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FISIOLOGIA AULA 1 Prof. Alex Luís Genari 2 CONVERSA INICIAL Caros alunos! Sejam todos bem-vindos ao estudo do sistema cardiovascular ou circulatório!! A proposta desta aula é estudar as funcionalidades anatômica e fisiológica do sistema cardiovascular, sistema este respaldado pela presença e pela incursão do sangue, associando sua inter-relação com os demais sistemas que compõem o corpo humano. O estudo norteará alguns objetivos específicos e terá como linha básica os seguintes tópicos: destacar as funções e a composição do sangue em nosso organismo; relembrar as estruturas anatômicas que compõem o coração e o sistema cardiovascular; descrever a condução do sangue na circulação pulmonar e sistêmica; apresentar a atividade elétrica dos batimentos cardíacos; descrever o mecanismo da regulação da pressão arterial a curto e longo prazos. Mas, antes de apresentar os tópicos principais deste roteiro de estudo, se faz necessário destacar a divisão de todo o sistema cardiovascular, para que você possa entender o seu funcionamento e a sua finalidade nos demais sistemas. O sistema cardiovascular está dividido em: coração, o órgão funcional, principal, de todo o sistema; sistema arterial (artérias), responsável pela distribuição do sangue por todo o organismo a partir do coração; sistema venoso (veias), encarregado da drenagem do sangue usado por órgãos e tecidos para o coração. Vejamos o esquema a seguir: CORAÇÃO Centro funcional do sistema SISTEMA CARDIOVASCULAR SISTEMA ARTERIAL Rede de distribuição SISTEMA VENOSO Rede de drenagem 3 TEMA 1 – FUNÇÕES E COMPOSIÇÃO DO SANGUE O sistema cardiovascular é apresentado como um sistema fechado em que encontramos o coração, órgão central de todo o seu funcionamento. Esse órgão é responsável pelos batimentos, e por conduzir e receber sangue por meio das artérias e veias. A autora Linda Costanzo (1998, p. 93) destaca que a “função primária do sistema cardiovascular é a de carrear sangue para todos os tecidos, fornecendo, por esse meio, nutrientes essenciais para todo o metabolismo celular, enquanto que, ao mesmo tempo, remove os produtos finais do metabolismo”. A propagação do sangue em todo o sistema cardiovascular ressalta a importância desse sistema diante de todos os demais sistemas do corpo humano. Não podemos realizar o processo de excreção urinária se o sangue não chegar aos rins para ser filtrado. A digestão dos alimentos, no sistema digestório, será finalizada se o que for digerido pelo organismo alcançar a sua meta, ou seja, se o sangue transportar os nutrientes necessários para que os demais sistemas cumpram suas funções específicas por intermédio das artérias e veias. Mas como podemos compreender o que é o sangue e quais são as suas funções? O sangue é produzido na medula óssea, sendo uma das funções dos ossos a hematopoiese, ou seja, a capacidade de formação de novas células sanguíneas. Tortora e Grabowski (2004, p. 322, grifo nosso) destaca que o “sangue é tecido conjuntivo líquido que tem três funções gerais: regulação, transporte e proteção”: regulação: o sangue procura regular a temperatura corporal, absorvendo e refrigerando o calor por intermédio da água presente nas células e até mesmo pela dissipação do calor através da pele ao ambiente (suor), influenciando na quantidade de água no interior das células, principalmente por meio de íons e proteínas dissolvidas; transporte: quanto à tarefa do transporte, podemos destacar que o sangue possui quatro grandes metas: 1. conduzir o oxigênio dos pulmões às células do corpo humano e levar o gás carbônico até os pulmões; 2. encaminhar os nutrientes do trato gastrintestinal até as células; 4 3. retirar o calor e os resíduos das células; 4. levar os hormônios produzidos nas glândulas endócrinas até as células, responsáveis por recebê-las (células-alvo). Todo esse trabalho procura promover as diversas funções homeostáticas, ou seja, o equilíbrio de todo o organismo; proteção: por meio da coagulação, o sangue não sofre perdas sanguíneas significativas em termos de volume e outras estruturas importantes de defesa para o nosso organismo. O volume de sangue presente no sistema cardiovascular de um adulto é de aproximadamente 6 (seis) litros, “perfazendo 8% do peso corporal total” (Tortora; Grabowski, 2004, p. 322). Essa quantidade varia ao longo dos anos mediante características referentes à composição corporal, ao sexo, fatores inerentes a cada ser humano. Frente a realidades patológicas, esse volume pode aumentar ou até mesmo diminuir. O sangue é composto por uma parte líquida, denominada plasma, e uma parte sólida, composta por células sanguíneas e fragmentos de células. O plasma corresponde a 55% do total de sangue presente em nosso organismo, sendo que 90% dele corresponde a água e os outros 10%, a substâncias dissolvidas, como “proteínas plasmáticas, nutrientes, gases (oxigênio, gás carbônico), glicose, vitaminas, hormônios, sais minerais” (Tortora; Grabowski, 2004, p. 322, grifo nosso), diluídas em seu meio (Figura 1). As proteínas presentes no plasma são: albumina: sua função é manter a pressão osmótica, propiciando a troca de água entre o sangue e os tecidos, ou seja, o equilíbrio hídrico. Ela fornece pressão necessária para impedir a osmose, ou seja, a passagem espontânea do solvente por uma membrana semipermeável – ida de uma solução menos concentrada para uma solução mais concentrada. Exemplo: uma folha de alface, depois de lavada e salgada, se torna murcha; globulina: sua função é transportar o ferro e outros metais, além de hormônios, vitaminas, lipídios e anticorpos (proteção do nosso organismo); fibriogênio: realiza a formação de fibrina na etapa final de coagulação, juntamente com as plaquetas. 5 A parte sólida do sangue é composta por células sanguíneas e fragmentos de células, representando 45% volume sanguíneo. Essas estruturas sanguíneas são formadas na medula óssea, nos ossos longos, laminares. Essa representação dos 45% do volume sanguíneo encontra em sua constituição, 44% de hemácias, também conhecidas, como, eritrócitos e 1% formado por leucócitos e plaquetas. eritrócitos: estão em maior quantidade na corrente sanguínea. “Vivem aproximadamente entre 100-120 dias, sendo retirados da corrente sanguínea pelo baço, medula óssea e fígado” (Tortora; Grabowski, 2004, p. 322). Não possuem núcleo. Contém hemoglobina – pigmento rico em ferro, que torna o sangue vermelho e tem a função de transportar oxigênio para as células. Possuem componentes aglutinogênios, ou seja, determinam o tipo sanguíneo de uma pessoa; leucócitos: estão na corrente sanguínea em menor quantidade e possuem a responsabilidade de criar meios para a defesa do organismo, destruindo os invasores. Produzem substâncias como histamina, que combate reações alérgicas, e heparina, substância esta que auxilia na anticoagulação do sangue; plaquetas: em nossa corrente sanguínea há cerca de 250 a 450 mil plaquetas/ml com a função de coagular o sangue em caso de ferimentos. Figura 1 – Estrutura do sangue Crédito: ShadeDesign/Shutterstock. 6 TEMA 2 – ANATOMIA DO SISTEMA CARDIOVASCULAR Ao longo deste tema, relembraremos a anatomia do sistema cardiovascular, descrevendo os principais órgãos e as estruturas anatômicas, objetivando destacar o entendimento quanto à realidade do fluxo sanguíneo no corpo humano e o entendimento das funções destacadas no tema anterior. 2.1 Anatomia do coração “É um órgão muscular, oco, que funciona como uma bomba contrátil- propulsora”. Com essa afirmação, Dangelo e Fattini (2009, p. 89) começam a descrever o coração. Órgão ímpar em nosso organismo, tem a responsabilidade de enviar o sanguepara todos os demais órgãos e tecidos que compõem a estrutura do corpo humano por meio de sua rede vascular. Suas contrações são ritmadas, segundo as ordens recebidas do sistema nervoso central, apresentando movimentos de contração (sístole) e de relaxamento (diástole). Está localizado na região do mediastino, entre os pulmões direito e esquerdo, e fica protegido pelos ossos esterno e costelas. Em sua extremidade inferior, encontramos o ápice, e na extremidade superior, a base, na qual encontramos os principais vasos do coração. Apresenta em sua parte externa um revestimento denominado pericárdio, que promove a proteção do coração, prevenindo a realização de movimentos bruscos. O pericárdio apresenta duas camadas, parietal (externa) e visceral (interna), e entre elas se encontra o líquido aquoso, em que realiza as funções descritas anteriormente. O coração apresenta três camadas distintas: epicárdio: camada externa. Presente entre o pericárdio e o miocárdio; miocárdio: camada média. Consiste em tecido cardíaco, responsável pela ação de bombear (contrair) o coração; endocárdio: camada interna. Responsável por impedir o extravasamento do sangue. Conforme a sua morfologia externa (Figura 2), na região da base do coração, encontramos os grandes vasos, responsáveis pela chegada e pela saída de sangue. Vamos destacá-los para uma melhor compreensão da circulação entre eles e o coração. 