreção inibida GUYTON E HALL 2011 Mas não se preocupe com essa via agora pois ela será detalhada na Unidade 9 E como funciona a retroalimentação posi tiva Esta se dá quando alguma característica da ação do hormônio provoca o incremento na se creção hormonal Figura 4 Vamos focar num exemplo clássico para entender melhor esse tipo de retroalimentação o efeito do estrogênio sobre a secreção dos hormônios FSH e LH pela ade nohipófise durante o ciclo menstrual Durante a primeira fase do ciclo a fase folicular os ovários secretam estrogênio que atua na adenohipófise produzindo um pulso de secreção de FSH e LH Logo o estrogênio secretado pelos ovários atua na HIPOTÁLAMO Hormônio liberador hipotalâmico ADENOHIPOFISE Hormônio Hormônio ÓRGÃO SECRETOR DE HORMONIO TECIDOALVO adenohipófise aumentando a secreção de FSH e LH e estes provocam mais secreção de estrogênio SILVERTHORN 2017 Descrição da Imagem O retângulo azul escrito hipotálamo secreta por retroalimentação positiva o hormônio liberador hipotalâmico evidenciado na seta vertical para baixo azul Este hormônio se liga ao retângulo azul escrito adeno hipófise Da adeno hipófise sai a seta azul vertical para baixo mostrando o hormônio que se liga pela seta azul com o órgão secretor de hormônio Esta se conecta com o tecido alvo pela seta azul para baixo através de um dado hormônio Retroalimentação positi va seta vermelha em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal pode ser acionada fazendo com que o hormônio liberado pelo órgão estimule ainda mais a adenohipófise Figura 4 Mecanismo de retroalimentação positiva Fonte a autora UNICESUMAR 194 Além da estrutura hormonal e sua regulação outros fatores são importantes para o funcionamento e regulação de uma via hormonal É o caso do local de ligação desse hormônio no tecidoalvo ou seja é muito relevante a presença do receptor que irá reconhecer esse hormônio Isso significa que quanto maior a afinidade do receptor pelo hormônio maior será a probabilidade de resposta Além da relação receptorhormônio o número desses receptores também incidem numa melhor resposta Por isso também podemos destacar uma regulação para os receptores chamada de regulação para baixo e regulação para cima SILVERTHORN 2017 Vamos iniciar pela regulação para baixo Neste tipo de regulação temos que o hormônio diminui o número ou a afinidade dos receptores no tecidoalvo A redução na síntese de novos receptores ou o aumento da degradação dos receptores existentes ou a inativação dos receptores são as principais vias de regulação para baixo SILVERTHORN 2017 Um exemplo clássico é o efeito da progesterona no seu próprio receptor no útero que estudaremos mais a frente Já na regulação para cima o hormônio aumenta o número ou a afinidade do receptor pelos hor mônios Isso pode se dar aumentando a síntese de novos receptores ou diminuindo a degradação ou ativando os receptores Uma forma clássica de regulação para cima é a prolactina em que o hormônio aumenta o número de seus receptores na mama para melhorar sua efetividade CONSTANZO 2012 Compreendido isso é notável que a ação do hormônio se inicia quando ele se liga ao receptor de membrana formando o complexo hormônioreceptor Este sistema muitas vezes depende do seu acoplamento a proteínas efetoras adenil ciclase eou fosfolipase C por meio de proteínas G de GTP guanosina trifosfato Quando as proteínas efetoras são ativadas é produzido então um segundo mensageiro seja ele o IP3 145trifosfato de inositol ou o mais comum AMPc adenilil ciclase que ampliam o sinal hormonal original efetivando a resposta fisiológica Figura 5 As proteínas G mencionadas acima são uma família de proteínas ligadas à membrana que acoplam os receptores hormonais às proteínas efetoras Portanto a proteína G é um interruptor molecular que decide sobre a ação hormonal estimulando Gs ou inibindo Gi essa ação CONSTANZO 2012 Segundo GUYTON e HALL 2011 um dos mecanismos mais clássicos dos sistemas hormonais é o que envolve a ligação de hormônio ao receptor acoplado por essa proteína G Gs ou Gi e depois ativação ou inibição da adenilil ciclase com aumento ou diminuição de AMPc O hormônio se liga ao seu receptor e isso gera uma alteração conformacional na subunidade alfa da proteínas Gs Essa alteração promove a liberação do GDP guanosina difosfato da subunidade alfa mudandoo para GTP e formando então o complexo αsGTP A subunidade alfa então se separa da proteína Gs O comple xo αsGTP migra pela membrana celular e se liga à adenilil ciclase ativandoa gerando a conversão de ATP em AMPc Este último serve como segundo mensageiro Por consequência há a ativação de enzimas que fosforilam proteínas que executam as ações fisiológicas finais O esquema abaixo ilustra de forma resumida esse mecanismo Figura 5 UNIDADE 8 195 E o mecanismo da fosfolipase C IP3Ca2 Esse mecanismo envolve a ligação do hormônio ao receptor que assim como no mecanismo de AMPc promove uma alteração conformacional na su bunidade alfa da proteína Gq O GDP é então liberado da subunidade alfa sendo convertido à GTP e a subunidade alfa se separa da proteína G O complexo αqGTP migra pela membrana e se liga à fosfolipase C ativandoa Isso gera a catalisação e liberação de diacilglicerol e de IP3 do fosfolipídio de membrana o IP3 causa a liberação de cálcio do retículo endoplasmático resultando em aumento da concentração de cálcio intracelular O cálcio mais o diacilglicerol ativam enzimas que fosforilam proteínas resultando em ações fisiológicas CONSTANZO 2012 Figura 6 INATIVO ATIVO Receptor Receptor Hormônio Proteína Gs αs αs αs β Y GDP GTP Rerceptor Proteína Gs β Y AMPc Fosforilação de proteínas Ação fsiológica ATP Adenilil ciclase Descrição da Imagem Acima temos esquema com a demonstração da inatividade do receptor ¾ de um círculo de cor verde e da proteína Gs representada pelo retângulo alaranjado acoplado a 3 pequenos retângulos um azul alfa s αs um verde beta β e um gama rosa γ O retângulo contendo a subunidade Gs está ligada ao GDP retângulo cinza Quando ativado o receptor se liga ao hormônio quadrado amarelo acoplado ao receptor Isso induz a formação do complexo receptorproteína Gs com a transformação de GDP em GTP e liberação da subunidade αs Esta subunidade se acopla à adenilil ciclase retângulo rosa que pela conversão de ATP em AMPc leva à fosforilação de proteínas resultando numa determinada ação fisiológica Figura 5 Mecanismo de ação da adenilil ciclase Fonte a autora UNICESUMAR 196 INATIVO ATIVO Receptor Hormônio Receptor αq αq αq β β Y Y GDP Receptor Proteína Gq GTP IP3 Ca2 Diacilglicerol Fosforilação de proteínas Ação fsiológica Fosfolipase C Proteína Gq Descrição da Imagem Acima representa um esquema onde temos a demonstração da inatividade do receptor ¾ de um círculo de cor verde e da proteína Gq representada pelo retângulo alaranjado acoplado a 3 pequenos retângulos um azul alfa q αq um verde beta β e um gama rosa γ O retângulo contendo a subunidade Gs está ligada ao GDP retângulo cinza Quando ativado o receptor se liga ao hormônio quadrado amarelo acoplado ao receptor Isso induz a formação do complexo receptorproteína Gq com a transformação de GDP em GTP e liberação da subunidade αq quadrado azul Esta subunidade se acopla à fosfolipase C retângulo rosa gerando IP3 e diacilglicerol O IP3 induz seta preta para baixo abertura de canais de cálcio Ca2 e estes ativam seta curva vermelha o diacilglicerol que promove seta preta para baixo a fosforilação de proteínas resultando seta preta para baixo numa determinada ação fisiológica Figura 6 Mecanismo de ação da fosfolipase C Fonte a autora Vamos entender agora como estes mecanismos funcionam no principal eixo de ativação hormonal o eixo hipotálamohipófise Este eixo é o principal desencadeador de respostas funcionais reprodutivas tireoideanas supra renais assim como também em ações de crescimento osmorregulação produção e ejeção de leite SILVERTHORN 2017 UNIDADE 8 197 Uma vez sintetizados nos corpos celulares do hipotálamo os hormônios neuropeptídeos são transpor tados pelos axônios e armazenados na neurohipófise Quando a célula é estimulada as vesículas são liberadas pelas terminações axonais por exocitose e o hormônio entra nos capilares que estão ali pró ximos sendo difundido na circulação em direção aos tecidosalvo SILVERTHORN 2017 Figura 8 Hipotálamo Hipófse anterior Artéria Veia Células neurosecretoras Hipófse posterior quiasma óptico Descrição da Imagem a imagem ilustra o eixo hipotálamohipófise De cima para baixo temos o hipo tálamo estrutura globosa verde evidenciando células neurosecre toras corpos celulares de neurô nios representados em estruturas amarelas em formato de estrela de onde partem axônios linhas amare las contínuas aos corpos celulares que seguem pelo infundíbulo até a hipófise duas estruturas globosas rosas dilatadas na porção terminal Ao lado esquerdo temos a hipófise anterior destacando as artérias e veias e na direita temos a hipófise posterior Figura 7 Relação hipotálamohipófise Vamos focar primeiro na neurohipófise lobo posterior da hipófise e seus hormônios Essa região da hipófise como deve lembrar é originada de um prolongamento do hipotálamo de modo que ela é responsável por secretar o hormônio antidiurético ADH que atua nos rins e o hormônio ocitocina que atua nas mamas e útero ambos produzidos pelo hipotálamo Figura 7 Como o lobo posterior é derivado de tecido neural os hormônios secretados nessa região da hipófise são liberados por neurônios UNICESUMAR 198 E como são sintetizados e secretados o ADH e a ocitocina Sua formação é parecida com a que estu damos no início desta unidade na síntese dos hormônios peptídicos com algumas particularidades No hipotálamo o gene para ADH e o gene para ocitocina estão localizados no mesmo cromossomo e induzem a síntese dos prépróhormônios chamados préprópresofisina ADH e prépróocifisina ocitocina No complexo de Golgi os peptídeos de sinalização são removidos formando os próhor mônios própressofisina e próocifisina que ficam armazenados em vesículas secretoras No trajeto até a hipófise os próhormônios são clivados formando os respectivos hormônios Estas vesículas chegam então até à neurohipófise que por ocasião de um estímulo podem liberar esses hormônios pela circulação até ao tecidoalvo CONSTANZO 2012 O hormônio antidiurético ADH ou vasopressina já foi estudado na unidade de fisiologia do sis tema renal Unidade 6 mas vamos recapitular alguns pontos importantes Tratase de um componente Hipotálamo Hormônios hipotalânios Vaso porta Hormônios neurohipofsários Vaso Vaso Neurohipófse Adenohipófse Hormônios adenohipofsários Tecidoalvo Tecidoalvo Descrição da Imagem Acima temos o hipotálamo retângulo rosa que contém dois neurônios corpo celular em forma de círculo roxo ligado ao axônio retângulo longitudinal roxo ligado ao terminal axonal meialua roxa por onde estão circulando os hormônios hipotalâmicos pequenos círculos amarelos À esquerda o neurônio atravessa o hipotálamo e seu terminal axonal fica inserido na neurohipófise retângulo verde abaixo do retângulo que representa o hipotálamo Ali os hormônios neuro hipofisários são liberados e captados pelo vaso tubo vermelho na vertical que desemboca no tecidoalvo liberando os hormônios À direita o neurônio libera os hormônios no hipotálamo que é captado pelo vaso porta Este vaso entra na adeno hipófise retângulo verde Ali os hormônios são liberados e captados por células adeno hipofisárias que transformam os hormônios e estes círculos pretos através do vaso tubo vermelho desembocam no tecidoalvo liberando os hormônios Figura 8 Secreção e distribuição de hormônios do eixo hipotálamohipófise Fonte a autora UNIDADE 8 199 relacionado à regulação da osmolaridade do líquido extracelular LEC ou seja age em resposta ao au mento da osmolaridade por secreção do ADH pela neurohipófise Sua ação ocorre no túbulo distal final e ducto coletor dos néfrons renais promovendo o aumento da reabsorção de água para controle da osmolaridade Vamos entender como isso funcio na Se uma pessoa fica privada de água a osmo laridade aumenta Logo esse aumento é detectado pelos osmorreceptores do hipotálamo Com isso há a secreção de ADH dos terminais nervosos da neurohipófise O contrário também é verdadeiro ou seja caso haja redução de osmolaridade os os morreceptores hipotalâmicos interpretarão isso com a inibição de secreção de ADH pelo lobo posterior SILVERTHORN 2017 Outro estímulo para secreção de ADH é a hipo volemia que causa redução da pressão arterial per cebida pelos barorreceptores no átrio esquerdo do coração Essa informação é transmitida pelo nervo vago até o hipotálamo que estimula o aumento da secreção de ADH Além dos descritos acima outros indutores de secreção de ADH também devem ser considerados como dor náusea e alguns antineo plásicos por exemplo CONSTANZO 2012 Uma patologia clássica relacionada ao mal funcionamento do ADH é a diabetes insípida central e nefrogênica A central é causada por falha hipofisária em secretar ADH e por isso com a circulação deste hormônio em baixa os ductos coletores ficam impermeáveis à água e a urina não pode ser concentrada A pessoa acaba eliminando grandes quantidades de urina diluída enquanto que seus líquidos corporais ficam concentrados Nestes casos a administração de ADH sintético é essencial no tratamento SILVERTHORN 2017 No caso da nefrogênica a neurohipófise é nor mal mas as células do ducto coletor apresentamse anormais por defeito no receptor na proteína G ou na adenilil ciclase não conseguindo interagir com o ADH produzido Os efeitos são parecidos com os percebidos