7 veia cava superior (VCS): o sangue venoso que é drenado da cabeça e dos membros superiores desemboca no átrio direito do coração; veia cava inferior (VCI): recebe sangue venoso de membros inferiores, abdômen e tronco, e também desemboca no átrio direito do coração. artéria aorta (AA): tem o seu início no ventrículo esquerdo. Responsável pela distribuição do sangue arterial para todo o organismo; artéria tronco pulmonar (ATP): tem seu início no ventrículo direito, atravessando o coração internamente. O sangue venoso presente no ventrículo direito é bombeado aos pulmões através dessa artéria. Ela se divide ao longo do percurso em artéria pulmonar direita e artéria pulmonar esquerda; veias pulmonares direita e esquerda (VPD/VPE): são responsáveis por levar o sangue dos pulmões de volta ao coração, agora rico em oxigênio, ou seja, arterial. Figura 2 – Anatomia externa do coração Crédito: decade3d – anatomyonline/Shutterstock. Internamente (Figura 3), a morfologia do coração está dividida em quatro cavidades, denominadas câmaras, na qual recebem e bombeiam o sangue. Na parte superior, essas câmaras recebem o nome de átrios (direito e esquerdo), VEIA CAVA SUPERIOR ARTÉRIA AORTA ARTÉRIA TRONCOPULMONAR VEIAS PULMONARES D/E VEIA CAVA INFERIOR 8 que possuem a função de amortecimento na chegada do sangue ao coração. Os átrios são separados pelo septo interatrial. Na parte inferior, denominamos essas câmaras de ventrículos (direito e esquerdo), que são os responsáveis pela contração. O ventrículo esquerdo possui a camada mais espessa do miocárdio, pois necessita enviar o sangue a todo o organismo. Os ventrículos são separados pelo septo interventricular. Entre os átrios e ventrículos, encontramos duas valvas importantes, denominadas de atrioventriculares, as quais funcionam conforme as respostas necessárias às mudanças de pressão do próprio coração, frente à contração e ao seu relaxamento. Ou seja, o sangue somente passa do átrio ao ventrículo se as válvulas abrirem e realizarem suas respectivas funções. São denominadas anatomicamente de: valva tricúspide: possui 3 folhetos, denominados de cúspide. Está presente no lado direito do coração. Sua função é evitar o refluxo do sangue do ventrículo direito para o átrio direito; valva bicúspide ou mitral: se localiza no lado esquerdo e possui 2 folhetos em sua constituição anatômica. Sua função é evitar o refluxo do sangue do ventrículo esquerdo para o átrio esquerdo. Outro ponto a se destacar, quanto ao fluxo sanguíneo, é que ela possui fluxo unidirecional, ou seja, ela impede o refluxo de maneira geral. Essas valvas estão presas por cordas tendíneas, evitando assim o refluxo do sangue durante a sístole (contração). Os músculos papilares, estruturas anatômicas encontradas nos ventrículos, realizam a fixação das cordas tendíneas. Internamente, o coração apresenta outras duas valvas importantes, denominadas de valvas semilunares. Essas valvas estão presentes no início da artéria tronco pulmonar e na artéria aorta. São importantes por manter o sangue em seu fluxo unidirecional, evitando, portanto, o refluxo aos ventrículos. Essas valvas são denominadas de valva semilunar pulmonar e valva semilunar aórtica. 9 Figura 3 – Anatomia interna do coração Crédito: Sebastian Kaulitzki/Shutterstock. 2.2 Anatomia dos vasos sanguíneos – artérias e arteríolas Conforme a anatomia do sistema cardiovascular, as artérias são estruturas importantes para entendermos como se dá o fluxo sanguíneo no corpo humano. Elas estão presentes em todos os segmentos do nosso corpo, e têm objetivos específicos e importantes para o funcionamento fisiológico de todo o nosso organismo. Essas estruturas anatômicas são compostas por 3 (três) camadas (túnicas) distintas, importantes para o entendimento do fluxo sanguíneo. A saber: 1. lúmen: local oco em que o sangue transita. A histologia dessa camada é formada por endotélio, um tipo de epitélio; 2. camada média: encontramos aqui a musculatura lisa, que favorece a contração; 3. camada externa: sua formação se dá pela presença de fibras elásticas e colágenas, importantes para a resistência das paredes dessas estruturas anatômicas. ÁTRIO DIREITO ÁTRIO ESQUERDO VÁLVULA TRICÚSPIDE VÁLVULA MITRAL VENTRÍCULO DIREITO VENTRÍCULO ESQUERDO SEPTO INTERVENTRICULAR MIOCÁRDIO VALVA SEMILUNAR PULMONAR VALVA SEMILUNAR AÓRTICA 10 A camada média, por ser composta de musculatura lisa, recebe, portanto, a inervação do sistema nervoso autônomo. Quando há aumento por parte da estimulação, estabelece a diminuição do calibre da artéria, processo esse chamado de vasoconstrição. Quando há diminuição, temos o aumento do calibre da artéria, a vasodilatação. Mediante a apresentação desse contexto das artérias, podemos destacar que elas apresentam como características a elasticidade, a contratibilidade, e o percurso do sangue se dá de maneira rápida e a favor da gravidade, ponto importante para a chegada do oxigênio nos tecidos, com exceção da vascularização da cabeça, a qual se dá contra a gravidade. As artérias se destacam como sendo os vasos responsáveis por conduzir o sangue rico em oxigênio para os tecidos. O sangue, quando injetado pelo ventrículo esquerdo, por exemplo, na circulação sistêmica, entra na principal artéria de distribuição de sangue em nosso organismo, denominada de artéria aorta. Outras artérias de menor calibre, denominadas de arteríolas, farão com que o sangue chegue, através de capilares, aos tecidos, realizando a hematose tecidual. Por sua vez, os capilares realizam a conexão entre as arteríolas e as vênulas, sendo importantes por permitir a troca dos nutrientes e dos resíduos com as células específicas do corpo e com a própria realidade do sangue. 2.3 Anatomia dos vasos sanguíneos – veias e vênulas A anatomia da veia e das vênulas está próxima às realidades da artéria e das arteríolas. As vênulas procuram dar o retorno inicial do sangue venoso ao coração. Seu calibre vai aumentando, propondo a formação das veias. Estruturalmente, as veias possuem maior calibre, e há presença de válvulas em seu interior, que procuram impedir o refluxo sanguíneo. Além das válvulas, uma característica marcante das veias é que elas promovem o percurso mais lento do sangue, contra a gravidade, e não apresentam contratilidade.TEMA 3 – CIRCULAÇÃO SANGUÍNEA Após estudarmos as anatomias externa e interna do coração, o próximo passo na construção do conhecimento em relação ao sistema cardiovascular é entender a circulação sanguínea que acontece entre os grandes vasos, as cavidades do coração e do próprio corpo humano (Figura 4). Ou seja, a relação funcional do coração com os demais órgãos do corpo humano. Esse processo 11 se dá de maneira simultânea, sempre com o sangue partindo do coração e indo a direções distintas, como o pulmão ou o restante do organismo. Essa circulação está associada à realidade de conceitos básicos da fisiologia, como o débito cardíaco, que significa o volume de sangue que está sendo injetado pelo ventrículo esquerdo pela artéria aorta, e o retorno venoso, que se caracteriza pelo volume de sangue que chega aos átrios por intermédio das veias cavas superior e inferior. O processo circulatório acontece de duas maneiras: por circulação pulmonar, ou pequena circulação, e por circulação sistêmica, ou grande circulação. Vejamos: pequena circulação: inicia no ventrículo direito, onde encontramos sangue venoso. Esse sangue, rico em gás carbônico, necessita de oxigênio, e vai encontrá-lo nos pulmões. Quem conduz esse sangue até os pulmões é a artéria tronco pulmonar, a qual anatomicamente se divide em artéria pulmonar direita e artéria pulmonar esquerda. Chegando lá, o sangue sofre hematose pulmonar, ou seja, a troca gasosa nos alvéolos. Terminada a troca, o sangue, agora arterial, rico em oxigênio, retorna ao coração, ao átrio esquerdo, através das veias pulmonares direita e esquerda; grande circulação: inicia no ventrículo esquerdo, onde encontramos presente o sangue arterial. Este sangue é levado a todo organismo através da artéria aorta, principal via de condução do sangue do coração ao corpo humano. De maneira geral, acontecem nos determinados órgãos a chamada hematose tecidual, em que se deixa o sangue rico em oxigênio e drena-se o sangue venoso. Terminado o processo de irrigação, o sangue começa a ser drenado, agora rico em gás carbônico, através das veias, em especial as veias cavas superior e inferior, desembocando no átrio direito. 12 Figura 4 – Circulação sanguínea Crédito: Blamb/Shutterstock. Com essa breve exposição sobre a circulação do sangue em nosso organismo, podemos destacar duas características importantes: 1. todas as artérias localizadas na base do coração iniciam a partir dos ventrículos, seja o direito, seja o esquerdo, independentemente do tipo de sangue que transita; 2. todas as veias chegam ao coração nos átrios, seja o direito, seja o esquerdo, independentemente do tipo de sangue que transita. TEMA 4 – SISTEMA DE CONDUÇÃO O coração é o órgão responsável por receber o sangue venoso, rico em gás carbônico, e, ao mesmo tempo, por distribuir o sangue arterial, rico em oxigênio, a todo o corpo. Todo o processo de relaxamento das câmaras (diástole) e contração muscular (sístole) é iniciado pelo sistema de condução do coração, em que o batimento cardíaco tem o seu início e se mantém ao longo do percurso. No átrio direito, encontramos o nodo sinoatrial, localizado no septo interatrial, e que possui a função de dar “início de cada batimento, marcando o ritmo da frequência cardíaca, sendo considerado o nosso marca-passo natural. Quando um potencial de ação é iniciado pelo nodo sinoatrial, ele se espalha por ambos os átrios, fazendo com que sofram contração e despolariza o nodo atrioventricular” (Tortora; Grabowski, 2004, p. 376). Recebendo o potencial de ação do nodo sinoatrial, o nodo atrioventricular procura facilitar a entrada do sangue dos átrios nos ventrículos. Esta ação iniciada é rápida. A passagem pelo 13 nodo atrioventricular, o potencial de ação, chega ao fascículo atrioventricular (feixe de His), localizado na parte superior do septo interventricular. Este, por sua vez, transfere a ação rumo à região do ápice do coração, através dos ramos do fascículo, presentes no septo interventricular. “A contração dos ventrículos é estimulada pelos ramos subendocárdicos (fibras de Purkinje) que emergem dos ramos do fascículo e distribuem o potencial de ação para todas as células do miocárdio ventricular ao mesmo tempo” (Tortora; Grabowski, 2004, p. 350). Esse processo descrito anteriormente destaca as propriedades musculares de contração do próprio coração: automatismo: capacidade que o próprio coração possui de gerar seu próprio impulso elétrico a partir do nodo sinoatrial, proporcionando a sua contração (sístole) e o seu relaxamento (diástole); condutibilidade: propagação do estímulo ao nodo atrioventricular, se espalhando depois pelos feixes de His e Purkinje; contratilidade: capacidade do musculo de contrair-se; excitabilidade: quando ocorre uma intervenção indireta aos batimentos cardíacos, bem como uma ação hormonal, falta de oxigênio etc., acarretando mudanças no ciclo cardíaco. Essa resposta acontece mediante a presença de receptores que inervam o próprio coração, as quais entram em ação diretamente com o sistema nervoso autônomo. TEMA 5 – REGULAÇÃO DA PRESSÃO ARTERIAL Conforme a condução cardíaca se caracteriza pelo ciclo cardíaco, diante da sístole e da diástole, a fisiologia cardíaca, através da leitura do eletrocardiograma, oportuniza o entendimento, o significado do diagnóstico das mudanças que ocorrem nos batimentos. O processo se resume nas oscilações de três ondas que significam o batimento cardíaco em si (Figura 5). A primeira onda, denominada de onda P, exprime a despolarização dos átrios, significando a contração dos átrios. A segunda onda, chamada de onda QRS, oportuniza a despolarização nos ventrículos, significando a contração muscular do miocárdio. E a terceira onda, a onda T, objetiva a repolarização ventricular, ou seja, o início do relaxamento dos ventrículos. 14 Figura 5 – Laudo de eletrocardiograma Crédito: smx12/Shutterstock. Todo o processo do batimento cardíaco se expressa na realidade de 2 (dois) sons, simultâneos, proferidos quando há fechamento das valvas cardíacas atrioventriculares e semilunares. O primeiro som, mais longo, representa o fechamento atrioventricular, significando o processo do início da sístole ventricular. E o segundo som, mais breve, nos leva ao entendimento do fechamento das valvas semilunares, representando o fechamento da sístole ventricular. A realidade da pressão do sangue nas artérias resulta na sístole do ventrículo esquerdo, ou seja, quando ele bombeia o sague para o organismo. Na mensuração desse processo é importante o uso do esfigmomanômetro, um aparelho que possibilita a checagem da pressão arterial do paciente. Essa pressão ocorre nas paredes das artérias quando a sístole chega a 120 mmHg e 80 mmHg no processo da diástole –pressão arterial ideal para os padrões do nosso organismo. Mediante alguns fatores, poderá haver quebra da homeostasia quanto à pressão arterial. Por exemplo: se o paciente apresenta uma hemorragia, a tendência é a queda da pressão, que pode levar até mesmo ao óbito, e se ocorrer aumento do volume sanguíneo, pode haver retenção de líquidos, e isso poderá levar ao aumento da pressão sanguínea. O nosso organismo se adapta conforme a necessidade em relação ao fluxo sanguíneo. A pressão arterial se diferencia em: regulação a curto-prazo, quando o coração se adapta, por exemplo, a uma atividade física. A atividade física começa e eleva a pressão arterial. O arco da artéria aorta e as artérias carótidas possuem receptores em suas paredes, denominados de bararreceptores, os quais tem a capacidade de conduzir a informação ao sistema nervoso central, no 15 tronco encefálico, na região denominada de bulbo. Este, por sua vez, manda a resposta ao coração e às artérias para que possa acontecera vasodilatação, facilitando assim a passagem do sangue nas artérias; regulação a longo-prazo, denominado de sistema renina-angiotensina- aldosterona, que consiste na identificação da queda do volume sanguíneo ou da queda do fluxo, levando parte dos rins a secretar a enzima renina, que atua conjuntamente com o fígado na produção da angiotensina, que será responsável pela vasoconstrição, ou seja, a elevação da pressão arterial. A angiotensina ativa a secreção da aldosterona, hormônio que favorece a reabsorção de água pelos rins, ocasionando o aumento da pressão arterial. NA PRÁTICA Caros alunos! Convido vocês a uma pesquisa bibliográfica em livros de fisiologia humana. O intuito é descrever as propriedades da musculatura cardíaca, relacionando-a à estimulação elétrica nas cavidades do coração, oportunizando o entendimento do sistema cardiovascular, e, principalmente, relacionando as diferenças entre as contrações que acontecem nos átrios e ventrículos. Boa pesquisa, pessoal! FINALIZANDO Caros alunos, vocês encontraram nesta aula tópicos importantes quanto à anatomia e à fisiologia do sistema cardiovascular. No desenrolar da aula, apresentamos: as funções que envolvem esse sistema, associando-as ao funcionamento dos demais sistemas do corpo humano; a morfologia humana, anatomia do coração, das artérias e veias; a descrição do fluxo sanguíneo, tanto a circulação pulmonar quanto a sistêmica, proporcionando o entendimento das realizações das trocas gasosas (hematose pulmonar e hematose tecidual); a fisiologia, ou seja, o funcionamento desse sistema, especialmente a atividade elétrica do coração, associado com a regulação a curto e longo prazos. 16 O entendimento da fisiologia do coração nos ajuda a entender os eventos peculiares desse sistema e sua realidade funcional com os demais sistemas do corpo humano. 17 REFERÊNCIAS COSTANZO, L. S. Fisiologia. Rio de Janeiro: Guanabara & Koogan, 1998. DANGELO, J. G.; FATTINI, C. A. Anatomia básica dos sistemas orgânicos. Rio de Janeiro: Atheneu, 2009. TORTORA, G. J.; GRABOWSKI, S. R. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed. 2004. 1 FISIOLOGIA AULA 2 Prof. Alex Luís Genari 2 CONVERSA INICIAL Caros alunos(as)! A proposta dessa aula será estudar a funcionalidade anatômica e fisiológica do sistema respiratório. Sistema importante para entendemos, principalmente, a realidade funcional do organismo humano quanto ao contexto da captação do oxigênio e a liberação do gás carbônico na atmosfera – contextualização inerente a nossa sobrevivência humana. O estudo norteará temas específicos e, como linha básica, veremos os seguintes tópicos: Destacar as funções e a anatomia do sistema respiratório (zona de condução e respiratória). Apresentar a mecânica ventilatória. Conhecer as estruturas funcionais dos alvéolos, em especial o surfactante e suas propriedades. Entender as trocas gasosas e o transporte destes gases pelo sangue. Enaltecer o processo de regulação da respiração, por parte do sistema nervoso central. Bons estudos! TEMA 1 – FUNÇÕES E ANATOMIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Todos os processos de mudanças químicas que ocorrem nas células e nos tecidos dependem basicamente do oxigênio que respiramos. Essa relação se dá continuamente e é sempre necessária ao nosso organismo. Diante da resposta química que o corpo humano realiza a todo instante procurando eliminar gás carbônico, é preciso considerar que todo esse processo é realizado basicamente pela respiração, ou seja, a troca gasosa, nas células (o sangue leva para as células o oxigênio necessário, retornando após a troca gasosa com o gás carbônico) e nos pulmões (o gás carbônico é conduzido do coração aos pulmões, retornando ao coração de forma oxigenada). A inter-relação entre os sistemas circulatório e respiratório, no desejo de suprir de oxigênio e eliminar o dióxido de carbono do organismo, é de suma 3 importância para a nossa existência. Essa é a função básica, primordial, quanto ao funcionamento do sistema respiratório, que além de realizar a troca gasosa, possui outras funções importantes mediante a presença de inúmeros receptores, tais como: propiciar a sensação do olfato, filtrar o ar inspirado, produzir sons e ajudar a eliminar as impurezas. Portanto, durante o percurso desde a entrada pelo nariz até a chegada aos pulmões, o ar passa por inúmeros tubos, considerados vias respiratórias, responsáveis essencialmente pela condução do ar. A seguir, vamos destacá-los apresentando suas características anatômicas e enumerando suas funções fisiológicas. 1.1 Cavidade nasal Apresenta internamente uma divisão perpendicular, determinada pelo septo nasal, sendo este constituído por ossos (etmóide e vômer) e por cartilagens. Anteriormente há o nariz, que apresenta duas aberturas chamadas narinas e, posteriormente, está a nasofaringe e orofaringe que possui uma comunicação direta com a faringe. A cavidade nasal apresenta também as vibrissas, isto é, grandes pelos que procuram reter partículas estranhas respiradas juntamente com o ar, como a poeira. O nariz apresenta em suas laterais as conchas nasais (superior, média e inferior), que procuram aquecer o ar (devido à grande vascularização existente nessa região) e umedecê-lo. Essas conchas têm bastante muco nasal, responsável por prender por aderência uma boa quantidade de micro-organismos que tenham passado pelas vibrissas, impedindo que os mesmos penetrem nas vias aéreas, conforme mostra a Imagem 1. 1.2 Faringe Conhecida popularmente como garganta, a faringe é um tubo presente no pescoço, que, por sua vez, está localizado posteriormente à cavidade nasal, oral e à laringe. Sendo assim, essa região faz parte tanto do sistema respiratório, como também, do sistema digestório. De acordo com Tortora (2006, p. 453), “sua parede apresenta musculatura esquelética e revestida com túnica mucosa”. Também se 4 sabe que a faringe tem a função de conduzir o ar e o alimento e que apresenta didaticamente três subdivisões: nasofaringe, orofaringe e laringo-faringe, conforme podemos observar na Figura 1. 