na central mas como nestes casos o nível de ADH é aumentado o tratamento mais indicado é com diuréticos já que eles inibem a reabsorção de sódio no túbulo distal impedindo a diluição da uri na neste local fazendo com que a urina final excre tada fique menos diluída SILVERTHORN 2017 E a ocitocina neurohipofisária como se dá sua síntese secreção e atuação A função da oci tocina é promover a ejeção do leite na lactação Alguns fatores são determinantes para sua secre ção como a sucção ver ouvir os sons e sentir o cheiro do lactente assim como a própria dilatação do colo uterino são importantes para sua secre ção Sob estímulo receptores sensoriais no ma milo transmitem impulsos para a medula espinal através dos neurônios aferentes até alcançar o hipotálamo que estimula a neurohipófise a se cretar ocitocina A ação combinada de ocitocina e prolactina são cruciais para um bom desempenho na produção e ejeção de leite e isso voltará a ser discutido mais adiante SILVERTHORN 2017 Agora que já vimos os hormônios neurohi pofisários vamos focar na adenohipófise lobo anterior da hipófise No caso da adenohipófise o mecanismo é um pouco diferente A relação do lobo anterior da hipófise adenohipófise com o hipotálamo é tanto neural quanto endócrina e eles estão ligados pelos vasos porta hipotalâmicos hipofisários Figura 6 Os hormônios do hipo tálamo são sintetizados nos corpos celulares dos neurônios hipotalâmicos e vão pelos vasos porta diretamente na adenohipófise Esses hormônios estimulam as células do lobo anterior da hipófise a liberar seus hormônios hipofisários que entram na circulação e são distribuídos na célulaalvo UNICESUMAR 200 Os hormônios relacionados à adenohipófise são o TSH hormônio estimulador da tireoide o FSH hormônio foliculoestimulante o LH hormônio luteinizante o hormônio do crescimento a prolactina e o hormônio adrenocorticotrópico ACTH Cada um destes hormônios é secretado por um tipo celular específico listados no quadro 2 a seguir HORMÔNIO TIPO CELULAR PORCENTAGEM DE CADA TIPO CELULAR DA ADENOHIPÓFISE TSH Tireotrofo 5 FSH e LH Gonadotrofo 15 ACTH Corticotrofo 15 Hormônio do crescimento Somatotrofo 20 Prolactina Lactotrofo 15 Quadro 2 Lista de hormônios secretados pela adenohipófise Fonte adaptado de SILVERTHORN 2017 Estes hormônios são do tipo peptídicos e portanto apresentam síntese parecida com os já citados no início desta unidade Vamos resumila novamente 1 o DNA é transcrito em RNA no núcleo e este é encaminhado ao citoplasma 2 a tradução iniciase com interrupção formando o prépróhormônio sendo este encaminhado ao retículo endoplasmático 3 no retículo ocorrem mudanças deste prépróhormônio e posteriormente no com plexo de Golgi formando o hormônio final 4 o hormônio fica armazenado em vesículas secretoras para posterior liberação 5 quando a adenohipófise é estimulada pelo hormônio hipotalâmico de liberação ou de inibição ocorre o controle da secreção da hipófise anterior com a exocitose vesicular de alguns hormônios ou a inibição de outros e 6 o hormônio liberado é encaminhado pela corrente sanguínea até o tecidoalvo que irá atuar Para facilitar nosso entendimento vamos agrupar os hormônios de acordo com sua estrutura de 3 famílias família TSHFSHLH família ACTH e família hormônio de crescimentoprolactina Vamos nesta unidade abordar as famílias ACTH hormônio de crescimentoprolactina o FSH e LH O TSH será discutido na Unidade 9 Comecemos então pelo ACTH Além do ACTH essa família é composta pela lipotropina endorfina e o hormônio estimulante dos melanócitos MSH Como os outros hormônios não têm uma relação ainda bem esclarecida em humanos vamos estudar apenas o ACTH O prépróopiomelanocortina é transcrito a partir de um único gene O peptídeo de sinalização é clivado no retículo endoplasmático produzindo o próopiomelanocortina POMC Endopeptidases hidrolisam o POMC produzindo o ACTH Figura 9 GUYTON E HALL 2011 UNIDADE 8 201 Um fato bem relevante em relação ao ACTH é a doença de Addison em que os níveis de POMC e ACTH são aumentados por retroalimentação nega tiva Por estar na mesma família do MSH as pessoas com essa doença apresentam uma pigmentação atí pica da pele CONSTANZO 2012 Figura 10 Gene RNAm Prépróopiomelanocortina POMC Endopeptidases ACTH Descrição da Imagem o fluxograma mostra um processo de formação de ACTH onde cada item é representado por um retângulo e cada etapa é representada por uma seta preta voltada para baixo embaixo de cada retângulo De cima para baixo um gene produz seta preta para baixo um RNA mensageiro RNAm Este por tradução produz o prépróo piomelacortina que induz a formação do POMC próopio melanocortina e este por endopeptidases produz o ACTH Figura 9 Mecanismo de formação do ACTH Fonte a autora Descrição da Imagem tratase da foto do rosto de uma mulher de cabelo loiro amarrado para trás de olhos verdes e camiseta verde que possui doença de Addison evidenciada pela hiperpigmentação facial em especial na testa bochechas e nariz Figura 10 Face de uma mulher com doença de Addison mostrando melasmas hiperpigmentados dando o aspecto de pele bronzeada E em relação ao hormônio do crescimento o que podemos inferir Esse hormônio peptí dico de 191 aminoácidos também conhecido como somatotropina ou hormônio somato trófico é secretado durante toda a vida a par tir dos somatotrofos da adenohipófise e tem sua secreção pulsátil a cada 2 horas Apesar de ser produzida por toda vida ela não se faz de forma regular A intensidade de secreção aumenta desde o nascimento até a primeira infância Na puberdade há um surto de pro dução induzido pelo estrogênio nas mulheres UNICESUMAR 202 e testosterona nos homens responsáveis pelo estirão do crescimento Por fim na senescência a intensidade do hormônio diminui para níveis mais baixos Alguns fatores podem interferir na secreção do hormônio de crescimento como a concentração reduzida de glicose hipoglicemia desnutrição estresse exercícios traumatismo e febre Para tanto esse hormônio assim como os demais descritos anteriormente sofrem algum tipo de regulação CONSTANZO 2011 O GHRH hipotalâmico hormônio liberador de hormônio de crescimento atua sobre os somatotrofos adenohipofisários se ligando a receptores na membrana desses somatotrofos acoplados à proteína Gs adenilil ciclase e à fosfolipase Isso induz a secreção do hormônio de crescimento usando tanto AMPc quanto IP3Ca2 como segundos mensageiros Figura 11 Vale lembrar que a somatostatina também é secretada pelo hipotálamo e age sobre os somatotrofos inibindo a ação do hormônio de crescimento bloqueando a ação do GHRH no somatotrofo Ela faz isso se ligando ao receptor de membrana acoplado à adenilil ciclase por proteína Gi inibindo a geração de AMPc e diminuindo a secreção hormonal SILVERTHORN 2017 GHRH Somatostatina Hormônio do crescimento HIPOTÁLAMO Adenohipófse TECIDOALVO Descrição da Imagem o fluxograma mostra o circuito hi potálamo adeno hipófise tecido alvo De cima para baixo o retângulo azul do hipotálamo secreta positivamente seta azul vertical para baixo o hormônio liberador hipotalâmico GHRH Este hormônio por sua vez estimula seta azul ver tical para baixo a adeno hipófise a secretar seta azul vertical para baixo o hormônio de crescimento que estimula seta azul vertical para baixo o tecidoalvo Retroalimentação po sitiva seta verde em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal pode ser acionada fazendo com que o hormônio de crescimento estimule ainda mais o hipotálamo Por sua vez o hipotálamo secreta somatostatina seta pontilhada vermelha que atua negativamente sobre a adeno hipófise Figura 11 Regulação da secreção do hormônio de cresci mento Fonte a autora O hormônio do crescimento tem ação direta no chamado efeito diabetogênico E o que seria isso O hormônio causa resistência à insulina e diminui a captação de glicose e sua utilização nos músculos e tecido adiposo Com isso há uma maior disponibilidade de glicose sanguínea e menor no tecido além de atuar aumentando a lipólise no tecido adiposo A consequência disso é o aumento da biodis ponibilidade de insulina no sangue para controle da glicemia Ele também aumenta a síntese proteica e crescimento dos órgãos tendo efeito direto sobre o aumento da massa magra corporal Além desse crescimento dos órgãos o hormônio atua no crescimento linear causando alterações no metabolismo das cartilagens Uma deficiência desse hormônio nas crianças implica em falha de crescimento baixa estatura obesidade e puberdade tardia e o tratamento consiste em reposição hormonal Já se ocorrer excesso hormonal acromegalia se observa aumento no tamanho dos órgãos pés mãos língua embrutecimento facial resistência à insulina e intolerância à glicose SILVERTHORN 2017 UNIDADE 8 203 O outro hormônio adenohipofisário é a prolactina Enquanto a ocitocina controla a ejeção a pro lactina controla a produção de leite na lactação além de atuar no desenvolvimento das mamas Sua célula de produção é o lactotrofo que tem sua quantidade aumentada durante a gravidez e lactação Enquanto o TRH hormônio liberador de tireotrofina é o estimulante da secreção de prolactina a dopamina é o inibidor da secreção hormonal Figura 12 Em pessoas não grávidas ou não lactantes a concentração de prolactina permanece inibida pela dopamina do hipotálamo Já em pessoas grávidas ou em lactação o contrário pode ser observado GYUTON E HALL 2011 TRH Dopamina Prolactina HIPOTÁLAMO Adenohipófse MAMA Descrição da Imagem o fluxograma mostra o circuito hi potálamo adeno hipófise tecido alvo De cima para baixo o retângulo azul do hipotálamo secreta positivamente seta azul vertical para baixo o hormônio liberador hipotalâmico TRH Este hormônio por sua vez estimula seta azul vertical para baixo a adeno hipófise a secretar seta azul vertical para baixo prolactina que estimula seta azul vertical para baixo a mama Retroalimentação positiva seta verde em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal pode ser acionada fazendo com que a prolactina estimule ainda mais o hipotálamo Por sua vez o hipotálamo secreta dopamina seta pontilhada vermelha que atua negativamente sobre a adeno hipófiseO TRH também pode atuar negativamente seta vermelha em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal sobre o hipotálamo Figura 12 Regulação da secreção de prolactina Fonte a autora A própria prolactina pode ser considerada um regulador negativo de sua secreção aumentando a secreção de dopamina pelo hipotálamo Já a gravidez e a amamentação por meio de sucção são esti muladores como já mencionamos da liberação de prolactina Durante a amamentação por exemplo a sua concentração chega a ser 10 vezes maior e pela sucção as fibras aferentes do mamilo mandam informações ao hipotálamo que inibem a secreção de dopamina e estimulam a secreção de prolactina pela hipófise GYUTON E HALL 2011 Além da produção de leite lactogênese há a promoção do desenvolvimento das mamas por estimulação em associação ao estrogênio e progesterona da proliferação e ramificação dos ductos mamários Já na amamentação há desenvolvimento dos alvéolos mamários locais de produção de leite Por fim ainda temos a inibição da ovulação pela prolactina Este evento se dá pela atuação negativa da prolactina sobre o GnRH hormônio liberador de gonadotrofinas inibindoo Uma correlação clínica que podemos evidenciar é a ocasionada pela deficiência de prolactina por destruição total da adenohipófise ou parcial com extinção dos lactotrofos causando falha na lactação Já o excesso de hormônio pode levar à galactorréia e infertilidade CONSTANZO 2012 Por fim temos agora que compreender a síntese secreção e atuação do FSH e LH Durante a puberdade o hipotálamo precisa ser acionado para promover a liberação de FSH e LH que irão atuar sobre as gônadas testículos homens e ovários mulheres liberando os hormônios Esse acionamento se inicia pela secre UNICESUMAR 204 ção hipotalâmica de GnRH A sua secreção se inicia na quarta semana gestacional mas os níveis ficam baixos até a puberdade O FSH e LH tem sua síntese iniciada na décima semana mas também perma necem baixos Na puberdade no entanto começa haver uma secreção pulsátil de GnRH FSH e LH sendo que a secreção é contrária entre FSH e LH O que isso quer dizer Isso nos mostra que os níveis de LH são maiores quando comparados ao de FSH Nas mulheres ainda temos outro determinante o ciclo menstrual em que esse padrão inverso é mais evidente ainda GUYTON E HALL 2011 O principal hormônio androgênio masculino é a testosterona a qual é sintetizada pelas células de Leydig Figura 13 presentes nos testículos A testos terona não é ativa em todos os tecidosalvo androgê nicos Em alguns deles a dihidrotestosterona é o hormônio ativo Nesses tecidos então a testosterona é convertida a dihidrotestosterona pela enzima alfa redutase Cerca de 98 da testosterona circulante está ligada a proteínas de transporte as globulinas e albuminas Como apenas a testosterona livre é ativa a testosterona ligada à globulina funciona como um reservatório hormonal GYUTON E HALL 2011 Descrição da Imagem a foto menor objetiva de 4X no canto direito da imagem representa um corte histológico dos túbulos seminíferos círculos azuis preenchidos por células Nesta imagem temos uma lupa que seleciona uma parte da imagem que aparece de forma maior na imagem da objetiva de 40X Neste corte observamos ao centro um grupo de células de Leydig células com citoplasma azul e núcleo azul escuro entre os túbulos e uma célula de Sertoli célula piramidal com núcleo central na periferia interna do túbulo seminífero Figura 13 Corte histológico dos túbulos seminíferos testiculares mostrando as células de Sertoli e de Leydig Fonte Lâmina de túbulo seminífero do laboratório de histologia da Unicesumar MaringáPR UNIDADE 8 205 A ação da testosterona é regulada pelo eixo já tão discutido o hipotalâmicohipofisário O GnRH é secretado pelos neurônios hipotalâmicos e encaminhado para a adenohipófise via sistema vaso porta Figura 14 Na adenohipófise FSH e LH são liberados e estimulam os testículos Enquanto o FSH atua sobre as células de Sertoli Figura 12 estimulando a formação dos espermatozóides espermatogênese o LH estimula as células de Leydig a sintetizar testosterona reforçando a atividade espermatogênica desempenhada pelas células de Sertoli ação parácrina além de favorecer o desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários como aparecimento de pelos pubianos desenvolvimento da muscu latura entre outros SILVERTHORN 2017 FSH Inibina Ação parácrina LH GnRH HIPOTÁLAMO Adenohipófse Células de Sertoli Células de Leydig Testosterona Descrição da Imagem o fluxograma mostra o circuito hipotálamo adenohipófise células De cima para baixo temos o retângulo azul com o hipotálamo que secreta positivamente seta azul vertical para baixo o hormônio liberador hipotalâmico GnRH Este hormônio por sua vez estimula seta azul vertical para baixo a adenohipófise a secretar seta azul vertical para baixo FSH que estimula seta azul vertical para baixo a célula de Sertoli e LH que estimula seta azul vertical para baixo a célula de Leydig O retângulo azul com a célula de Sertoli libera seta azul vertical para baixo inibina a adenohipófise seta vermelha em sentido contrário ao sentido de estímulo hor monal A célula de Leydig libera seta azul vertical para baixo testosterona controladas negativamente pela adenohipófise quanto o hipotálamo setas vermelhas em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal Figura 14 Mecanismo de interação entre GnRH FSH LH e testosterona Fonte a autora Ainda na figura 14 podemos verificar a retroalimentação negativa que pode ser atuada pela própria testosterona ou então pela inibina Em relação à testosterona esta pode atuar tanto sobre o hipotála mo quanto sobre a hipófise inibindo a secreção de GnRH e LH Já a inibina secretada pelas células de Sertoli atua inibindo a secreção de FSH UNICESUMAR 206 E em relação aos ovários como estão dispostos os mecanismos Os ovários têm função sob a ovogênese e sob a secreção de hormônios esteróides progesterona e estrogênio Estrogênios e progesterona são sintetizados em células específicas dos chamados folículos ovarianos célula reprodutiva envolvida por camadas de células foliculares Estes folículos contêm dois tipos celulares envolvidos neste mecanismo as células da granulosa e as células da teca SILVERTHORNL 2017 Figura 15 A testosterona é um hormônio masculino andrógeno mas que também é produzido pelo sexo feminino e inclusive apresenta ações fisiológicas importantes no corpo feminino Na mulher a testosterona é produzida pela nos ovários e glândulas adrenais e seu metabólito ativo é a dihi drotestosterona Mesmo apresentando uma concentração muito menor que no corpo masculino ela tem grande relação com a saúde da mulher e atua em vários tecidos como ossos músculos tecido adiposo medula óssea Além disso está ligada à saúde mental e física como controle glicê mico atuação no processo inflamatório e aumento da libido Na menopausa os ovários cessam a produção de testosterona o que tem levado os cientistas a discutirem a possibilidade de reposição desse hormônio e a desenvolverem muitas pesquisas a esse respeito Fonte FLORENCIOSILVA et al 2017 Descrição da Imagem o corte his tológico mostra um folículo ovariano estrutura globosa roxa e rosa num aumento de 40X formado de um nú cleo central círculo rosa envolvidas por camadas celulares círculos dimi nutos roxos chamada de granulosa e estruturas ocas internas lacunas rosa claro que envolvem o núcleo central A camada mais externa é a teca células com núcleo roxo mais alongadas na periferia do folículo Figura 15 Corte histológico de um folí culo evidenciando a camada granulosa e as células da teca Fonte Lâmina de folículo ovariano do laboratório de histologia da Unicesumar MaringáPR UNIDADE 8 207 As células da granulosa sintetizam e secretam estradiol a partir do estímulo via FSH enquanto as células da teca secretam progesterona via LH Como a mulher apresenta a partir da puberdade os ciclos menstruais a atuação e retroalimentação realizada por essa coleção de hormônios é dividida de acordo com a fase do ciclo Estas são as fases folicular nos primeiros 14 dias meio do ciclo e fase lútea nos 14 dias seguintes de um ciclo de 28 dias Na fase folicular FSH e LH estimulam a síntese e secreção de estradiol pelas células da granulosa que também pode atuar na retroalimentação negativa sobre as células da adenohipófise inibindo a secreção de FSH e LH Figura 16 No meio do ciclo os níveis de estradiol aumentam rapidamente e quando chegam num pico máximo exercem efeito retroalimentação positiva na adenohipófise levando à secreção aumentada de FSH e LH Esse pico culmina na ovulação Por fim na fase lútea a progesterona é a mais atuante e uma de suas ações é a retroalimentação negativa da adenohipófise inibindo FSH e LH CONSTANZO 2012 FSH Estradiol Estradiol Progesterona LH FSH LH FSH LH GnRH GnRH GnRH HIPOTÁLAMO HIPOTÁLAMO HIPOTÁLAMO Adenohipófse Ovário Ovário Ovário Adenohipófse Adenohipófse FASE FOLICULAR MEIO DO CICLO FASE LÚTEA Descrição da Imagem o fluxograma mostra três circuitos hipotálamo adeno hipófise ovários separados por fases do ciclo mens trual Nos 3 fluxogramas fase folicular meio do ciclo e fase lútea o retângulo azul com hipotálamo secreta positivamente seta azul vertical para baixo o hormônio liberador hipotalâmico GnRH Este hormônio por sua vez estimula seta azul vertical para baixo a adeno hipófise a secretar FSH e LH que estimulam seta azul vertical para baixo o ovário O ovário libera seta azul vertical para baixo estradiol que controla negativamente a adenohipófise seta vermelha em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal na fase folicular O ovário libera seta azul vertical para baixo estradiol que controla positivamente a adenohipófise seta vermelha em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal no meio do ciclo O ovário libera progesterona seta azul vertical para baixo que controla negativamente a adenohipófise seta vermelha em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal na fase lútea Figura 16 Secreção de FSH e LH sobre o ciclo menstrual Fonte a autora Você sabia que além do mecanismo de FSH e LH testosterona e estradiol atuantes na puberdade esses hormônios têm ação direta sobre as células de Leydig abordadas nesta unidade em outras fases de desenvolvimento masculino e feminino Esses hormônios estão ligados diretamente ao processo de diferenciação do sexo e até mesmo no controle da descida dos testículosAs células de Leidig podem ser acionadas no final da gestação de um feto masculino para a descida dos testículos já que os mesmos são formados na região abdominal e precisam ocupar o escroto Também são acionadas a liberarem testosterona na puberdade para estimular o desenvolvimento dos caracteres sexuais masculinos UNICESUMAR 208 Estudar a fisiologia do sistema endócrino é compreender a base da ocorrência dos mecanismos fisiológicos Como você pode ver os hormônios estudados nesta unidade podem ser considerados sinalizadores ou os starts de muitas das vias necessárias às funções humanas Outro ponto impor tante é compreender como interagem entre si Esses conhecimentos nos permite chegar a melhores diagnósticos tratamentos e encaminhamentos multidisciplinares Muitas doenças subdiagnosticadas ou que recebem tratamento incompleto podem ser corrigidos com base na compreensão da fisiologia hormonal Vamos falar mais sobre a atuação dos hormônios sexuais síndrome do ovário policístico e o papel nutricional Ouça esse podcast e descubra mais sobre esses hormônios 209 Agora que você estudou parte da fisiologia endócrina tente preencher as lacunas do mapa mental abaixo com as principais palavraschave eou conceitos que estão envolvidos nos hormônios que foram estudados nesta unidade Espaço em branco Espaço em branco Espaço em branco Espaço em branco Espaço em branco Espaço em branco Espaço em branco Texto Texto TÍTULO Texto Texto Texto Texto Texto Texto Texto Texto Tipos de hormônios da neurohipófse SISTEMA ENDÓCRINO Tipos de hormônios da adenohipófse Regulação para baixo Regulação para cima Retroalimentação negativa Retroalimentação positiva 210 1 Para um bom desempenho do processo de gametogênese e consequentemente o encaminha mento dos gametas até o seu local de fecundação alguns hormônios e estruturas celulares são acionadas em cada etapa Podemos ainda fazer uma correlação entre essas células hor mônios e estruturas e sua disposição nos sistemas masculino e feminino Sobre esse tema NOMEIE a estrutura correspondente a Célula ou camada alvo do FSH na gametogênese masculina b Célula ou camada alvo do LH na gametogênese masculina c Célula ou camada alvo do FSH na gametogênese feminina d Célula ou camada alvo do LH na gametogênese feminina 2 Os hormônios têm como finalidade atuar diretamente no tecidoalvo estimulando ou inibindo algum mecanismo importante nesse local Sobre esses hormônios assinale a relação correta entre hormônio e função desempenhada a Ocitocina promove a produção de leite b Prolactina controla a produção de leite na lactação além de atuar no desenvolvimento das mamas c Hormônio do crescimento secretado apenas na puberdade de maneira constante d ADH age em resposta ao aumento da osmolaridade diminuindo sua secreção e FSH e LH irão atuar apenas sobre os testículos 3 Formas de controle do funcionamento hormonal são necessários para que a via possa ser ativada e desativada quando necessário a fim de manter a homeostasia Sobre esse tema assinale a alternativa correta a A retroalimentação negativa se dá quando alguma característica da ação do hormônio provoca o incremento na secreção hormonal b A retroalimentação positiva significa que alguma característica da ação hormonal direta ou indiretamente inibe a secreção adicional do hormônio c Na regulação para cima temos que o hormônio diminui o número ou a afinidade dos recep tores no tecidoalvo d Na regulação para baixo o hormônio aumenta o número ou a afinidade do receptor pelos hormônios e Na retroalimentação de alça longa o hormônio volta a agir por todo o caminho até o eixo hipotálamohipófise 9 Nesta unidade daremos continuidade ao estudo da fisiologia do sistema endócrino Você estudará os principais hormônios tireoi deanos sua atuação e fisiopatologia relacionada Além disso será abordado um estudo sobre a glândula suprarrenal e seus principais componentes endócrinos Após isso será compreendido o estudo do pâncreas endócrino com seus principais hormônios a insulina e o glucagon Estudaremos a regulação do metabolismo do cálcio e fosfato e seus mecanismos regulatórios assim como a regulação endócrina do metabolismo energético e da fome e o papel da leptina no processo de saciedade Fisiologia do Sistema Endócrino II Dra Maria Fernanda Piffer Tomasi Baldez da Silva UNICESUMAR 212 Você deve conhecer alguém ou até mesmo você que relata sempre se sentir muito fraco e cansado ao fazer uma atividade física mesmo que essa prática de exercícios seja algo corriqueiro Além disso essa pessoa relata ter perdido peso sem causa aparente conhecida sentido um calor excessivo além de grande estresse O quanto isso pode ser algo passageiro ou relacionado a algum desbalanço hormonal Qual a importância de uma boa alimentação além de hormônios em quantidades e funcionamento corretos para um bom desempenho físico Quando pensamos em desbalanço energético descontrole de temperatura e estresse muitas vezes nos relacionamos com algo que está acontecendo num dado período e demoramos a perceber que isso pode ser um descontrole hormonal Muitas vezes a demora no diagnóstico resulta em sintomas acentuados Em consulta com um especialista dentre os exames solicitados o paciente recebe uma lista de alguns hormônios que possam estar envolvidos com essas alterações Essa conduta médica se deve à endocrinologia uma das áreas mais relevantes da fisiologia pois é a partir dos processos endócrinos que muitos sistemas podem ser ativados Hoje é conhecida uma imensa lista de hormônios já muito bem definidos e que ou agem isoladamente desempenhando uma função ou que muitas vezes estão relacionados entre si para o sucesso fisiológico Entender o comportamento destes hormônios como estão regulados e quais glândulas ou tecidos os produzem nos pode dar uma ideia de como as vezes órgãos relativamente pequenos como pâncreas supra renais e tireóide podem ser cruciais para que os sistemas corporais possam funcionar com tanta eficiência e como alterações podem desencadear uma sintomatologia danosa Veja o seguinte caso clínico e reflita indivíduo de 10 anos apresenta apetite aumentado a mãe relata que ele sempre está com fome e ainda que esteja comendo muito não tem ganhado peso ao contrário está perdendo peso acima do normal e tem urinado muito na cama Ao realizar exame laboratorial verificouse que a glicemia estava alterada Você conseguiria inferir qual doença essa criança pode apresentar Será que algum hormônio está desbalanceado Seria de responsabilidade deste ou destes hormônios os sintomas que o indivíduo apresenta Com base no que você conhece sobre desbalan ço hormonal maus hábitos alimentares e alterações de peso