1.3 Laringe Presente na região medial do pescoço, como podemos observar na Imagem 1, a laringe localiza-se anteriormente à faringe e liga esta à traqueia, facilitando a passagem do ar. Também é o local da presença das pregas vocais (cordas vocais), responsável pela fonação. Internamente, a laringe apresenta mucosa, que é responsável por retirar micro-organismos que afetam diretamente o sistema respiratório. Quando ocorre a passagem do ar, o reflexo por meio da tosse procura expelir tais micro-organismos. Em suas há paredes várias cartilagens, as quais são detalhadas a seguir. Cartilagem tireoide – é a maior de todas, apresenta o formato de uma letra V e é conhecida como pomo de Adão por ser maior nos homens (fato que se deve à influência do hormônio sexual masculino, testosterona). Cartilagem aritenóide – são duas pequenas cartilagens, localizadas inferiormente a tireoide. Cartilagem cricóide – possui formato de anel e está localizada na passagem da laringe para a traqueia. Cartilagem epiglote – tem formato de uma lâmina, está localizada acima da laringe e fixada na cartilagem tireoide; favorece o fechamento da laringe, momento em que ocorre a deglutição de alimentos sólidos ou líquidos, evitando a entrada de corpos estranhos ao sistema respiratório. 5 Figura 1 – Sistema respiratório Créditos: Komsan Loo/Shutterstock 1.4 Traqueia A traqueia é o canal por onde passa o ar até que ele chegue aos brônquios principais (direito e esquerdo). Ela está localizada na parte anterior ao esôfago e possui 12 centímetros de comprimento,conforme vemos na Imagem 2. Sua estrutura é composta por 15 a 20 anéis cartilaginosos, no formato de letra C, os quais estão interligados entre si por ligamentos anulares, cuja função é manter este tubo sempre aberto viabilizando a passagem do ar. Internamente apresenta túnica mucosa, em especial na sua parede posterior, sendo uma musculatura lisa cujo objetivo é o mesmo dos tubos anteriores: a proteção contra os microrganismos, em especial, o pó. 1.5 Brônquios A traqueia se bifurca na região inferior, o que denomina-se carina traqueal, formando o brônquio principal direito e o brônquio principal esquerdo. A estrutura dos brônquios é semelhante à da traqueia, apresentando três bifurcações no lado direito. O ar é direcionado ao pulmão direito pelos brônquios lobares e o NARIZ CAVIDADE NASAL FARINGE LARINGE 6 mesmo acontece no lado esquerdo, sendo que nele há somente dois brônquios lobares. Após os brônquios lobares o ar se defronta, já dentro dos pulmões, às outras ramificações: brônquios segmentares, brônquios terminais e alvéolos pulmonares, sucessivamente. Todo o processo de ramificação dos brônquios, diante do seu conjunto, é denominado árvore brônquica, como mostra a Figura 2. Nos alvéolos pulmonares ocorre, portanto, a troca gasosa sendo contemplada a zona de respiração do sistema respiratório propriamente dita, conforme mostra a Figura 3. Essa troca gasosa que ocorre nos pulmões é denominada hematose pulmonar. Figura 2 – Brônquios e bronquíolos Créditos: crystal li/Shutterstock TRAQUEIA BRÔNQUIOS 7 Figura 3 – Alvéolos pulmonares Créditos: Tefi/Shutterstock 1.6 Pulmões Localizados na cavidade torácica, os dois pulmões formam um espaçamento que, de acordo com Dangelo; Fattini (2009, p. 114) é “denominado mediastino, na qual se encontra o coração, os grandes vasos, o esôfago, porção da traqueia e brônquios principais, além de nervos e vasos linfáticos”. Os pulmões possuem um a pleura, um revestimento em duas camadas: a pleura parietal (externa) e a pleura visceral (interna), uma membrana morfológica que possui a função de proteção do órgão. Entre as duas camadas, Tortora (2006, p.456) explica que “existe um pequeno espaço, a cavidade pleural, que contém um líquido lubrificante secretado pela pleura. Este líquido reduz o atrito entre as camadas e permite que elas se movam facilmente durante a respiração”. Com formato de cone irregular, os pulmões têm sua base apoiada sob o músculo diafragma (face diafragmática) e o seu ápice está no mesmo patamar do primeiro par de costelas. Apresenta mais duas faces: a costal (está em contato com as costelas) e a mediastínica (voltada para a cavidade do mediastino), onde encontramos o hilo pulmonar, região de porta de saída (veias pulmonares) e entrada (artéria pulmonar e os brônquios principais) do órgão. Por ser maior, o pulmão direito apresenta três lobos (superior, médio e inferior), separados por duas fissuras: superior, com a fissura horizontal e inferior, com a fissura oblíqua. ALVÉOLOS PULMONARES BRÔNQUIOS TERMINAIS 8 O pulmão esquerdo tem somente dois lobos (superior e inferior), divididos pela fissura oblíqua, conforme a Figura 4. Os lobos apresentam internamente subdivisões denominadas lóbulos, segundo Tortora (2004, p. 456), “contendo um vaso linfático, uma arteríola, uma vênula e um ramo de bronquíolo terminal envolvido em tecido conjuntivo elástico”. Esses lóbulos são internamente autônomos sob o aspecto anatômico e funcional, sendo separados por uma fina camada de tecido conjuntivo. Nos dois pulmões podemos encontrar cerca de 18 lóbulos funcionando sem a dependência um do outro, ou seja, é como se tivéssemos 18 pulmões presentes nos próprios pulmões, direito e esquerdo. Imagem 4 – Composição do sistema respiratório Créditos: Liya Graph/Shutterstock TEMA 2 – MECÂNICA DE VENTILAÇÃO O grande objetivo da respiração, destacado anteriormente, é fornecer ao pulmão e às células, de maneira contínua, o movimento de ar, ou seja, de conduzir o oxigênio e remover o dióxido de carbono. Este processo resulta na renovação do ar entre a via de condução aos pulmões e a remoção do dióxido de carbono. O processo do mecanismo de ventilação pulmonar ocorre pela dinâmica da PULMÃO DIREITO PULMÃO ESQUERDO MÚSCULO DIAFRAGMA MEDIASTINO 9 inspiração e da expiração, conforme a contração e o relaxamento basicamente dos músculos esqueléticos, presentes na caixa torácica. A ventilação pulmonar ou, segundo Tortora (2006, p. 458), a própria “respiração é o processo pelo qual os gases são trocados entre a atmosfera e os alvéolos do pulmão” envolvendo duas fases básicas: a inspiração e a expiração, conforme veremos detalhadamente a seguir. 2.1 Inspiração A inspiração se expressa num processo ativo da respiração, ocorrendo a expansão dos pulmões, que produz certa pressão onde o ar é puxado para dentro, em direção aos pulmões. Este fenômeno acontece por meio do auxílio dos músculos localizados na região torácica, em especial do músculo diafragma. Conforme a sua contração, ele aumenta de maneira vertical a caixa torácica, isto é, empurra para baixo os músculos abdominais e as costelas são empurradas para cima e para fora. Já os músculos intercostais externos procuram afastar as costelas e mover o esterno para frente, conforme a sua contração muscular. Mediante esse mecanismo de ação, segundo Tortora (2006, p. 459), o músculo diafragma “é responsável por cerca de 75% do ar que entra nos pulmões durante a respiração calma”. Quando ocorre alguma mudança na inspiração, em especial na forçada, outros músculos vão auxiliar a entrada de ar, como o esternocleidomastoideo, os escalenos e o peitoral menor – todos mostrados na Imagem 5. 2.2 Expiração Na expiração o processo é inverso ao da inspiração; ele é passivo. Isso significa que a pressão interior dos pulmões é maior em relação à atmosfera, ou seja, à eliminação do ar para o exterior. Esse ato acontece por meio do relaxamento dos músculos respiratórios: o diafragma volta à sua posição inicial juntamente com os músculos intercostais externos, conformando novamente a caixa torácica. O movimento da expiração se contabiliza com a ação muscular também dos intercostais internos. Quando há necessidade de o organismo realizar a expiração forçada, outros músculos irão auxiliar nesta atividade, em especial a musculatura 10 abdominal, formada pelo reto abdominal, pelo oblíquo externo e interno do abdômen e pelo transverso do abdômen, conforme podemos observar na Figura 5. Imagem 5 – Mecanismo de respiração: inspiração e expiração Créditos: Alila Medi/Shutterstock O processo do mecanismo de ventilação na esfera da inspiração e da expiração de uma pessoa adulta saudável se aproxima dos 500 ml em seu volume, se somadas a entrada e a saída do ar no organismo. Na fisiologia, este processo é conhecido como volume de ar corrente e ele consiste em calcular a ventilação por minuto. A medição do volume da frequência respiratória é feita por um aparelho chamado de espirômetro que realiza o exame de espirometria. Mudanças na ventilação pulmonar quanto à inspiração diante de respirações mais profundas forçadas acarretarão no aumento do volume. Este fator é denominado volume de reserva inspiratório. Por sua vez, o aumento da expiração mais profunda é chamado de volume de reserva de expiração. Quando temos essas mudanças na frequência respiratória, a espirometria será o meio para identificarmos os fatores que levaram às alterações, espreitando o entendimento quanto à capacidade de funcionamento dos pulmões – seja a capacidade inspiratória, a capacidade residual funcional ou a capacidade pulmonar total. INSPIRAÇÃO EXPIRAÇÃO 11 TEMA 3 – SURFACTANTE E PROPRIEDADES Os alvéolos são asestruturas anatômicas microscópicas que possuem a dimensão funcional de todo o sistema respiratório (imagem 6). São eles os responsáveis