escreva no diário de bordo as possíveis doenças que essa criança pode ter Tente descrever qual ou quais hormônios podem estar envolvidos nesta alteração glicêmica e se ela pode apresentar outros sintomas além dos já descritos Se pensarmos no nosso dia como um todo logo nos vem à cabeça que nos alimentamos bebemos água nos locomovemos e dormimos Ou seja diversas são as atividades que desempenhamos e uma delas talvez a mais prazerosa é sem dúvida a alimentação No entanto por vezes ela pode estar des balanceada por nossa educação alimentar errada ou como na situação acima por algum problema interno que reflete em maus hábitos UNIDADE 9 213 Dando continuidade à discussão iniciada na unidade anterior vamos estudar aqui quatro estruturas envolvidas diretamente com o sistema endócrino tireóide paratireóide supra renal e pâncreas en dócrino começando pela tireóide e seus hormônios tireoideanos Para isso precisamos primeiro entender como é a anatomia e histologia da glândula tireóide Ela fica localizada em frente à traqueia Figura 1 tem cerca de 20 gramas de peso e apresentase composta dos lobos direito e esquerdo conectados pelo istmo SILVERTHORN 2017 UNICESUMAR 214 Tratase de uma glândula endócrina folicular Figura 2 com algumas particularidades listadas a seguir HOSS E PAWLINA 2016 1 é a única glândula que requer um oligoelemento iodo para produção de hormônio ativo 2 é a única glândula endócrina palpável em exame clínico e 3 é uma das poucas que tem capacidade de armazenamento hormonal extracelular formando o chamado colóide É importante ressaltar que pelo fato de o hormônio depender de iodo em sua composição esse oligoele mento precisa ser fornecido na dieta e por isso ele está contido obrigatoriamente no sal de cozinha A glândula surge na quarta semana de vida intrauterina como um divertículo tireoidiano no ápice da cavidade oral Ou seja surge como uma projeção endodérmica em direção ao interior da cavidade oral formando o ducto tireoglosso Este ducto cresce e desce até a traquéia formando então a glândula Com a formação da glândula o ducto que funcionou como um sinalizador para a formação glandular desaparece Inicialmente como a glândula está em formação o hormônio tireoideano será o proveniente da mãe Após a vigésima segunda semana quando a glândula já estiver formada o feto consegue produzir o hormônio e a glândula se torna independente do hormônio materno HOSS E PAWLINA 2016 Descrição da Imagem A imagem mostra o busto de uma mulher com o queixo levantado para evidenciar o pescoço No pescoço está mostrando a traqueia tubo rosa Na parte anterior da traqueia encontrase a tireóide estrutura vermelha que se assemelha a uma borboleta Figura 1 Posição anatômica da tireóide UNIDADE 9 215 Os hormônios tireoideanos são sintetizados e secretados pelas células epiteliais da glândula sendo elas as células principais ou foliculares T3 e T4 e as células parafoliculares calcitonina Figura 2 Apesar de ser uma glândula pequena ela tem controle sobre quase todos os sistemas corporais favo recendo o crescimento e desenvolvimento normais destes sistemas CONSTANZO 2012 Descrição da Imagem A imagem é uma foto de um corte histológico num aumento de 40X evidenciando as porções da tireóide Na foto podemos observar uma série de estruturas arredondadas os folículos tireoideanos Cada folículo é composto de células foliculares ou principais células cúbicas que formam um círculo que delimita o folículo e o lúmen com colóide espaço interno ao arco de células que contêm um material coloidal róseo o hormônio Entre os folículos estão espalhadas células mais avermelhadas e maiores as células parafoliculares Figura 2 Corte histológico transversal da glândula tireóide evidenciando seus principais componentes Fonte Lâmina histoló gica do laboratório Multidisciplinar da Unicesumar Uma categoria hormonal bem importante é aquela representada pelos dois hormônios das células foliculares a triiodotironina T3 e a tetraiodotironina ou tiroxina T4 A diferença entre esses dois está na quantidade de iodo presente em sua composição ou seja enquanto o T3 tem 3 iodos o T4 tem 4 iodos Ainda que a forma mais ativa seja o T3 a maior produção hormonal é de T4 Esse problema é resolvido nos tecidosalvo pela conversão de T4 em T3 mas veremos em maiores detalhes à frente CONSTANZO 2012 UNICESUMAR 216 Diferentemente do que ocorre com a maioria das glândulas em que as células sintetizam os hormônios os armazenam até que um estímulo promova sua liberação na tireóide esse processo é um pouco diferente A síntese depende tanto de conteúdos intra quanto extracelular e seu ar mazenamento como mencionado acima se faz de maneira extracelular pelo colóide E como se dá essa síntese Primeiramente o retículo endoplasmático rugoso abundante nas células foliculares sintetiza a tireoglobulina TG uma glicoproteína que contém grandes porções de tirosina Esta tireoglobulina é enviada ao com plexo de Golgi para modificações e seu encapsu lamento em vesículas secretoras Estas vesículas são então direcionadas até a membrana basal da célula onde lá se fundem e liberam a TG no lú men folicular SILVERTHORN 2017 Ao mesmo tempo o íon I é transportado transporte ativo pelo cotransporte com só dio do sangue para as células foliculares Vale lembrar que essa bomba é regulada pela própria disponibilidade de iodo no corpo Ou seja em baixos níveis de iodo há um estímulo da bomba para tentar compensar sua deficiência Não po demos esquecer que existe um limite para isso logo se a disponibilidade de iodo é muito baixa a bomba não consegue compensar e com isso a atividade hormonal ficará reduzida Imaginan do que o processo esteja ocorrendo normalmen te após o bombeamento do iodo este atravessa a célula e ao chegar na membrana ele é oxidado a I2 pela enzima peroxidase ficando então no lú men folicular Essa peroxidase pode ser inibida pelo componente propiltiouracil PTU e isso é relevante para tratamento de hipertireoidis mo com o uso sintético de PTU para controle tireoidiano CONSTANZO 2012 No lúmen portanto encontramse a tireoglo bulina e o I2 e estes dois se combinam catalisa dos também por uma peroxidase formando a monoiodotirosina ou MIT 1 iodotireoglo bulina e a diiodotrirosina DIT 2 iodostie roglobulina É importante que fique claro que tanto MIT quanto DIT permanecerão ligados à tireoglobulina no lúmen folicular até que haja um estímulo adequado A partir deste momento então uma parte dos MIT e DIT permanecem nessa conformação e parte podem se ligar um ao outro novamente por reações catalisadas por uma peroxidase Quando dois DIT se ligam formase então o T4 e quando um DIT se liga a um MIT formase o T3 sendo que a formação do T4 é mais rápida que a formação do T3 Em consequência disso ligados a uma molécula de tireoglobulina podemos ter ligados MIT DIT T3 e T4 isso corresponde ao colóide que nada mais é do que estágios hormonais em armaze namento CONSTANZO 2012 Quando a glândula é estimulada a tiroglo bulina iodada tiroglobulinaMITDIT T3T4 entra por endocitose novamente nas células principais e lá se associa aos lisossomos para sofrer hidrólise Desta hidrólise ocorre a separação dos componentes que compõem a tireoglobulina iodada e nesse processo T3 e T4 são encaminhados aos capilares na peri feria dos folículos e MIT e DIT permanecem na célula e são recicladas para nova utilização Figura 3 SILVERTHORN 2017 UNIDADE 9 217 Quando os hormônios caem na corrente sanguínea eles circulam de forma livre ou acoplados às proteínas plasmáticas do tipo TGB globulina de ligação à tireoxina ou do tipo albuminas Apenas as formas livres po dem ser usadas para ações fisiológicas logo as demais formas as acopladas funcionam como um reservatório hormonal Em caso de insuficiência hepática onde os níveis de TGB estão baixos há aumento de hormônio livre e isso gera uma retroalimentação negativa inibindo a síntese hormonal GUYTON E HALL 2011 Sangue Célula folicular Lúmen folicular RER CG Tireoglobulina Tirosina Tireoglobulina Na I I I T3 T3 T3 T4 T4 T4 MIT MIT MIT MIT MIT MIT MIT DIT DIT DIT DIT DIT DIT DIT DIT DIT I2 I2 I2 I2 Descrição da Imagem O retângulo central vermelho representa a célula folicular e o lado esquerdo fora do retângulo representa o sangue e o lado direito o lúmen folicular Do sangue para a célula ocorre o cotransporte sódioiodo NaI pela peroxidase círculo azul na membrana da célula enviando tanto sódio quanto iodo para dentro da célula O iodo migra até o outro lado da célula lúmen folicular e por uma enzima de transporte círculo verde na membrana celular o iodo é oxidado a I2 Na célula folicular o retículo endoplasmático rugoso RER envia a tireoglobulina ao complexo de Golgi CG e este então libera a tireoglobulina que sai da célula e alcança o lúmen A tireoglobulina está representada por uma linha azul com pequenas linhas tirosina saindo delas num aspecto de pente A tireoglobulina se combina ao iodo de forma que quando um iodo se combina à tirosina da tireoglobulina formase um MIT monoiodotirosina e quando dois iodos se combinam à tirosina da tireoglobulina formase um DIT diiodotirosina sendo que todos permanecem ligados à tireoglobulina Parte dos MIT e DIT permanecem assim parte ligamse entre si formando triiodotironina T3 pela ligação de um DIT com um MIT e a tetraiodotironina ou tiroxina T4 pela ligação de dois DIT entre si Todos permanecem ligados à tireoglobulina Esta tireoglobulina contendo MIT DIT e retornam por endocitose para a célula folicular sofrem hidrólise liberando T3e aT4 que vão para o sangue e a tireoglobulina com DIT e MIT que retornam à cascata RERCG e são recicladas Figura 3 Esquema da formação do hormônio T3 e T4 Fonte a autora UNICESUMAR 218 Além disso como já mencionado nesta unidade apesar do T4 não ser a forma mais ativa mas ser pro duzido em grande quantidade ele pode ser convertido a T3 e a enzima responsável por isso é a 5iodinase removendo um iodo de sua composição Em situações de desnutrição ou em jejum há uma inibição desta enzima principalmente nos músculos esqueléticos reduzindo o consumo de oxigênio e a intensidade metabólica basal causando prejuízos para o funcionamento hormonal GUYTON E HALL 2011 Mas e o que regula a maior ou menor produção destes hormônios Assim como para a maioria dos hormônios vistos na Unidade 8 o controle tem como base o eixo hipotálamohipófise O hipotálamo secreta TRH hormônio liberador de tirotropina que age nos tireotrofos da adenohipófise induzindo a secreção de TSH hormônio estimulante da tireóide Este atua sobre a tireóide estimulando a secre ção dos hormônios tireoideanos Figura 4 Por retroalimentação negativa o TSH pode ser regulado pelos níveis de hormônios tireoideanos CONSTANZO 2012 HIPOTÁLAMO TRH ADENOHIPÓFISE TSH TIREÓIDE Hormônios TECIDOALVO Descrição da Imagem o fluxograma mostra o circuito hipo tálamo adeno hipófise tireóide tecido alvo em que cada item está representado por um retângulo com os respecti vos nomes dentro formando uma pilha na vertical e entre os retângulos setas azuis apontam para baixo indicando a liberação do hormônio O hipotálamo secreta positivamente o hormônio liberador de tireotropina TRH Este hormônio por sua vez estimula a adeno hipófise a secretar o hormônio estimulante da tireóide TSH que estimula a tireóide a liberar os hormônios tireoideanos que agirão sobre os tecidosalvo Retroalimentação negativa seta curva e vermelha em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal pode ser acio nada fazendo com que os hormônios tireoideanos inibam a adeno hipófise Figura 4 Regulação da secreção dos hormônios tireoidea nos Fonte a autora É importante salientar que os receptores de TSH das células foliculares também podem ser ativados pelo TSH ou pelas imunoglobulinas estimulantes da tireóide Quando essas imunoglobulinas se ligam aos receptores de TSH a resposta é a mesma que o TSH exerce ou seja a estimulação da síntese hor monal Isso é muito relevante se pensarmos na doença de Graves forma comum do hipertireoidismo em que há aumento nos níveis circulantes destas imunoglobulinas promovendo uma hiperestimulação glandular e excesso hormonal GYUTON E HALL 2011 UNIDADE 9 219 Durante a descrição da síntese e regulação dos hormônios tireoidianos foi mencionada algumas patolo gias relacionadas Podemos destacar o hipertireoidismo e sua forma mais comum a doença de Graves Tratase de um distúrbio autoimune pelos altos níveis de imunoglobulinas estimulantes da tireóide E o que são realmente essas imunoglobulinas e o que está envolvido nesta doença Essas imunoglobulinas são anticorpos que se ligam aos receptores de TSH das células foliculares tireoideanas Por terem essa capacidade de ligação elas acabam estimulando a glândula a secretar os hormônios gerando hipertrofia glandular com a observação de um edema na região do pescoço o bócio Figura 5 Não é apenas o excesso de imunoglobulinas que pode causar essa doença neoplasias de tireóide excesso de secreção de TRH ou TSH podem também ser determinantes do hipertireoidismo SILVERTHORN 2017 Descrição da Imagem Tratase de uma foto de uma paciente sendo examinada por um médico O médico apalpa a região do pescoço que está aumentada formando o bócio Figura 5 Bócio causado pela doença de Graves E o hipotireoidismo Esta doença tem como causa principal a destruição autoimune da tiróide bloqueando sua produção hormonal Neste caso há uma diminuição do metabolismo ganho de peso mesmo sem aumento da ingestão alimentar redução da frequência cardíaca sonolência entre outros sintomas E nesses casos teria o bócio Pode haver sim caso seja um defeito na ti reóide a estimulação constante da tireóide na tentativa de compensar a baixa hormonal e isso gerar o bócio CONSTANZO 2012 UNICESUMAR 220 Agora vamos focar no outro hormônio tireoidiano a calcitonina Este hormônio diferente do T3 e T4 está relacionado ao controle de cálcio circulante A concentração normal de cálcio é de 10mgdL sendo que 40 circula ligado a proteínas plasmáticas em especial a albumina e o restante é ultrafil trável A homeostasia deste íon é essencial para o funcionamento dos rins ossos e intestino e depende não apenas da calcitonina como também do paratormônio e da vitamina D Parte do cálcio ingerido é absorvido no trato gastrointestinal estimulado pela vitamina D parte garante a remodelação óssea pelo paratormônio e parte sofre inibição pela calcitonina Como o funcionamento da calcitonina se faz de forma contrária ao paratormônio vamos focar nele inicialmente para facilitar o entendimento posterior da ação da calcitonina CONSTANZO 2012 O paratormônio PTH é um grande regulador da concentração de cálcio do líquido extracelular LEC Quando a concentração de cálcio está baixa o PTH é recrutado e as células que as liberam são as células principais da paratireóide Figura 6 E onde fica a paratireóide A paratireóide está localizada na superfície posterior da tireóide sendo um conjunto de quatro duas do lado esquerdo e as outras duas no lado direito As 4 glândulas somam cerca de 500 mg de peso HOSS E PAWLINA 2016 Você sabe como é feito o diagnóstico para hipertireoidismo Exames laboratoriais indicaram níveis aumentados de T3 e T4 Já o TSH pode ou não estar aumentado se for hipertireoidismo por doença de Graves os níveis de TSH estão baixos por retroalimentação negativa por causa justamente dos altos níveis de T3 e T4 já se for hipertireoidismo por excesso de TRH e TSH então os níveis destes hormônios estarão altos Descrição da Imagem A imagem mostra o pescoço na vista frontal evidenciando a tireóide estrutura roxa em formato de borboleta Nela estão incrustados 4 botões verme lhos as paratireóides duas do lado esquerdo e duas do lado direito Figura 6 Visão anatômica da tireóide UNIDADE 9 221 O PTH é sintetizado no citosol formando o prépróPTH este recebe o peptídeo sinal e termina sua tradução no retículo endoplasmático rugoso e é encaminhado ao complexo de Golgi onde ocorre a perda do peptídeo sinal e formação do próPTH e posteriormente o PTH que fica armazenado em vesículas secretoras para a liberação sob estímulo subsequente Até aqui nada de diferente do que já vimos na formação de vários hormônios da Unidade 8 GUYTON E HALL 2011 E o que determina uma maior ou menor produção de PTH Quem o faz é a concentração de cál cio plasmático A membrana das células principais paratireoideanas têm receptores de cálcio ligados por proteína G à fosfolipase C relembre esse assunto na Unidade 8 Com a concentração de cálcio aumentada ele se liga ao receptor ativa a fosfolipase C e esta ativação leva ao aumento nos níveis de IP3Ca2 o que inibe a secreção de PTH As ações nos ossos e rins é mediada por AMPc já a ação sobre o intestino é feita pela ativação da vitamina C como discutido acima SILVERTHORN 2017 Resumidamente temos que 1 cálcio se liga ao receptor 2 ativação da fosfolipase C 3 aumento dos níveis de IP3Ca2 4 inibição da secreção de PTH Nos rins ele inibe a reabsorção de fosfato inibindo o transporte de sódiofosfato pelo túbulo con torcido proximal Ver Unidade 6 gerando a fosfatúria ou seja fosfato na urina Além disso o PTH estimula a reabsorção de cálcio E nos ossos como se dá esse processo Nos ossos os receptores de PTH ficam localizados nos osteoblastos Figura 7 células ósseas responsáveis pela deposição óssea ou seja responsáveis pela formação óssea Esse processo nos permite inferir que uma administração de PTH sintético pode ajudar pessoas com osteoporose No entanto esse efeito é transitório e a longo prazo as células que serão mais estimuladas serão os osteoclastos Figura 7 células ósseas de reabsorção óssea esta ação mediada pelas citocinas Estas citocinas são liberadas pelos osteoblastos que então aumentam a atividade e número dos osteoclastos Logo o efeito geral do PTH é promover a reabsorção óssea removendo o cálcio dos ossos e o encaminhando ao LEC SILVERTHORN 2017 UNICESUMAR 222 Como foi mencionado a tireóide também produz calcitonina e esse hormônio está relacionado di retamente com o PTH A calcitonina é sintetizada pelas células parafoliculares ou células C Figura 2 da tireóide Primeiramenteo gene sintetiza a préprócalcitonina que ganha o peptídeo sinal e se dirige ao retículo endoplasmático rugoso onde perderá o peptídeo sinal tornandose prócalcitoni na Posteriormente no complexo de Golgi a prócalcitonina sofre nova modificação dando origem à calcitonina que fica armazenada em vesículas aguardando estímulo E qual seria esse estímulo Este estímulo é o aumento na concentração de cálcio plasmático Sua função é inibir a reabsorção osteo clástica o que diminui a concentração plasmática de cálcio Enquanto o PTH faz seu controle minuto a minuto a calcitonina acreditase que faz o controle de maneira bem mais rápida assim facilitando e efetivando ainda mais a concentração plasmática CONSTANZO 2012 Agora que já estudamos os hormônios tireoideanos e paratireoideanos vamos focar nosso estudo na glândula suprarrenal adrenal e seus hormônios Esta glândula encontrase na cavidade retro peritoneal em número de duas acima de cada rim Figura 8 Osteoblasto Osteócito Matriz óssea Osteoclasto Tecido conectivo Descrição da Imagem A imagem é um corte histológico esquemático de um pedaço do osso mostrando alguns tipos celulares Deli mitando externamente o osso temos células cúbicas osteoblastos células cúbicas rosas com núcleo central Ainda delimitando o osso temos a imagem de um osteoclasto célula arredondada grande com vários núcleos internos Interno a esse osso temos os osteócitos células rosas com ramificações periféricas e núcleo central imersos na matriz óssea massa interna rosa clara onde estão inseridos os osteócitos Externo ao osso temos o tecido de conexão alaranjado com células em formato de tesoura rosa Figura 7 Corte histológico esquemático do osso mostrando a composição celular UNIDADE 9 223 Esta glândula apresentase dividida em duas porções como mostra a Figura 8 a região cortical e a medular A região cortical dividida em 3 zonas a zona reticular secreta androgênios a zona fas ciculada secreta glicocorticóides e a zona glomerulosa secreta mineralocorticóides Em conjunto podemos dizer que a região cortical é responsável pela secreção de hormônios esteróides adrenocor ticais Ainda temos a região medular a qual secreta as catecolaminas epinefrina e norepinefrina HOSS E PAWLINA 2016 Zona reticular Zona fasciculada Zona glomerulosa Glândula adrenal Rim Cápsula Três zonas do córtex Medula Descrição da Imagem temos à esquerda a representação de um rim estrutura marrom em formato de feijão com a glândula supra renal acoplada nela estrutura em forma de chapéu amarelo Uma ampliação da suprarrenal em corte transversal mostra suas regiões e zonas Externamente envolvendo a glândula temos a cápsula estrutura membranosa alaranjada que envolve a glândula Internamente podemos dividir a glândula em região cortical mais externa estrutura triangular rosa abaixo da cápsula e medular mais interna e marrom abaixo da região cortical onde se destacam os vasos círculos azuis imersos na região medular Figura 8 Imagem anatômica da glândula suprarrenal e suas porções histológicas Abordaremos a síntese dos hormônios esteróides adrenocorticais Como estudamos na Unidade 8 os hormônios esteróides dependem do colesterol para serem produzidos Na sequência temos um quadro quadro 1 que exemplifica os principais esteróides das 3 zonas corticais os glicocorticóides mineralocorticóides e androgênio e os referidos exemplos de cada HORMÔNIO EXEMPLO Glicocorticóide Cortisol Mineralocorticóide Aldosterona Androgênio Dehidoepiandrosterona DHEA Androstenediona Quadro 1 Exemplos de hormônios esteróides adrenocorticais Fonte a autora A síntese e secreção dos esteróides pelo córtex da supra renal dependem da estimulação de uma enzima chamada colesterol desmolase pelo ACTH hormônio adrenocorticotrófico Ou seja na falta de ACTH não há síntese de esteróides adrenocorticais E o que controla a secreção de ACTH e por consequência UNICESUMAR 224 dos esteróides A zona fasciculada e reticular que secretam glicocorticóides e androgênios estão sob controle do eixo hipotalâmicohipofisário Já a zona glomerulosa que secreta mineralocorticóides depende de ACTH mas também do sistema reninaangiotensinaaldosterona CONSTANZO 2012 Pelo eixo hipotálamohipófise Figura 9 o CRH hormônio liberador de corticotropina é secretado pelo hipotálamo e chega à adenohipófise pelo vaso porta hipotalâmicohipofisário Na hipófise o CRH atuará sobre os corticotrofos por meio de um mecanismo de adenilil ciclaseAMPc que leva à secreção de ACTH e este último circula pelo sangue até o córtex da suprarrenal No córtex da suprarrenal o ACTH estimula a liberação do colesterol das mitocôndrias e isso leva à ativação do colesterol desmolase Por retroalimentação negativa temos 3 pontos de atuação o hormônio este róide pode inibir diretamente a secreção de CRH do hipotálamo inibir indiretamente a secreção de CRH pelos neurônios do hipocampo que tem conexão com hipotálamo ou ainda inibir a secreção de ACTH SILVERTHORN 2017 HIPOTÁLAMO CRH ADENOHIPÓFISE TSH CÓRTEX SUPRARRENAL Hormônios TECIDOALVO Descrição da Imagem o fluxograma mostra o circuito hi potálamo adeno hipófise córtex da suprarrenal tecido alvo em que cada item está representado por um retângulo com os respectivos nomes dentro formando uma pilha na vertical e entre os retângulos setas azuis apontam para baixo indicando a liberação do hormônio Desse modo temos o hipotálamo secreta positivamente o hormônio liberador de corticotropina CRH Este hormônio por sua vez estimula a adeno hipófise a secretar o hormônio corticotrófico ACTH que estimula o córtex da suprarrenal a liberar os hormônios tireoideanos que agirão sobre os tecidosalvo Retroalimen tação negativa seta vermelha e curva em sentido contrário ao sentido de estímulo hormonal pode ser acionada fazendo com que os hormônios tireoideanos inibam a adeno hipófise ou hipotálamo Figura 9 Regulação da secreção de hormônio esteróide adrenocortical Fonte a autora Agora vamos entender a regulação e secreção da aldosterona Já estudamos um pouco sobre ela na Unidade 6 que trata da Fisiologia do Sistema Renal A regulação pela zona glomerulosa é diferente da que atua no cortisol e androgênios Ainda que tenhamos a atuação do ACTH a aldosterona sofre maior regulação pelo sistema reninaangiotensinaaldosterona Resumida mente a diminuição do volume do LEC provoca uma diminuição da pressão renal o que aumenta a secreção de renina pelas células justaglomerulares do rim relembrar na Unidade 6 A renina catalisa a conversão de angiotensinogênio em angiotensina I inativa que logo é convertida pela ECA enzima conversora de angiotensina em angiotensina II atuando na zona glomerulosa estimulando a síntese de aldosterona SILVERTHORN 2017 UNIDADE 9 225 E onde atuarão os esteróides adrenocorticais Os glicocorticóides promovem a gliconeogênese e o armazenamento de glicogênio Isso afeta diretamente o metabolismo das proteínas gorduras e carboidratos aumentando assim a síntese de glicose Apresentam também um efeito antiinflamató rio induzindo a síntese de lipocortina que medeia a resposta inflamatória ou inibindo a síntese de interleucina 2 e proliferação de linfócitos T ou inibindo a liberação de histamina e serotonina pelos mastócitos e plaquetas Além dessas atividades os glicocorticóides também podem agir mantendo a pressão normal diminuindo a síntese de colágeno do tipo I componente da matriz óssea reduzindo formação de tecido ósseo aumentando a filtração glomerular por vasodilatação das arteríolas aferentes e por fim diminuindo o sono e aumentando o tempo de vigília CONSTANZO 2012 Os mineralocorticóides aumentam a reabsorção de sódio e secreção de potássio e hidrogênio nos ductos coletores como mencionado na Unidade 6 Já os androgênios atuam sendo convertidos em testosterona nos homens e nas mulheres favorecendo o desenvolvimento de pelos pubianos e axilares além da libido CONSTANZO 2012 Por fim agora iremos abordar outra glândula o pâncreas endócrino responsável pela sín tese de insulina e glucagon O pâncreas endócrino também pode ser conhecido como ilhotas de Langerhans pancreáticas que somam 1 a 3 milhões de ilhotas correspondendo a 1 a 2 do total pancreático SILVERTHORN 2017 Essas ilhotas são compostas por quatro tipos celulares listadas a seguir de acordo com a quantidade de células na ilhota e seus componente de produção HOSS E PAWLINA 2016 1 células beta β corresponde a 65 da ilhota e secretam insulina 2 células alfa α corresponde a 20 da ilhota e secretam glucagon 3 células delta δ corresponde a 10 da ilhota e secretam somatostatina e 4 células PP corresponde ao restante da ilhota e secretam polipeptídeo pancreático Vamos estudar duas destas células a beta e a alfa começando pelas células beta responsáveis pela secreção de insulina O gene para produção da insulina está localizado no cromossomo 11 sinteti zando inicialmente a prépróinsulina com o peptídeo de sinalização o qual é clivado produzindo a próinsulina no retículo endoplasmático rugoso encaminhado ao complexo de Golgi onde por ação de proteases forma a insulina A insulina é acumulada em grânulos secretores e quando as célu las beta forem