por fazer as trocas gasosas necessárias nos pulmões. Em suas paredes internas, apresentam fibras elásticas, denominadas pneumócitos tipo I e tipo II. Na estrutura interna dos alvéolos os pneumócitos II são importantes, pois se destacam na produção do surfactante pulmonar, um líquido que visa a redução da tensão superficial dos alvéolos, mantendo a umidade própria, interna do alvéolo. Essa função se faz necessária, pois dessa forma o alvéolo pulmonar favorecerá manter-se aberto, efetivando a troca gasosa e favorecendo a entrada de oxigênio na corrente sanguínea. A ação deste líquido oportuniza funcionalmente aos pulmões a diminuição na força considerável na sua expansão e aos alvéolos, a estabilização quanto ao tamanho. Se a presença do líquido não ofertar nenhum problema aos pulmões, estes, por sua vez, realizarão as trocas gasosas de maneira satisfatória. A presença do surfactante possibilita o funcionamento de duas propriedades inerentes aos pulmões: a complacência e a elasticidade. Isso significa que os pulmões, por possuírem musculatura lisa e rica em colágeno, têm a capacidade de expandir e retrair seu tamanho, sendo este um fator incondicional para o seu funcionamento anatômico. Muitas crianças prematuras não produzem surfactante pulmonar suficientemente e isso ocasiona desconfortos e dificuldades na respiração. Indivíduos que apresentam fibrose pulmonar, por sua vez, enfrentam dificuldades na elasticidade e nas trocas gasosas nos pulmões (o que também ocorre em pacientes com enfisema pulmonar), levando à destruição dos alvéolos e consequentemente à perda da elasticidade do pulmão. Quando os pulmões realizam o processo de inspiração e expiração, ocasionam pressão entre as pleuras parietal e visceral – membranas importantes que revestem e protegem o pulmão. Essa pressão na cavidade pleural oportuniza o funcionamento ideal dos pulmões, principalmente dos alvéolos. O aumento dessa pressão intrapleural poderá ocasionar o colabamento do pulmão, denominado pneumotórax, que ocorre quando a pressão dos pulmões se iguala à pressão da 12 atmosfera levando o pulmão ao colapso em seu funcionamento, podendo ser fatal para o indivíduo. A ventilação artificial poderá, após determinado período de recuperação, propiciar ao paciente o retorno de sua ventilação pulmonar. Imagem 6 – Estrutura do alvéolo Créditos: Alila Medi/Shutterstock TEMA 4 – TROCAS GASOSAS Em nossos estudos anteriores relacionados à fisiologia do sistema respiratório, observamos a anatomia dos órgãos que compõem o sistema respiratório e a mecânica de ventilação (inspiração e expiração). Contudo, é necessário que agora voltemos nosso entendimento a respeito de como acontece o processo da hematose, seja ela pulmonar ou tecidual. A hematose reflete a capacidade de o organismo realizar as trocas gasosas, em especial entre o oxigênio e o gás carbônico. A troca gasosa ocorre por meio de um processo bioquímico denominado difusão que, por sua vez, se dá mediante a pressão parcial, sendo esta, segundo Tortora (2006, p. 463), “a pressão de um gás específico em uma mistura à pressão atmosférica”. Tal mecânica se caracteriza principalmente quanto à realidade de pressão, que ocorre durante a troca. FLUÍDO SURFACTANTE ALVÉOLO 13 A respiração (ou troca gasosa) pode ser denominada externa (pulmonar) ou interna (tecidual). A respiração externa, também conhecida como respiração pulmonar, potencializa sua execução a partir do ventrículo direito. A alta quantidade de moléculas de gás carbônico nesta cavidade faz com que o sangue seja enviado aos pulmões, especificamente aos alvéolos, pela artéria do tronco pulmonar. Quando o sangue venoso – rico com a presença de gás carbônico – chega aos alvéolos, recebe moléculas de oxigênio provenientes da atmosfera, incidindo a chamada hematose pulmonar. Este acontecimento ocorre devido à pressão maior por parte do sangue presente nos capilares, com a presença de gás carbônico, em relação aos alvéolos. Assim, o gás carbônico será expirado pelas vias condutoras e o sangue passa a ficar rico com a presença de oxigênio. Esse movimento do oxigênio e do dióxido de carbono entre os alvéolos dos pulmões e os capilares sanguíneos, se realiza na membrana alveolocapilar, mostrada na Imagem 7. De acordo com Tortora (2006, p.463), “esta troca converte o sangue venoso (rico em gás carbônico) em sangue arterial (sangue oxigenado)”. Imagem 7 – Processo de hematose Créditos: Tefi/Shutterstock Já a respiração interna, também chamada de respiração tecidual, resulta seu processo nos tecidos. A chegada do sangue rico em oxigênio, ou seja, do sangue arterial ao ventrículo esquerdo, referenda o objetivo de contração muscular 14 do próprio ventrículo para a qual o organismo precisa suprir os tecidos com a necessidade de oxigênio, para o pleno funcionamento dos órgãos. Com o envio do sangue arterial pela artéria aorta, este líquido será distribuído pelas inúmeras artérias que compõem o sistema arterial. Chegando aos tecidos, podemos destacar a segunda troca gasosa propriamente dita, denominada hematose tecidual, em que ocorre a troca do oxigênio para o gás carbônico no sangue; a pressão exercida pelos capilares, agora nos tecidos, otimiza essa troca. O retorno do sangue venoso, através das veias cavas: superior e inferior fará que chegue ao átrio direito, no coração. Após, este sangue aos pulmões, no intuito de dar origem a um novo ciclo de respiração externa. O transporte do oxigênio e do gás carbônico ocorre pelo sangue por meio das células sanguíneas denominadas glóbulos vermelhos (também conhecidas como eritrócitos ou hemácias), sendo um dos fatores importantes para a realização desse objetivo, além de outros, como os químicos e biofísicos que possibilitam essa necessidade do organismo humano. Quanto ao transporte do oxigênio, a presença da hemoglobina é um fator importante para alcançar este objetivo. A hemoglobina se caracteriza por ser uma proteína interna dos glóbulos vermelhos e tem grande utilidade para que aconteça o transporte de oxigênio no corpo humano, bem como para que incida a cor avermelhada do sangue, proveniente da presença de ferro. Por apresentar essas características, a hemoglobina possui a propriedade interna de fazer a captação molecular do oxigênio. Quando ela possui as moléculas de oxigênio agregadas em seu meio, passa a ser denominada, como expõe Tortora (2006, p.464), “oxihemoglobina, a qual é a reação proveniente da ligação de átomos dentro da hemoglobina com o próprio oxigênio”, isto é, por possuir internamente a presença de quatro átomos de ferro, possibilita é possível que a hemoglobina estabeleça ligação com quatro moléculas de oxigênio, sendo isso um fator preponderante para o transporte. No tocante ao transporte de gás carbônico pelas células sanguíneas, nos glóbulos vermelhos este se concretiza por três possíveis variantes: 15 1) Em menor quantidade, por volta de 10%, as moléculas de gás carbônico se dissolverão no próprio plasma sanguíneo chegando aos alvéolos, onde acontecerá a sua expiração normalmente. 2) Quando a molécula de gás carbônico se associa com a própria hemoglobina, processo este definido como carbaminohemoglobina (Hb-CO2), chegando aos alvéolos, onde ocorre a difusão, sendo a troca gasosa dos gases específicos (gás carbônico pelo oxigênio). Essa realidade se caracteriza por 15% do transporte de gás carbônico. 3) A maior porcentagem se configura com a presença do gás carbônico se misturando ao próprio plasma sanguíneo, onde encontramos uma grande incidência de água em seu meio, formando o ácido carbônico (H2CO3). Com a incidência do hidrogênio, o organismo precisa equilibrar essapresença com a dos íons de bicarbonato (HCO3), na qual haverá dissociação do gás carbônico, sendo este expirado pelas vias condutoras do sistema respiratório e o hidrogênio será tamponado, isto é, neutralizado. Quando o hidrogênio (H+) está alto na corrente sanguínea a acidose é gerada, sendo um distúrbio caracterizado pelo baixo valor do pH sanguíneo, ou seja, o sangue arterial cai abaixo de 7,35 mmHg. Esse distúrbio é causado pelo acúmulo de ácidos devido ao funcionamento insuficiente dos pulmões, rins ou sistemas tampão. Isso ocorre nos pulmões, ocasionado pelo aumento na quantidade de ácidos voláteis no organismo, que elevam ao aumento da pCO2 (pressão parcial de gás carbônico). Quando existe essa descompensação respiratória, os pulmões promovem a hiperventilação buscando restabelecer os padrões normais do pH sanguíneo. TEMA 5 – REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO A mecânica de ventilação do ser humano é algo peculiar e bastante complexo, e isso é assim desde a captação e eliminação dos gases em torno da harmonia necessária para que haja o pleno funcionamento desse sistema com os demais sistemas do organismo. O processo de controle da respiração se dá pelo sistema nervoso central, no tronco encefálico, na estrutura anatômica denominada bulbo, sendo este o centro 16 respiratório. Nessa região existe a inervação periférica, onde serão enviados os impulsos à musculatura esquelética para que aconteçam os movimentos de inspiração e expiração; o ritmo da respiração será condicionado pela ação deste centro. O mecanismo de ventilação por meio da inspiração fornece diretamente o ritmo de funcionamento deste sistema. Algumas situações corticais, de acordo com o que expõe Tortora (2006, p. 468), “poderão alterar voluntariamente nosso padrão de respiração. Podemos recusar, por um breve período, em respirar”. A literatura destaca que a realização deste ato se faz necessária, proporcionando uma atitude de defesa, principalmente quando estamos inalando gases perigosos, prejudiciais ao organismo, como a fumaça. Logo após, o sistema retorna ao seu funcionamento normal, com a ventilação sendo estabelecida. A regulação da presença dos gases oxigênio e carbônico se faz importante no organismo, a qual os estímulos químicos, denominados quimiorreceptores, proporcionam o equilíbrio entre os níveis dos gases. Qualquer alternância desses níveis será identificada por receptores centrais em consonância com os receptores periféricos, encontrados no arco da artéria aorta e no seio das artérias carótidas direita e esquerda. NA PRÁTICA Convido vocês a complementar o conteúdo dessa aula realizando uma pesquisa em livros de fisiologia humana. O objetivo será descrever as mudanças no organismo diante da ventilação pulmonar, principalmente em atletas que vão participar de eventos em locais com altitude bastante elevada. Procure relacionar as diferenças e mudanças fisiológicas desses indivíduos quanto à climatização do organismo no ambiente e responda o que ocorre se ele chegar uma semana antes ou na véspera do evento e o que seria melhor para este atleta, destacando as ocorrências na circulação sanguínea, na absorção dos nutrientes e nas demais situações que possam alterar seu desempenho. Boa pesquisa, pessoal! FINALIZANDO 17 Caros alunos! Vocês encontraram, nesta aula, tópicos importantes quanto à anatomia e fisiologia do sistema respiratório, cuja ênfase se deu em pontos específicos quanto às funções que envolvem este sistema; a morfologia respiratória, enaltecendo a zona de condução e a respiratória; a mecânica de ventilação (inspiração e expiração). Destacamos também o exame de espirometria para analisarmos o volume da ventilação pulmonar; as propriedades do pulmão (o surfactante nos alvéolos); a descrição dos transportes dos gases diante da corrente sanguínea visando a troca gasosa, seja nos pulmões ou nos tecidos; e o controle do sistema respiratório pelo sistema nervoso central, de maneira específica na região do tronco encefálico, denominado bulbo. Agradeço muito a atenção de vocês. Bons estudos e até a próxima! 18 REFERÊNCIAS DANGELO, J. G.; FATTINI, C. A. Anatomia básica dos sistemas orgânicos. Rio de Janeiro: Atheneu, 2009. TORTORA, G.J. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 6. ed. Porto Alegre: Artemed, 2006. FISIOLOGIA AULA 3 Prof. Alex Luís Genari 2 CONVERSA INICIAL Caros(as) alunos(as)! A proposta desta aula será abordar a fisiologia do sistema nervoso autônomo (SNA), que reflete a dinâmica deste sistema e proporciona ao indivíduo a homeostasia, o equilíbrio do funcionamento corporal, de forma especial no seu interior, seus órgãos e sistemas. A maneira que este sistema atua para manter esse equilíbrio será um dos nossos objetos de estudo, assim como a organização das áreas que regulam e coordenam as atividades autonômicas (involuntárias), interferindo em outros sistemas, que, juntos, proporcionam a vida. Ao longo deste estudo, o objetivo central será destacar as relações do sistema nervoso autônomo com outros sistemas, visando esta dinâmica de funcionamento no organismo humano e, para isso, alguns objetivos específicos nortearão nossa aula, são eles: 1. apontar as características gerais do SNA e sua relação com a homeostasia corporal; 2. apresentar a organização do SNA; 3. apresentar as divisões anatômicas do SNA; 4. oportunizar o conhecimento das características do sistema nervoso simpático e parassimpático; 5. estabelecer o conhecimento das atuações do SNA, em relação aos demais sistemas do corpo humano. Bons estudos!! TEMA 1 - HOMEOSTASIA E SISTEMA NERVOSO AUTONÔMO O sistema nervoso está em consonância com os demais sistemas que fazem parte do organismo humano, ou seja, todos os demais sistemas necessitam de seu comando, de seu controle, mesmo que seja voluntário ou involuntário, estabelecendo relações com órgãos e estruturas anatômicas diversas do corpo humano. O sistema nervoso está dividido em dois sistemas integrados: sistema nervoso central e periférico, os quais apresentam suas subdivisões anatômicas conforme disposto a seguir: 3 O sistema nervoso central está dividido em encéfalo e medula espinhal e seu funcionamento se destaca sendo responsável pela recepção, interpretação, armazenamento e respostas aos estímulos, tanto internos, quanto externos. O encéfalo se divide em: cérebro, cerebelo e tronco encefálico, mas o cérebro é formado por dois hemisférios cerebrais: direito e esquerdo, nos quais encontramos na região medial o diencéfalo e ao redor deste temos o telencéfalo. No diencéfalo estão presentes inúmeras estruturas anatômicas, destacando-se a presença do hipotálamo (imagem 1) como estrutura responsável em estabelecer os padrões homeostáticos, ou seja, o equilíbrio corporal. O Sistema Nervoso Autônomo (SNA), por sua vez, não é independente do restante do sistema nervoso e está interligado a este por meio do hipotálamo, que, como visto, coordena respostas internas, a fim de garantir a homeostasia. Essa relação auxilia o corpo a manter um ambiente interno constante ou balanço fisiológico global das funções corpóreas, por meio de comandos que levam às ações compensatórias. A complexidade desta estrutura se expressa pelas inúmeras funções apresentadas abaixo: controlar o sistema nervoso autônomo; regular a temperatura corporal; controlar o comportamento emocional (sistema límbico), como os sentimentos de raiva, agressão, dor e prazer. Sistema Nervoso Sistema Nervoso Central Encéfalo Cérebro Cerebelo Tronco encefálico Mesencéfalo Ponte Bulbo Medula espinhal Sistema Nervoso Periférico Nervos Gânglios espinhais Terminações nervosas 4 ajustar o sono e a vigília, mantendo os padrões da consciência. regulamentar a ingestão dos alimentos, através das sensações de fome e saciedade. normalizar a ingestão de água, através do centro da sede. regular a diurese, ou seja, a quantidade de líquido presente no organismo. equilibrar o sistema endócrino, através da liberação dos hormônios pela glândula hipófise. A propósito, o Sistema Nervoso Autônomo apresenta como funções importantes a regulação: a) das contrações da musculatura lisa dos vasos sanguíneos, quanto à vasodilatação ou à vasoconstrição; b) da secreção das glândulas endócrinas e exócrinas; c) da atividade do ritmo cardíaco, quanto à excitação de estímulos internos e externos, destacado no exemplo acima; e, d) dos movimentos peristálticos no sistema gastrointestinal, estimulando ou inibindo o funcionamento de vários órgãos. Essas funções merecem destaque, visto que muitas delas estão atreladas também ao funcionamento no tronco encefálico, em especial, a região do bulbo. Figura 1 - Hipotálamo Crédito: Tefi/Shutterstock HIPOTÁLAMO BULBO 5 O SNA faz parte do sistema nervoso periférico com o sistema nervoso somático – sensorial (ambos aferentes). O contexto de funcionamento do SNA está relacionado com a presença de neurônios sensitivos, conduzindo as informações dos receptores aos órgãos sensoriais. Destacamos o exemplo abaixo (figura 2) quanto à relação do SNA e à dinâmica da frequência circulatória nas artérias e no coração. Figura 2 - Neurônio sensitivo Crédito: Alila Medical Media /Shutterstock Há também uma relação com os neurônios motores somáticos, relacionado com o sistema muscular, pois é esse sistema que executará a resposta proveniente do SNC (figura 3). REFLEXO BARORRECEPTOR NERVO VAGO 1. Alterações do barorreceptor na pressão arterial 2. Sinais enviados para a medula do tronco encefálico (bulbo) 3. Frequência cardíaca ajustada 6 Figura 3 - Neurônio motor Crédito: Stihii/Shutterstock Algumas respostas são rápidas via sistema neuromuscular, porém, há ainda uma relação de controle neuroendócrino via glandular, que ocorre de maneira mais lenta por meio dos hormônios (figura 4). Figura 4 – Sistema hormonal Crédito: Alila Medical Media/Shutterstock. HIPOTÁLAMO GLÂNDULA HIPÓFISE GLÂNDULA TIREOIDE GLÂNDULA SUPRARRENAL OVÁRIO 7 Todo controle acontece de maneira inconsciente, mas que em determinadas situações o ser humano poderá “suavizar” ou aumentar as intensidades de funcionamento de determinados órgãos, sistemas ligados diretamente a esta dinâmica do SNA. Determinado atleta, realizando sua atividade física de corrida em um parque da cidade, poderá, ao longo do percurso perceber, sentir se o seu coração está bem ou “sofrendo” quanto à intensidade dos movimentos realizados no momento de operação do percurso. A leitura da dinâmica, quanto às mudanças no organismo, instiga ao SNA moldar o funcionamento do sistema nervoso e realizar o “equilíbrio”, proporcionando qualidade na sua ação. TEMA 2 - ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO A interação do SNA com o organismo ocorre via sistemas comandados pelo sistema límbico, bulbo e medula espinhal. Vamos nos aprofundar nas características estruturais e de funcionamento de cada uma destas regiões. 2.1 Tronco encefálico – bulbo O tronco encefálico faz parte do sistema nervoso central, localizado na região inferior do cérebro, anterior ao cerebelo e superior à medula espinhal. Subdivido em três regiões importantes: mesencéfalo, ponte e bulbo, responsáveis por inúmeras funções ao organismo de maneira geral. A região do bulbo (Figura 1) se caracteriza em retransmitir os impulsos sensitivos e motores entre áreas específicas do encéfalo com a medula espinhal. Esta relação acontece através da formação reticular, proporcionando esta inter- relação. Os centros vitais são controlados pelo bulbo, como a regulação aos batimentos cardíacos, a frequência respiratória, os diâmetros dos vasos sanguíneos (vasoconstrição e vasodilatação), bem como outros mecanismos específicos de controle do corpo humano, como: a tosse, a deglutição, o soluço, o vômito e o espirro. 