estimuladas o hormônio é liberado para realizar o processo fisiológico relacionado a ele A insulina é metabolizada no fígado e rins e sofre regulação pela glicose ou seja o aumento na concentração de glicose no sangue estimula a secreção de insulina SILVERTHOR 2017 UNICESUMAR 226 E como a insulina atua nos tecidosalvo O hormônio se liga ao receptor específico composto de duas subunidades alfa e duas beta Primeiramente a insulina se liga a uma das subunidades alfa provocando uma alteração conformacional no receptor Essa alteração ativa a subunidade beta que se fosforila em presença de ATP O complexo insulinareceptor é internalizado por endocitose para poder ser utilizado SILVERTHORN 2017 Resumidamente no quadro 2 temos as ações e efeitos da insulina CONSTANZO 2012 INSULINA Consequências Aumenta a captação da glicose pelas células Redução de glicemia Aumenta formação do glicogênio Reduz glicogenólise Reduz gliconeogênese Aumenta síntese proteica Redução de aminoácidos no sangue Aumenta deposição de gordura Redução de ácidos graxo no sangue Reduz lipólise Quadro 2 Efeitos da atuação da insulina no organismo Fonte adaptado de CONSTANZO 2012 Uma patologia importante envolvendo a insulina é a síndrome metabólica chamada diabetes mellitus tipo I e tipo II Na diabetes tipo I ocorre a destruição das células beta por um processo autoimune gerando um aumento na concentração de glicose no sangue já que as células não conseguem absorver bem a glicose Isso leva ao aumento da gliconeogênese aumento da concentração de ácidos graxos no sangue aumento da lipólise de gordura e aumento da concentração de aminoácidos no sangue O tratamento se faz com reposição de insulina Se caso tais alterações forem muito extremas podem levar à cetoacidose diabética Figura 10 As altas concentrações de glicose afetam diretamente o funcionamento renal levando a essa cetoacidose No caso de diabetes o nível plasmático da glicose está aumentado e isso gera um aumento da carga filtrada de glicose para além da capacidade reabsortiva tubular máxima fazendo com que haja uma Esta regulação se dá pelos seguintes passos CONSTANZO 2012 descritos a seguir 1 A célula beta contém um transportador específico para glicose o GLUT2 que envia por difusão facilitada a glicose do sangue para a célula 2 A glicose é fosforilada a glicose6fosfato e posteriormente oxidada a ATP adeno sina trifosfato 3 Quando os níveis de ATP das células beta aumentam canais de potássio se fecham despolarizando a membrana das células beta 4 Essa despolarização abre os canais de cálcio que fluem para dentro das células beta até que a concentração de cálcio intracelular aumenta 5 Esse aumento provoca exocitose dos grânulos que contém a insulina que é enca minhada para a circulação sanguínea UNIDADE 9 227 maior quantidade de excreção de glicose Além disso grandes concentrações de cetonas aparecem na urina do acometido pela diabetes Todas essas perdas urinárias causam depleção de nutrientes do corpo e levam a perda de peso Outro ponto importante é que solutos que não são reabsorvidos causam aumento da excreção de sódio e água na urina gerando hipotensão dano cerebral e morte Comprometimento da função cerebral coma morte Captação da glicose pelas células Glicogenólise Gliconeogenólise Glicose plasmática Filtração renal de glicose e cetonas Diurese osmótica Excreção de Na e de água Volume plasmático Pressão arterial Fluxo sanguíneo cerebral Síntese de cetona Cetonas plasmáticas H plasmático acidose Ácidos graxos livres plasmáticos Defciência de insulina Lipólise Descrição da Imagem A figura mostra um fluxograma onde cada evento ou etapa é demonstrado como um retângulo e a conexão entre cada um é representada por setas largas que projetam dos retângulos e estão voltadas para baixo Setas no interior dos retân gulos podem estar voltadas para cima indicando aumento ou para baixo indicando diminuição No topo da figura temos um evento deficiência de insulina A partir dessa temos duas setas a da esquerda indica diminuição da captação da glicose pelas células aumento da glicogenólise aumento da gliconeogenólise A seguir temos aumento da glicose plasmática aumento da filtração renal de glicose e cetonas seguido de diurese osmótica As próximas etapas incluem aumento da excreção de Na e de água diminuição do volume plasmático diminuição da pressão arterial diminuição do fluxo sanguíneo cerebral e como consequência comprometimento das função cerebral coma e morte Do lado direito do retângulo Deficiência de insulina parte uma seta que indica aumento da lipólise aumento dos ácidos graxos livres plasmáticos e aumento da síntese de cetonas seguida do aumento de cetonas plasmáticas A partir de então essa etapa pode seguir dois fluxos ou segue para o fluxo da esquerda a partir do aumento da filtração renal de glicose e cetonas flui para o aumento do H plasmático acidose Ambos têm como consequência o comprometimento das função cerebral coma morte Figura 10 Cetoacidose diabética Adaptado de WIDMAIER et al 2017 pág UNICESUMAR 228 Não podemos deixar de levar em conta que a grande maioria dos diabéticos têm hipertensão e não hipotensão devido a várias causas incluindo danos vasculares e renais WIDMAIER et al 2017 Já a diabetes tipo II está associada à obesidade e esta é causada pela regulação para baixo dos receptores de insulina e à resistência à insulina A concentração de glicose fica elevada tanto no jejum como após as refeições O tratamento nestes casos se faz por restrição calórica e redução de peso e de reverter a resistência à insulina Se esse método falhar podese administrar medicamentos para aumentar a sensibilidade à insulina ou para estimular o aumento da produção da insulina pelo pâncreas Contudo em muitas pessoas devese empregar insulina exógena para regular a glicose sanguínea GUYTON E HALL 2011 Para maior compreensão sugiro a leitura do artigo Atendimento Nutricio nal e Multidisciplinar a Criança e Adolescente com Diabetes Mellitus Tipo 1 Desafios e Ações Frente a Pandemia de Covid19 Aqui você encontrará dados bem relevantes que envolvem a diabetes em crianças e adoles centes e o seu comportamento por ocasião da infecção por COVID19 Para acessar use seu leitor de QR Code Te convido a assistir a série Diabetes A Epidemia Oculta e fazer uma imersão no tema Vem está muito interessante Para acessar use seu leitor de QR Code UNIDADE 9 229 Sempre que se fala em insulina nos vêm à cabeça o glucagon E qual a relação entre esses dois hor mônios O glucagon é sintetizado pelas células alfa das ilhotas pancreáticas e age de forma contrária à insulina Enquanto a insulina é o hormônio da abundância o glucagon é o hormônio da fome O que isso significa A função do glucagon é diminuir a concentração de glicose no sangue Logo a presença de insulina modula o efeito da baixa concentração de glicose no sangue estimulando a secre ção de glucagon Mas além do contraponto com a insulina existem outros determinantes de secreção do glucagon a colecistoquinina CCK secretada pelo trato gastrointestinal quando a proteína ou gordura é ingerida o jejum e o esforço intenso mobilizando e utilizando os nutrientes armazenados para manter a glicemia GUYTON E HALL 2011 Além das funções citadas acima o glucagon também estimula a formação do AMP cíclico princi palmente pelas células hepáticas Isso implica diretamente na conversão do glicogênio hepático em glicose e sua liberação para o sangue elevando desse modo a concentração sanguínea de glicose Resumidamente tempos que quando a glicose pancreática está baixa por exemplo as células alfa das ilhotas pancreáticas aumentam a secreção de glucagon Isso eleva o glucagon plasmático que atuante no fígado gera aumento da glicogenólise gliconeogênese e aumento da síntese de cetonas Isso tudo culmina com o aumento da glicose e cetona plasmática Assim como para insulina a seguir temos os efeitos do glucagon no organismo CONSTANZO 2012 GLUCAGON Consequências Aumenta a glicogenólise Aumento de glicemia Aumenta a gliconeogênese Aumenta a lipólise Aumento de ácidos graxos no sangue Quadro 3 Efeitos da atuação do glucagon no organismo Fonte adaptado de CONSTANZO 2012 Por fim temos ainda a somatostatina secretada pelas células delta que age inibindo a secreção de insulina e glucagon por ações parácrinas ou seja ações diretas nas células alfa e beta Logo a soma tostatina é secretada em resposta à refeição se difunde pelas células alfa e beta próximas e inibe a secreção dos hormônios por eles produzidos Sua função é modular ou limitar as respostas da insulina e do glucagon à ingestão de alimentos CONSTANZO 2012 Para Guyton Hall 2011 a regulação endócrinometabólica do metabolismo energético ocorre por meio de diversos feedbacks fisiológicos que são deflagrados em três diferentes fases que o meta bolismo pode se apresentar Fase 1 Digestiva e absortiva ocorre no período de 2 a 3 hs apósrefeição Fase 2 interdigestiva ou pósabsortiva compreende o período entre as refeições Fase 3 jejum período entre a última refeição antes de dormir e a primeira após acordar A fase 1 corresponde a um período de excedente calórico anabólico enquanto as outras fases corres pondem a períodos de déficit calórico catabólico Quando tem déficit precisa retirar energia do estoque No estado alimentado ou fase anabólica o aumento da glicose sanguínea estimula as cé lulas beta do pâncreas a liberar insulina que auxilia na captação de glicose por algumas células como músculo esquelético cérebro tecido adiposo e outros tecidos para ser usada como fonte UNICESUMAR 230 de energia Quando tem glicose em excesso o fígado faz glicogênese conversão da glicose em glicogênio para armazenar e diminuir a glicose plasmática glicemia Faz lipogênese e converte em triglicerídeos armazenados no tecido adiposo Com a glicose estocada a gli cose no sangue glicemia diminui e com isso ocorre retroalimentação negativa para deixar de secretar insulina e secretar glucagon que faz o oposto libera a glicose armazenada Na fase catabólica há estimulação das células alfa diminuição da glicose e liberação de gluca gon Ocorre glicólise quebra e liberação da glicose armazenada para aumentar sua taxa no sangue Desse modo a alimentação aumenta a glicose a liberação de insulina e outros hormônios Além da glicose outros elementos estimulam as células beta do pâncreas na liberação da insulina O aumento de aminoácidos no plasma provenientes da alimentação Estímulos parassimpáticos Outros hormônios Os estímulos simpáticos e a adrenalina inibem a liberação de insulina A insulina é o mediador dos GLUTs O receptor para a insulina é citoplasmático e na presença da insulina migra para a membrana ficando sensí vel ávido Com issoocorre a sinalização para a captação da glicose pelo GLUT Na ausência de insulina o receptor não está sensível e a glicose fica no sangue e não entra na célula Muitos tecidos pre cisam de insulina atuando no receptor para captar a glicose como fígado músculo e tecido adiposo Em conjunto com a insulina a leptina que é um hormônio secretado pelo tecido adiposo que regula a homeostase energética através do mecanismo central e periférico e é secretada em proporção à massa adiposa Este hormônio informa ao hipotálamo o tamanho das reser vas de gordura sendo que sua elevação leva à redução da ingestão alimentar e ao aumento do gasto energético SANTOS 2005 Ainda é conhecido como um hormônio dependente do gene ob obesidade que é produzido pela célula adiposa adipócito No obeso a leptina está elevada no sangue caindo seus níveis na medida em que o indivíduo emagrece A leptina é uma proteína composta por 167 ami noácidos e possui uma estrutura semelhante às cito cinas do tipo interleucina2 IL2 sendo produzida principalmente no tecido adiposo Os valores séricos de leptina considerados normais giram ao redor de 5mgml num obeso os valores podem alcançar 50mgml onde a leptina atua nos centros hipotalâ micos controlando a saciedade O neuropeptídeo y é um mediador essencial da leptina Na obesidade humana temse descrito altas concentrações séricas de insulina e leptina o que leva a resistência a esses dois hormônios Por isso a administração destes hormônios não é alterna tiva viável de tratamento Conhecido atualmente como hormônio da saciedade sendo o nome leptina derivado do grego leptos que significa magro A mediação da leptina na energia homeostática ou seja a liberação e captação energética são moduladas pelas vias hipotalâmicas enquanto outros efeitos são mediados por tecidos periféricos incluindo músculos e células pancreáticas A leptina está relacionada à quantidade de gordu ra corporal total e parece ser a gordura subcutânea o principal determinante da concentração de leptina independentemente da gordura total ou visceral En tão a associação entre níveis de leptina e parâmetros metabólicos são divergentes na literatura a leptina aumentada nos indivíduos obesos está sugerindo a insensibilidade à produção da leptina endógena UNIDADE 9 231 A leptina é um componente integral do complexo do sistema fisiológico que regula o armazenamen to o equilíbrio e o uso de energia por todo organismo Além deste papel a leptina sinaliza e modula o estado nutricional do organismo do indivíduo e para outros sistemas fisiológicos Este segundo aspecto é mais evidente diante dos seus efeitos inibitórios sobre o conjunto de alterações neuroendócrinas à privação alimentar NEGRÃO e LICINIO 2000 O tecido adiposo branco é responsável pela maior parte da leptina produzida pelo organismo Há várias formas existentes de receptores da leptina porém somente o receptor ObRb forma