2.2 Sistema límbico O sistema límbico ou sistema das emoções (figura 5) é caracterizado por um anel cortical contínuo que contorna as formações inter-hemisféricas dos hemisférios cerebrais (direito e esquerdo), margeando o corpo caloso, fazendo 8 parte do sistema nervoso central. Tem como principal função direcionar as respostas involuntárias que dizem respeito ao comportamento humano. É um sistema importante, pois está relacionado fundamentalmente com a regulação dos padrões emocionais, interagindo com o sistema nervoso autônomo. O neurocientista Broca considerou este sistema como um lobo independente do sistema nervoso central, o lobo límbico. Conforme os avanços em relação ao sistema límbico, em 1937, Papez descreveu a inter-relação entre as estruturas que compõem esse sistema, sendo denominado de circuito de Papez. A associação da descrição deste circuito resultou no entendimento quanto às emoções (alegria, tristeza, medo, raiva, prazer e recompensa, reações de luta e fuga) imanadas no ser humano, as quais são resultados de situações vivenciadas pelo próprio ser humano e são meios para as suas relações para com o próximo e as realidades em torno do seu meio. O sistema límbico procura controlar, dar respostas ao SNA, através do hipotálamo, considerado o “braço direito”, favorecendo o equilíbrio nas emoções, entre uma situação alertada pelas atividades simpáticas e controladas pelas atividades parassimpáticas. Figura 5 – Sistema límbico Crédito: Designua/Shutterstock SISTEMA LÍMBICO 9 2.3 Medula espinhal A importância da medula espinhal para o SNA acontece na relação essencial, simpática e parassimpática, do sistema nervoso central para com os órgãos-alvos, proporcionando o funcionamento adequado de inúmeros sistemas orgânicos que compõem a realidade do corpo humano. Os impulsos que partem da medula espinhal potencializam o funcionamento do SNA, através de neurônios pré-sinápticos que levarão as informações, através de sinapses, até os gânglios espinhais, localizados na região posterior da medula espinhal. A partir dos gânglios, outros neurônios pós- sinápticos terão a função de levar a informação ao órgão-alvo, sendo destacados, como: plexo cardíaco, plexo pulmonar, executando a resposta proveniente do SNC. TEMA 3 - DIVISÃO DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO O SNA se divide em sistema nervoso simpático e sistema nervoso parassimpático e ambos apresentam características peculiares, importantes para o complemento de suas ações no corpo humano. A ação desses sistemas acontece a partir de inúmeras estruturas anatômicas encontrados no hipotálamo, sistema límbico, tronco cerebral e na medula espinhal. A diferenciação, as características da divisão do SNA se dão através de: o tamanho das fibras nervosas; o tipo de receptores, neuromoduladores; o mecanismo de ação, resultando no equilíbrio corporal, na homeostasia do corpo humano. A divisão simpática (figura 6) do SNA se apresenta anatomicamente como sistema inervação do “sistema toracolombar”, ou seja, as raízes nervosas se originam da medula espinhal a partir da T1 e vão até a L2. Essa divisão se caracteriza pela maneira que o organismo precisa ficar em alerta, em situações de estresse, em atividade de luta e fuga, frente a situações adversas, agindo conforme a necessidade de segurança quanto ao seu relacionamento ao meio que está interagindo, a qual se encontra. As mudanças podem ser caracterizadas pelo aumento: da sudorese pelas glândulas sudoríparas; 10 da pupila; dos batimentos cardíacos (taquicardia) e da pressão arterial; da capacidade da bexiga em armazenar urina, significando o relaxamento na musculatura;e pela mudança nas expressões faciais, etc. Essas características se potencializam com a liberação da adrenalina ou da noradrenalina, neuromodulador provindo da glândula suprarrenal, que ativará o SNA simpático diante das características citadas anteriormente. Por sua vez, a divisão parassimpática (figura 7) do SNA se destaca pelo equilíbrio frente aos movimentos corpóreos propostos pela divisão simpática do SNA, promovendo atividades de “repouso e digestão”. Segundo Tortora e Grabowski (2006, p. 284), “as respostas parassimpáticas sustentam as funções corporais que conservam e restauram a energia corporal durante os períodos de repouso e recuperação”. Quanto à sua anatomia, essa inervação se caracteriza pela sua origem no tronco encefálico e na base da medula espinhal, de maneira especial na região sacral, sendo considerado sistema craniosacral. Suas características são: contração da musculatura presente na bexiga urinária; inibição da contração uterina; diminuição da dilatação das pupilas; diminuição dos batimentos cardíacos (bradicardia) e contração nos vasos sanguíneos, etc. TEMA 4 – CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA AUTÔNOMO – SIMPÁTICO E PARASSIMPÁTICO Citada anteriormente, a divisão simpática (figura 6) apresenta como característica importante a presença de gânglios simpáticos (massas com quatro tipos de células especializadas, células estáveis), localizados lateralmente à medula espinhal, paralelas a ela. Essas estruturas anatômicas são importantes, pois se apresentam como corpos celulares, capazes da realização das sinapses, oportunizando o funcionamento de órgãos distintos. A presença dos gânglios simpáticos oportuniza a sinapse dos gânglios pré-ganglionares com os pós-ganglionares e essa relação se destaca sendo um processo muito próximo à medula espinhal, em que as fibras dos gânglios pré- 11 ganglionares são muitos curtas em sua inervação. A inervação pós-ganglionar inervará, na sua grande maioria, na presença dos órgãos abaixo do músculo diafragma, sendo longas as suas fibras, após o gânglio. Os gânglios simpáticos se dividem em regiões específicas e inervações que atuarão nos órgãos, de maneira em geral. A primeira parte da subdivisão nos remete aos gânglios cervicais superior, em que serão importantes para inúmeras inervações na região da cabeça, quanto: ao movimento dos olhos, à produção da saliva, da mucosa nasal, etc. A realidade dos gânglios cervicais médio e inferior se projetam no funcionamento simpático do coração, como também os primeiros gânglios torácicos, formando o plexo cardíaco. O plexo pulmonar apresenta suas características de funcionamento a partir dos gânglios torácicos, como o coração, sendo importantes para o funcionamento vital do organismo. Outras inervações importantes partem dos gânglios simpáticos, como o nervo esplâncnico maior (inervando órgãos como: estômago, fígado, baço, pâncreas, glândula suprarrenal, rins) e o nervo esplâncnico menor (inervando órgãos como: intestino delgado e grosso). As ramificações inferiores, denominadas de gânglio mesentérico inferior, inervarão a bexiga, os órgãos genitais, o útero. Conforme a listagem dos gânglios pós-ganglionares, algumas fibras inervam diretamente a medula da glândula suprarrenal, efetuará a liberação da adrenalina (epinefrina) e da noradrenalina (norapinefrina), nas quais esses hormônios efetuam respostas ao corpo humano em determinadas situações de estresse, em que o ambiente corpóreo enfrenta caracterizando as intensificações do corpo, frente ao contexto gerado ou enfrentando situação regulares do cotidiano. 12 Figura 6 – Divisão simpática Crédito: Alila Medical Media/Shutterstock Já as fibras da divisão parassimpática (figura 7) apresentam a origem de suas fibras nervosas (nervos) a partir núcleo do tronco encefálico e a região distal da medula espinhal, formando a divisão craniosacral. Diferentemente das fibras simpáticas, as características destas, quando pré-sinápticas são longas e, curtas, após a passagem pelos gânglios, realizando a sinapse nos gânglios terminais, em que, muitas vezes, estão próximos aos órgãos-alvo. Quatro pares de nervos cranianos se destacam, iniciando suas sinapses a partir do tronco encefálico: o III, VII, IX e X par. E, na região sacral, os pares: S2, S3 e S4. O X par de nervo craniano, chamado de nervo vago, apresenta a sua maior porção quanto à funcionalidade de inúmeros órgãos abdominais: fígado, vesícula biliar, ductos biliares, estômago, pâncreas, baço, intestino delgado e os colos transverso e descendente do intestino grosso. Essas inervações são longas, até chegar ao seu objetivo funcional. Relaxamento dos brônquios Taquicardia Inibe o peristaltismo e as secreções Estimulação da glicose Secreção da adrenalina e noradrenalina Inibição da contração da bexiga Estimulação do orgasmo Inibe a salivação Pupila dilata DIVISÃO SIMPÁTICA 13 A inervação sacral se resume a inervar o colo ascendente e sigmoide do intestino grosso, ureteres, bexiga urinária e órgãos geniais. Figura 7 – Divisão parassimpática Crédito: Alila Medical Media/Shutterstock Quanto à liberação das informações por parte dos neurônios nos gânglios espinhais, tanto na divisão simpática ou parassimpática, se dá através da liberação do neurotransmissor, chamado de acetilcolina. A liberação desse neurotransmissor acontece também após a sinapse, nos neurônios pós-ganglionares parassimpáticos no órgão-alvo, através do receptor muscarínico, subdividido em subclasses: M1, M2, M3, M4 e M5. Na divisão simpática, após os neurônios pós-sinápticos agirem, recebem a ação da noradrenalina, agindo no órgão-alvo, através dos receptores: alfa ou beta, subdivididos em subclasses: alfa 1, alfa 2, beta 1 e beta 2. Para finalizar, destacamos que a ação da liberação do neurotransmissor acetilcolina se dá através do receptor colinérgico presente na membrana das DIVISÃO PARASSIMPÁTICA Contração da bexiga Estimula a liberação biliar Estimula o peristaltismo Bradicardia Contração dos brônquios Estimula a produção da saliva Contração da pupila 14 células e a liberação por parte do neurotransmissor adrenalina se dá através da liberação do receptor adrenérgica ou noradrenérgica. TEMA 5 - ATUAÇÕES DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO Como visto, o SNA atuará de forma harmônica no corpo humano, proporcionando a homeostasia corporal. Neste tópico, descreveremos a atuação do SNA, conforme os mecanismos e as origens na divisão simpática e parassimpática atuam harmonicamente. efeito sobre os olhos: a divisão simpática atuará na dilatação da pupila, permitindo a entrada de maior quantidade de luz no globo ocular. A divisão parassimpática proporciona a contração da pupila, diminuindo a entrada de quantidade de luz. Essa divisão parassimpática controla o músculo ciliar que visa à focalização do cristalino para a visão de longe ou de perto. secreção dos sucos digestivos: as fibras parassimpáticas secretam os sucos digestivos ao longo de todo o sistema gastrointestinal. As glândulas salivares e gástricas no estômago sofrem ação, também da divisão parassimpática. A divisão simpática inibe a secreção salivar. ação das glândulas sudoríparas: ocorre de maneira simultânea, ofertando ação tanto da divisão simpática ou parassimpática. movimentos no coração: o comando por parte do sistema nervoso simpático aumenta a atividade cardíaca (taquicardia), sendo diminuída (bradicardia) pela ação da divisão parassimpática. atuação nos vasos sanguíneos: reflete a “atuação mais importante do sistema autônomo simpático, a de atuar no controle dos vasos sanguíneos por meio da vasodilatação e da vasoconstrição. Esta ação simpática regula o débito cardíaco e a pressão arterial do indivíduo” (Guyton, 1988, p. 159). regulação na ação do pulmão:as fibras simpáticas dilatam os brônquios (broncodilatação). A divisão parassimpática atua antagonicamente na broncoconstrição. relação nos movimentos gastrointestinais: a regulação dos movimentos gastrointestinais nos inúmeros órgãos que compõem o sistema gastrointestinal recebe atuação da divisão parassimpática, sendo a principal ação desta divisão, do SNA. Denominado de sistema nervoso 15 entérico, estabelece o pleno funcionamento do sistema digestório, desde os movimentos peristálticos, a secreção (gástrica, biliar e pancreática), quanto à liberação dos esfíncteres (defecação), facilitando a passagem dos alimentos por órgãos distintos. A passagem dos alimentos desta cavidade oral até a região distal do sistema leva aproximadamente 24 horas de atuação. Se o sistema digestório agir de maneira lenta, quanto aos movimentos peristálticos e à contração dos esfíncteres, significa que atuação está sendo exercida pela divisão simpática, que inibe o peristaltismo e a secreção gástrica e pancreática. quanto à liberação da glicose pelo fígado: a necessidade de nutrientes no organismo leva o fígado a formar novas moléculas de gliconeogênese, ou seja, a formação de novas moléculas de glicose, que cairão na corrente sanguínea. Este processo é ativado pela divisão simpática e é principalmente utilizado na realização de exercícios físicos. atuação nos rins: a regulação quanto ao processo de filtragem do sangue por parte dos rins significa a produção da urina. A ação simpática atua quanto à presença do hormônio antidiurético (ADH) produzido pela glândula hipófise. A diminuição na produção da urina oportuniza a regulação do volume sanguíneo e da pressão arterial. efetivação dos movimentos na bexiga urinária: a excitação, o esvaziamento da bexiga urinária cabe à realidade da divisão parassimpática. Ao excitar a parede deste órgão, proporciona a contração da musculatura do esfíncter, ativando a liberdade no fluxo da urina. Por sua vez, as fibras simpáticas exercem o relaxamento da parede da bexiga, permitindo o acúmulo da urina. funcionamento dos órgãos genitais: a regulação do funcionamento do sistema genital masculino e feminino se dá a sua atuação pelo SNA. No sistema genital masculino, o parassimpático atua na ereção e o simpático no ato da ejaculação. Quanto ao sistema genital feminino, o parassimpático atua na ereção do clitóris e na produção da mucosidade para a facilitação do ato sexual. efeitos metabólicos: a atuação do corpo durante a atividade física faz com que haja o aumento da temperatura corporal, ativado pelo funcionamento da divisão simpática no organismo. Mesmo que seja momentâneo, o corpo poderá ser favorecido mediante a ação, quanto à 16 diminuição da vasoconstrição periférica, aumento da frequência cardíaca (taquicardia), estimulação da sudorese. sistema de ativação do cérebro: a estimulação simpática produz ativação neural quanto à intensidade no processo neural, ativando todo o sistema nervoso. atuação na glândula suprarrenal: a produção dos hormônios adrenalina e noradrenalina, na medula renal, é estimulada pela divisão simpática. A liberação desses hormônios se dá na corrente sanguínea, em que os hormônios são distribuídos em inúmeras células. NA PRÁTICA Convido você, para o complemento desta aula, realizar uma pesquisa bibliográfica em livros de fisiologia e patologia humana. A proposta deste estudo é fazer uma descrição da Síndrome Vasovagal. É necessário descrever como essa síndrome interfere diretamente no organismo humano, quando pacientes apresentam essa patologia; relatar suas características e o tratamento adequado; e detalhar como essa situação pode paralisar determinada atividade física de um determinado atleta. Boa pesquisa! FINALIZANDO Você pôde perceber que, ao longo desta aula, foram apresentados alguns tópicos importantes quanto à anatomia e à fisiologia do sistema nervoso autônomo, o qual é importantíssimo e se destaca ao ser relacionado com os demais sistemas do corpo humano. Relembramos alguns pontos relevantes alavancados nesta aula, como se dá o seu funcionamento, a sua relação direta com o sistema endócrino, efetivando a homeostasia, ou seja, o equilíbrio corporal, destacamos a sua importância para com os demais sistemas orgânicos do corpo humano: cardiovascular; glândulas, gastrointestinal, descrevemos os neurônios, suas funções, diferenças, relações com a realidade simpática e parassimpática, de maneira especial, a glândula suprarrenal, oportunizando o equilíbrio corporal. Bons estudos! Até a próxima! 17 REFERÊNCIAS DANGELO, J. G.; FATTINI, C. A. Anatomia básica dos sistemas orgânicos. Rio de Janeiro: Atheneu, 2009. GUYTON, A. C. Fisiologia Humana. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara & Koogan. 1988 TORTORA, G. J.; GRABOWSKI, S. R. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 6. ed. Porto Alegre: Artemed. 2006. FISIOLOGIA AULA 4 Prof. Alex Luís Genari 2 CONVERSA INICIAL Na aula de hoje, veremos detalhes sobre a funcionalidade anatômica e fisiológica do sistema renal. O organismo necessita excretar resíduos e toxinas oriundas do metabolismo. O sistema renal procura manter o equilíbrio dos líquidos no interior do organismo humano, proporcionando a homeostasia hídrica. Esse equilíbrio se dá após a filtragem do sangue pelos rins de produtos que não foram absorvidos pelo próprio metabolismo interno como água, sais e ureia. Ainda, os rins apresentam função hormonal, na conversão de vitamina D em sua forma ativa, na produção de eritropoietina, hormônio que estimula a síntese de eritrócitos e na produção do hormônio renina, envolvido no controle da regulação da pressão arterial. O objetivo dessa aula é destacar a funcionalidade do sistema renal em relação à dinâmica do funcionamento do corpo humano, interagindo com os demais sistemas, para evidenciarmos que o nosso organismo é único e que todos os sistemas estão interligados, instigando qualidade de vida a todo e qualquer indivíduo. Esta aula irá abranger os seguintes tópicos: 1. Estudar as funções do sistema renal; 2. Conhecer os órgãos que compõem o sistema renal, apresentando a sua morfologia macroscópica; 3. Vislumbrar a importância do néfrons; 4. Destacar as características da filtração glomerular; 5. Identificar os mecanismos da filtração glomerular, realizada pelos rins. Bons estudos! TEMA 1 – FUNÇÕES DO SISTEMA RENAL A principal função dos rins é a filtragem do sangue. A partir dessa atividade, outras funções surgem ao longo do processo de filtragem: • Regulação do volume e da composição do sangue: os rins ajustam o volume sanguíneo no corpo, restituindo a água ao sangue ou a eliminando na urina. Quando os rins reabsorvem a água nos túbulos contorcidos, levando-a até a corrente sanguínea, a urina ficará mais concentrada, isto 3 é, terá maior concentração de metabólitos e eletrólitos. Diferente dessa situação, se a urina for eliminada em maior quantidade, a concentração será menor; • Regulação dos níveis iônicos (eletrólitos) no sangue: os rins promovem a regulação nos níveis sanguíneos de vários eletrólitos, como os íons de sódio (Na+), potássio (K+), cálcio (Ca2+), cloreto (Cl+) e fosfato (HPO42); • Regulação do equilíbrio ácido-básico: em um exame de urina, o indivíduo poderá constatar: a) densidade: a densidade muita alta indica um processo de alta desidratação do indivíduo; b) acidez: em caso de elevada presença de íons de H+ na corrente sanguínea, maior é a sua eliminação na urina. Isso demonstra que os rins estão removendo as impurezas por meio da urina, possibilitando a regulação e o controle do pH sanguíneo; • Conservação de nutrientes: os rins permitem que moléculas como glicose, proteínas e
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