longa contém um domínio intracelular que é capaz de transmitir o sinal de ligação com a leptina para dentro da célula Finalmente as regiões hipotalâmicas densas em receptores de leptina estabelecem comu nicação entre si que mandam vias aferentes para o sistema nervoso autonômico e regiões corticais fornecendo o substrato anatômico onde se dá as alterações comportamentais e metabólicas causadas pela leptina Assim os neurotransmissores aumentam orexígenos ou diminuem anorexígenos a ingestão alimentar regulando o controle da saciedade A ligação da leptina ao seu receptor promove o recrutamento de outra unidade de receptor que se encontre nas adjacências formando assim uma estrutura transitoriamente dimérica Então ocorre a ligação da leptina e pela dimerização de receptores que induz a atividade catalítica da enzima JAK2 associada a autofosforila em vários resíduos tirosina tornandose assim ativa para que a seguir fosforile novamente e ative a outra molécula de JAK2 ligada ao segundo receptor Subsequentemente o JAK2 ativa e catalisa a fosforilação dos receptores ObRb nas tirosinas 985 e 1138 Desta forma criamse três sítios ativos que darão continuidade ao sinal da leptina os quais desempenham um papel relevante na transdução do sinal da leptina em direção ao controle do ritmo de disparos neuronais o que em última instância regula a liberação de neurotransmissores relacionados ao controle da fome e termogênese nos terminais sinápticos VELLOSO 2006 Quer saber mais sobre hipertireoidismo como diagnosticar e tratar Ouça esse podcast e descubra mais sobre essa doença Estudar o sistema endócrino em todo seu contexto é muito importante para o nutricionista focar não apenas dietas mas uma readequação alimentar seja para fins estéticos de saúde ou de controle de alguma patologia préestabelecida Doenças sejam alimentares ou não podem e muitas vezes estão relacionadas como causa ou consequência de alterações endócrinas Entender a anatomia histologia e fisiologia dos órgãos e estruturas envolvidas nesses processos fisiológicos garante um melhor trata mento e sobrevida do indivíduo além de prevenir doenças futuras 232 Faça uma autoavaliação do conteúdo aprendido nesta unidade estabelecendo as principais car acterísticas histofisiológicas presentes nas 4 glândulas estudadas com pelo menos uma definição para cada hormônio abordado Além disso tente construir usando esse mapa como modelo relações entre esses hormônios quando possível Caso seja possível junte esse mapa com o mapa da unidade anterior a unidade 8 já que a mesma também aborda o sistema endócrino CÉLULA FOLICULAR CÉLULA PARAFOLICULAR CÉLULA PRINCIPAL PARATIREÓIDE TIREÓIDE SISTEMA ENDÓCRINO SUPRARRENAL PÂNCREAS ENDÓCRINO CÉLULA ALFA CÉLULA BETA CÉLULA DELTA CÉLULA PP MEDULA CÓRTEX 233 1 A tireóide apesar de diminuta exerce um papel crucial sobre o metabolismo de quase todos os nossos sistemas corpóreos Sobre essa glândula assinale a alternativa correta a É a única glândula exócrina cordonal não palpável em exame clínico e está relacionada ao hipotireoidismo e hipertireoidismo b É uma das poucas que tem capacidade de armazenamento hormonal intracelular formando o chamado colóide c Ainda que a forma mais ativa seja o T4 a maior produção hormonal é de T3 d Quando a glândula é estimulada a tiroglobulina iodada entra por endocitose novamente nas células principais e O hipotálamo secreta TSH que age nos tireotrofos da neurohipófise induzindo a secreção de TRH 2 Suprarrenal é uma glândula que apresenta porções e regiões responsáveis pela síntese e secreção de hormônios específicos que podem atuar em diferentes regiões do corpo Sobre essas regiões e os hormônios por elas sintetizados assinale a alternativa correta a A região cortical apresentase como uma zona única enquanto a região medular é composta de três zonas b A zona reticular secreta mineralocorticoides a zona fasciculada secreta glicocorticóides e a zona glomerulosa secreta androgênios c A região medular secreta as catecolaminas epinefrina e norepinefrina d A zona fasciculada e reticular que secretam glicocorticóides e androgênios estão sob controle exclusivo do sistema reninaangiotensinaaldosterona e O hipotálamo inibe a secreção do hormônio adrenocorticotrófico ACTH 3 O pâncreas pode ser dividido em porção exócrina e endócrina Para o sistema endócrino essa última porção também conhecida como ilhota pancreática é de extrema relevância e vários são os componentes celulares presentes nesta região Sobre o pâncreas e sua organização assinale a alternativa correta a As células beta correspondem a 10 da ilhota e secretam somatostatina b As células delta correspondem a 65 da ilhota e secretam insulina c As células PP correspondem a 60 da ilhota e secretam somatostatina d As células alfa correspondem a 20 da ilhota e secretam glucagon e As células alfa secretam apenas a insulina MEU ESPAÇO MEU ESPAÇO 236 UNIDADE 1 ALBERTS B et al Fundamentos da Biologia Celular 4 ed Porto Alegre Artmed 2017 BERNE RM LEVY MN Fisiologia 6 ed Rio de Janeiro Elsevier 2009 CONSTANZO LS Fisiologia 5 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12 ed Rio de janeiro Elsevier 2011 SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7 ed Porto Alegre Artmed 2017 UNIDADE 2 ALBERTS B et al Fundamentos da Biologia Celular 4 ed Porto Alegre Artmed 2017 BATISTA F R et al Suplementação de vitamina D por longo período demonstra efeito protetor contra a recidiva da Esclerose Múltipla Revisão sistemática Rev Neurocienc v 29 n1 p 120 2021 BERNE RM LEVY MN Fisiologia 6 ed Rio de Janeiro Elsevier 2009 CONSTANZO LS Fisiologia 5 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 DORIGUETO RS KASSE CA SILVA RC Cinetose Motion sickness Revista Equilíbrio Corporal e Saúde n 4 v 1 p 5158 2012 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12 ed Rio de janeiro Elsevier 2011 PLANETA C S CRUZ F C Bases neurofisiológicas da dependência do tabaco Arch Clin Psy chiatry São Paulo v 32 n 5 out 2005 Disponível em httpswwwscielobrjrpcaMS9HGYm vmGWNDdNCWMXM8bTlangpt Acesso em 14 abr 2022 SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7 ed Porto Alegre Artmed 2017 TORTORA G J NIELSEN M T Princípios de Anatomia Humana 14 ed Sl Grupo GEN 2019 WIDMAIER EP RAFF H STRANG KT Fisiologia humana os mecanismos das funções cor porais 14 ed Sl Editora Guanabara Koogan 2017 237 UNIDADE 3 CONSTANZO LS Fisiologia 5 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12 ed Rio de janeiro Elsevier 2011 SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7 ed Porto Alegre Artmed 2017 TORTORA G J NIELSEN M T Princípios de Anatomia Humana 14 ed Sl Grupo GEN 2019 WIDMAIER E P et al Vander Fisiologia Humana 14 ed Sl Grupo GEN 2017 UNIDADE 4 BERNE RM LEVY MN Fisiologia 6 ed Rio de Janeiro Elsevier 2009 CANELAS C et al Nem todas as pericardites são idiopáticas Galicia Clin v 78 n1 p 3134 2017 CONSTANZO LS Fisiologia 5 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12 ed Rio de janeiro Elsevier 2011 MARQUES T M L S SILVA A G Anatomia e fisiologia do sistema linfático processo de formação de edema e técnica de drenagem linfática Scire Salutis v10 n1 p19 2020 MORAES EG ROSA LV Choque cardiogênico Medicina Net 06 out 2008 Disponível em httpswwwmedicinanetcombrconteudosrevisoes1255choquecardiogenicohtm Acesso em 15 abr 2022 SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7 ed Porto Alegre Artmed 2017 TORTORA G J NIELSEN M T Princípios de Anatomia Humana 14 ed Sl Grupo GEN 2019 238 UNIDADE 5 CONSTANZO LS Fisiologia 5 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12 ed Rio de janeiro Elsevier 2011 LEMOS LC et al Síndrome da apneia obstrutiva do sono em motoristas de caminhão J Bras Pneumol v 35 n 6 p 500506 2009 RAFF H LEVITZKY M G Fisiologia médica Sl AMGH Editora 2012 SARAIVA R A Mecânica Respiratória e Controle da Ventilação Rev Bras Anestesiol v 46 n 3 p 164174 1996 SBNEP Diretriz para terapia nutricional no paciente com doença pulmonar obstrutiva crônica DPOC Associação Médica Brasileira e Conselho Federal de Medicina 2011 SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7 ed Porto Alegre Artmed 2017 WIDMAIER E P et al Vander Fisiologia Humana 14 ed Sl Grupo GEN 2017 UNIDADE 6 CONSTANZO LS Fisiologia 5 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 FLOR L S CAMPOS M R Prevalência de diabetes mellitus e fatores associados na população adulta brasileira evidências de um inquérito de base populacional Rev bras epidemiol v 20 n 1 p 1629 2017 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12 ed Rio de janeiro Elsevier 2011 RAMOS A R L et al Correlação entre a urocultura e os achados microscópicos do exame de urina tipo I CIPEEX Ciência para a redução das desigualdades v 2 p 2542 a 2544 2018 SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7 ed Porto Alegre Artmed 2017 TORTORA G J NIELSEN M T Princípios de Anatomia Humana 14 ed Sl Grupo GEN 2019 WIDMAIER E P et al Vander Fisiologia Humana 14 ed Sl Grupo GEN 2017 239 UNIDADE 7 CONSTANZO LS Fisiologia 5 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12 ed Rio de janeiro Elsevier 2011 SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7 ed Porto Alegre Artmed 2017 WIDMAIER E P et al Vander Fisiologia Humana 14 ed Sl Grupo GEN 2017 UNIDADE 8 CONSTANZO LS Fisiologia 5a ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 FLORENCIOSILVA R SASSO R S GIRÃO J H C BARACAT M C P SIMÕES R S An drogênios e mamaAndrogens and breast Reprodução Climatério v 32 n2 p127131 2017 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12a ed Rio de janeiro Elsevier 2011 SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7a ed Porto Alegre Artmed 2017 TORTORA G JNIELSEN M T Princípios de Anatomia Humana 14ª edição Grupo GEN 2019 UNIDADE 9 CONSTANZO LS Fisiologia 5a ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 GUYTON AC HALL JE Tratado de Fisiologia Médica 12a ed Rio de janeiro Elsevier 2011 NEGRAO André B e LICINIO Julio Leptina o diálogo entre adipócitos e neurônios Arq Bras Endocrinol Metab online 2000 vol44 n3 pp 205214 ISSN 00042730 ROSS MH PAWLINA W Histologia Texto e Atlas 7ª Ed 2016 Guanabara Koogan SILVERTHORN DU Fisiologia humana uma abordagem integrada 7a ed Porto Alegre Artmed 2017 VELLOSO LA O controle hipotalâmico da fome e da termogênese implicações no desenvolvimento da obesidadeArq Bras Endocrinol Metab online 2006 vol50 n2 pp 165176 ISSN 00042730 WIDMAIER E P et al Vander Fisiologia Humana 14ª edição Grupo GEN 2017 240 UNIDADE 1 1 C a O ATP é formado por uma molécula de adenosina ligada a três grupos fosfato sendo que as ligações entre os dois últimos fosfatos são conhecidas como ligações de alta energia b O ATP tornase ADP quando perde um fosfato e nesse processo libera energia c O ATP está relacionado com a disponibilidade de energia para a célula por meio da liberação do fosfato por uma ligação de alta energia liberando cerca de 1200 calorias d O ATP não reage com água Ele libera o fosfato pela ligação no local ser lábil e nesse processo é liberado a energia e A energia proveniente da liberação do fosfato da molécula contém cerca de 1200 calorias ou seja cada ATP tem muita energia embutida na molécula 2 A a Está bombeando sódio para o meio externo e transferindo íons potássio para o meio interno fato esse que comprova o transporte ativo promovido pelas bombas de sódiopotássio b b Está bombeando potássio para o meio interno e transferindo íons sódio para o meio externo c c Os íons são bombeados em sentidos opostos portanto não está bombeando potássio e sódio para o meio externo d d Os íons são bombeados em sentidos opostos portanto não está bombeando potássio e sódio para o meio interno e e Está bombeando principalmente estes íons sendo os íons cálcio não essenciais nesse pro cesso 3 3 A fosfolipídio 1 cabeça hidrofílica 2 cauda hidrofóbica 3 proteína integral 4 carboidrato 5 proteína periférica 241 UNIDADE 2 1 C a A substância cinzenta do encéfalo caracterizase por ser preenchida de corpos celulares neu ronais e células da glia b Na substância branca do encéfalo podemos observar a presença de axônios neuronais próximos aos oligodendrócitos já que estas têm como responsabilidade a formação de bainha de mielina c Gânglios e nervos são estruturas encontradas no sistema nervoso periférico Enquanto o primeiro caracterizase por associações esféricas de corpos celulares neuronais mais células satélite os nervos são projeções axonais mais células de Schwann Esta divisão clássica implica na organi zação do sistema nervoso d Os neurônios caracterizamse por apresentarem corpo celular dendritos e axônio Os dendritos são prolongamentos ramificados aferentes que se projetam do corpo celular e Já o axônio é um prolongamento eferente único delgado e longo com dilatações na porção dos telodendros chamadas de botões sinápticos 2 A a sistema nervoso autônomo Estão envolvidos com os sistemas de luta e fuga que abrangem este tipo de sistema nervoso periférico b O sistema nervoso somático está relacionado à musculatura esquelética por isso não apresenta estas reações c sistema nervoso central formado de encéfalo e medula é responsável pela integração dos estí mulos para então poder ser respondido pelo sistema autônomo d nervos do cerebelo estão relacionados ao sistema nervoso central não se enquadrando nestas reações observadas e centro nervoso medular faz parte do sistema nervoso central não se enquadrando nestas reações observadas 3 B a Os neurotransmissores são substâncias químicas que atuam na transmissão do impulso nervoso por sinapse química b Os neurotransmissores são encontrados no botão terminal axonal armazenados em geral em vesículas sinápticas c Os neurotransmissores irão se ligar na membrana da célula vizinha chamada de membrana póssináptica pela fenda sináptica d Os neurotransmissores estão disponíveis para a utilização pelos neurônios com a necessidade de interação com receptor e os neurotransmissores uma vez utilizados podem ser reaproveitados pelos neurônios 242 UNIDADE 3 1 D a Uma fibra estriada cardíaca apresenta como característica as mesmas evidenciadas no músculo estriado esquelético apenas em relação às estriações b O músculo liso apresenta contração lenta e involuntária Suas fibras são como células típi cas de formato fusiforme e núcleo central encontradas na maioria dos órgãos digestivos c O filamento de actina é formado de dois filamentos globulares que se entrelaçam e estão envolvidos por tropomiosina também dupla porém filamentosa Unindo filamento de actina a troponina temos a troponina formada de três subunidades globulares d O músculo estriado pode ser visceral ou esquelético Ambos se caracterizam por fibras musculares multinucleadas com núcleos achatados na periferia e grande quantidade de sobreposição de actina e miosina e A musculatura esquelética pode ser considerada sincícios celulares por terem a mesma origem a partir da fusão de mioblastos originando fibras musculares multinucleadas 2 B a tratase de um sincício de células multinucleadas com núcleos ovais situados na periferia das fibras estas características são do esquelético b As células musculares cardíacas apresentam em seu citoplasma os discos intercalares com função de fusão das células vizinhas para melhor desempenho do movimento de contração c O estímulo consiste na passagem de íons ou seja elétrico d As células musculares cardíacas desempenham papel essencial na contração rápida e involun tária do coração com a presença de estriações transversais e As fibras são afiladas com um núcleo central e presenças de discos intercalares assim como no músculo estriado visceral Estas características são do músculo liso 3 B a Os filamentos de actina deslizam sobre os de miosina diminuindo o comprimento do sarcômero b Sem o cálcio a tropomiosina bloqueia o sítio da miosina presente na actina o que provoca o relaxamento da fibra muscular Ou seja o cálcio desempenha papel fundamental no processo de contração c O estímulo para contração vem dos neurônios motores d A contração e relaxamento podem ser acionados mediante o estímulo de acetilcolina e As fibras apresentam filamentos finos de actina e grossos de miosina e sua interação permite a contração 243 UNIDADE 4 1 C a O SRAA responde às alterações específicas de baixa pressão b O SRAA inicia seu processo pela liberação de renina que atua no aumento da concentração de angiotensina I angiotensina II e posteriormente a liberação de aldosterona c A angiotensina I é pouco ativa sendo então rapidamente convertida em angiotensina II que pode atuar para promover a liberação de aldosterona essa atuação depende do sistema renal das células justaglomerulares e também da suprarrenal d O SRAA é um sistema de regulação da pressão a longo prazo já que envolve uma série de hormônios e A renina é liberada pelas células justaglomerulares renais para promover o controle de pressão 2 D a As valvas atrioventriculares estão localizadas entre o átrio e o ventrículo b As valvas semilunares estão localizadas entre os ventrículos e as artérias c As válvulas que separam o átrio direito e o ventrículo direito são as válvulas tricúspide d As valvas que separam o átrio esquerdo do ventrículo esquerdo são as válvulas bicúspides ou mitral e A valva aórtica fica entre o ventrículo esquerdo e a aorta 3 D a Os barorreceptores apresentam alta sensibilidade às variações de pressão e ficam locali zados nas paredes do seio carotídeo e do arco aórtico b A informação enviada dos barorreceptores chega aos os centros vasomotores cardiovascu lares no tronco encefálico por meio do nervo do seio carotídeo quando o barorreceptor carotídeo for sensibilizado c A informação enviada dos barorreceptores chega aos centros vasomotores cardiovascu lares no tronco encefálico por meio do nervo vago quando o barorreceptor aórtico for sensibilizado d Durante a diástole ocorre o enchimento dos ventrículos que aumenta o volume de cada um deles para 120 mL Este volume é chamado de volume diastólico final e À medida que os ventrículos se esvaziam durante a sístole o volume diminui para aproximadamente 70 mL 244 UNIDADE 5 1 E Todos os fatores citados anteriormente são condizentes e podem favorecer a ligação da hemoglo bina aos gases ou seja a disponibilidade dos gases e variações de pH 2 C a A fase de repouso é o período entre os ciclos quando o diafragma está em posição de equilíbrio ou seja nenhum ar se move para dentro ou para fora dos pulmões b A pressão intrapleural é negativa de 5 cmH2O como já vimos pois ocorrem forças opostas entre os pulmões que tentam colapsar e a caixa torácica que tenta expandir que gera uma pressão negativa no espaço intrapleural entre elas c Forças elásticas dos pulmões comprimem o maior volume de ar nos alvéolos Quando essa pressão alveolar aumenta o ar sai dos pulmões e o volume pulmonar retorna à sua capacidade residual funcional d Na fase de inspiração o diafragma contrai e isso faz com que o volume do tórax aumente Como o volume dos pulmões aumenta a pressão ali acaba diminuindo e A fase de expiração processo passivo em que a pressão alveolar fica positiva ou seja maior que a pressão atmosférica 3 E a A zona condutora é composta pelo nariz nasofaringe laringe traqueia brônquios bronquíolos e bronquíolos terminais b As vias de condução são compostas por células secretoras de muco e células ciliadas que re movem qualquer partícula danosa inalada c A zona de condução por não conter os alvéolos e portanto não fazer trocas gasosas constitui o que chamamos de espaço morto anatômico d A zona respiratória é composta pelos bronquíolos respiratórios ductos alveolares e os sacos alveolares e Os pneumócitos tipo I são células pavimentosas e permitem a ocorrência das trocas gasosas Já os pneumócitos tipo II são células esféricas que produzem o surfactante 245 UNIDADE 6 1 C a Cada alça glomerular é formada de capilar fenestrado composto de endotélio fenestrado mais membrana basal b O Espaço capsular é onde flutuam as alças glomerulares recebe líquido filtrado da parede dos capilares e do folheto visceral c A mácula densa é uma porção que encosta no corpúsculo renal composta de epitélio cilíndrico que colabora na regulação da filtração glomerular d A alça do néfron apresentase em forma de U sendo um segmento espesso descendente segmento delgado ascendente e O corpúsculo renal é constituído de glomérulo e cápsula glomerular A primeira é tufo de capi lares fenestrados que se adere intimamente com a cápsula glomerular 2 C a A pressão hidrostática é a que ocorre no sangue fluindo através dos capilares glomerulares b A pressão oncótica é a que ocorre dentro dos capilares glomerulares c A taxa de filtração glomerular se mede pelo volume de líquido filtrado para dentro da cápsula glomerular por unidade de tempo baseado nas pressões hidrostáticas e oncóticas d A pressão hidrostática ocorre em dois locais nos capilares glomerulares e no espaço capsular e A pressão oncótica é uma pressão variável que se modifica aumentando progressivamente à medida que o líquido vai sendo filtrado para fora do capilar 3 D I Os podócitos e as células justaglomerulares são partes do aparelho justaglomerular Sua res posta às alterações de pressão envolvem a hidrólise de angiotensinogênio que numa cascata de reações formam a aldosterona Este é o sistema de regulação renina angiotensina aldosterona II O trajeto do sangue para formação do ultrafiltrado iniciase na arteríola aferente a qual percorre as alças do glomérulo Lá é formado o ultrafiltrado que segue caminho pelos túbulos e de lá seguem pelos túbulos proximais III Baixa ingestão de sódio recruta o aparelho justaglomerular para promover a regulação da filtração glomerular por meio das células da mácula densa as quais são sensíveis a esse íon 246 UNIDADE 7 1 D I As células parietais estomacais são células arredondadas com grande quantidade de mitocôn drias em seu citosol Por estímulo de gastrina por exemplo estas células ativam suas bombas de prótons para produzir HCl já que para isso ocorrer foi necessário a liberação de gás carbônico e outros componentes da respiração realizada pela mitocôndria II Apesar da amilase salivar poder realizar a digestão de carboidratos a maior parte desse pro cesso é realizado pelos enterócitos intestinais Estes apresentam em suas microvilosidades uma imensa quantidade de enzimas responsáveis pela quebra de dissacarídeos em monossacarídeos III Os enterócitos intestinais são células colunares altas com núcleo oval com a borda em escova A função destas células é atuar na digestão de nutrientes por meio das enzimas que possuem em suas microvilosidades 2 E a A inervação parassimpática é suprida pelo nervo vago e nervo pélvico O nervo vago inerva o TGI superior e o nervo pélvico inerva o TGI inferior b No sistema nervoso parassimpático os neurônios pósganglionares são classificados como colinérgicos liberam acetilcolina ou peptinérgicos liberam substância P e peptídeo vasoativo inibitório ou também chamado VIP c Na inervação simpática as fibras préganglionares são relativamente curtas e fazem sinapse nos gânglios celíaco mesentérico superior mesentérico inferior e hipogástrico d A inervação intrínseca ou sistema nervoso entérico coordena todas as funções do TGI mesmo na ausência de inervação extrínseca e Os gânglios do sistema nervoso entérico recebem informação pelos sistemas nervosos paras simpático e simpático que modulam sua atividade 3 B a As contrações tônicas são aquelas mantidas por minutos ou horas e ocorrem em alguns esfínc teres de músculo liso e na porção proximal do estômago b As células parietais são as responsáveis por secretar o ácido clorídrico no lúmen do estômago Este processo é dependente da anidrase carbônica num evento conhecido como bomba de prótons c A principal enzima envolvida na digestão de proteínas é a pepsina do estômago ativa em pH 20 a 30 e inativa em pH acima de 50 Para que essa enzima tenha ação digestiva sobre a proteína os sucos gástricos precisam ser ácidos d A glicose para ser absorvida entra na célula intestinal por uma proteína SGLT e sai pela proteína GLUT2 Já a frutose entra pela proteína GLUT5 e sai pela proteína GLUT2 e As contrações fásicas ocorrem por meio de ciclos de contração e relaxamento que duram apenas alguns segundos e ocorre na região distal do estômago e no intestino delgado 247 UNIDADE 8 1 a Célula de Sertoli b Célula de Leydig c Célula folicular ou camada granulosa d Célula da teca 2 alternativa B a Ocitocina promove a ejeção de leite b Prolactina controla a produção de leite na lactação além de atuar no desenvolvimento das mamas c Hormônio do crescimento secretado por toda vida de maneira pulsátil d ADH age em resposta ao aumento da osmolaridade aumentando sua secreção e FSH e LH irão atuar sobre os testículos e ovários 3 alternativa E a A retroalimentação positiva se dá quando alguma característica da ação do hormônio provoca o incremento na secreção hormonal b A retroalimentação negativa significa que alguma característica da ação hormonal direta ou indiretamente inibe a secreção adicional do hormônio c Na regulação para baixo temos que o hormônio diminui o número ou a afinidade dos receptores no tecidoalvo d Na regulação para cima o hormônio aumenta o número ou a afinidade do receptor pelos hormônios e Na retroalimentação de alça longa o hormônio volta a agir por todo o caminho até o eixo hi potálamohipófise 248 UNIDADE 9 1 alternativa D a É a única glândula endócrina folicular palpável em exame clínico e está relacionada ao hipoti reoidismo e hipertireoidismo b É uma das poucas que tem capacidade de armazenamento hormonal extracelular formando o chamado colóide c Ainda que a forma mais ativa seja o T3 a maior produção hormonal é de T4 Esse problema é resolvido nos tecidosalvo pela conversão de T4 em T3 d Quando a glândula é estimulada a tiroglobulina iodada tiroglobulinaMITDITT3T4 entra por endocitose novamente nas células principais e lá se associa aos lisossomos para sofrer hidrólise e O hipotálamo secreta TRH hormônio liberador de tirotropina que age nos tireotrofos da ade nohipófise induzindo a secreção de TSH hormônio estimulante da tireóide Este atua sobre a tireóide estimulando a secreção dos hormônios tireoideanos 2 alternativa C a A região cortical está dividida em 3 zonas enquanto a região medular é composta de apenas uma zona b A zona reticular secreta androgênios a zona fasciculada secreta glicocorticóides e a zona glo merulosa secreta mineralocorticóides c A região medular central e única secreta as catecolaminas epinefrina e norepinefrina d A zona fasciculada e reticular que secretam glicocorticóides e androgênios estão sob controle do eixo hipotalâmicohipofisário e O hipotálamo estimula a secreção do hormônio liberador de corticotropina CRH 3 alternativa D a As células delta correspondem a 10 da ilhota e secretam somatostatina b As células beta correspondem a 65 da ilhota e secretam insulina c As células PP correspondem a 5 da ilhota e secretam polipeptídeo pancreático d As células alfa correspondem a 20 da ilhota e secretam glucagon hormônio que age contrário à insulina produzida pelas células beta e As células alfa secretam o glucagon