Tutorial 5 - Líquidos corporais

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Tutorial 5
• Líquidos corporais: água (50%) divididos entre o LIC (K) (2/3 da água corporal) e o LEC (Na)
• O LEC ainda é dividido em uma parte plasmática e uma parte intersticial 	
• Osmolaridade é a concentração de um soluto em um solvente, no ser humano o solvente é a água e o soluto que contribui para a osmolaridade é o sódio, a ureia e a glicose; a concentração osmolar de uma solução é chamada osmolalidade quando a concentração é expressa em osmois por quilograma de água; Porém se a concentração for expressa em osmois por litro de solução ela é conhecida por osmolaridade . 
• Cálculo da osmolaridade: 
 
Equilíbrio hídrico e eletrolítico 
• Durante o exercício, o corpo secreta o suor, uma solução diluída de água e íons, em especial Na+, K+ e Cl-. Para a manutenção da homeostasia, o corpo necessita repor todas as substâncias que ele tenha perdido para o meio externo. Por essa razão, o líquido de reposição que uma pessoa consome após o exercício deve assemelhar-se ao suor.
• O corpo humano está em um estado de fluxo constante. Durante o curso de um dia, ingerimos cerca de 2 L de líquido, que contém de 6 a 15 g de NaCl. Além disso, ingerimos quantidades variáveis de outros eletrólitos, incluindo os íons K+, H+, Ca2+, HCO3 - e fosfato (HPO4 2-). A tarefa do corpo é manter o balanço
• Os rins são a via primária para a perda de água e para a remoção de muitos íons. Sob condições normais, pequenas quantidades de água e íons também são perdidas nas fezes e no suor. Além disso, os pulmões eliminam água e auxiliam na remoção do H+ e do HCO3 - através da excreção do CO2. Embora os mecanismos fisiológicos que mantêm o equilíbrio hidroeletrolítico sejam importantes, os mecanismos comportamentais também desempenham um papel essencial. A sede é crucial, uma vez que beber é o único meio normal de repor a perda de água. O apetite por sal é o comportamento que leva as pessoas e os animais a buscarem e ingerirem sal.
• Manutenção da osmolalidade: a água atravessa a maioria das membranas celulares livremente. Se a osmolalidade do líquido extracelular (LEC) muda, a água move-se para dentro ou para fora da célula, mudando o volume intracelular. Se a osmolalidade do líquido extracelular diminui como resultado de uma ingestão de água excessiva, a água move-se para o interior das células e elas incham. Se a osmolalidade do LEC aumenta como resultado da ingestão de sal, a água se move para fora das células e elas encolhem. O volume celular é tão importante que muitas células têm mecanismos diferentes para o controlar. Por exemplo, as células tubulares renais da medula renal são constantemente expostas à alta osmolalidade do líquido extracelular, no entanto, essas células mantêm seu volume celular normal. Elas fazem isso sintetizando solutos orgânicos quando necessário, a fim de manter sua osmolalidade intracelular ajustada à do líquido intersticial medular.
• O processo do equilíbrio hidroeletrolítico é realmente integrado, uma vez que envolve os sistemas respiratório e circulatório, além das respostas renais e comportamentais. Ajustes feitos pelos pulmões e pelo sistema circulatório estão principalmente sob controle neural, podendo ser executados de forma bastante rápida. A compensação homeostática pelos rins ocorre de forma mais lenta porque os rins estão principalmente sob controle endócrino e neuroendócrino. Por exemplo, uma pequena mudança na pressão arterial, que resulta de um aumento ou de um decréscimo do volume sanguíneo, é rapidamente corrigida pelo centro de controle cardiovascular no encéfalo. Se as mudanças de volume são persistentes ou de grande magnitude, os rins agem para ajudar a manter a homeostasia.
• A ingestão precisa ser igual à excreção. Existem várias formas para o ganho e a perda de água diária. O metabolismo normal, sobretudo a respiração aeróbia (glicose + O2 -> CO2 + H2O), produz cerca de 0,3 litro de água, elevando a ingestão total de água para cerca de 2,5 litros em um dia.
• Embora a evaporação do suor seja um importante mecanismo de termorregulação, ela resulta em desidratação, caracterizada pela redução do volume de sangue corporal. A desidratação decorrente do processo de sudorese promove sobrecarga aos sistemas fisiológicos e pode prejudicar o desempenho físico e promover riscos transitórios ou permanentes para a saúde, principalmente em níveis significativos de desidratação. É evidente que a forma mais eficiente de evitar os efeitos indesejados da desidratação é a reposição hídrica. 
• O consumo de líquidos para reduzir a desidratação e a temperatura corporal durante o exercício se torna cada vez mais importante à medida que a temperatura do ambiente e a duração do exercício aumentam. Durante o exercício de longa duração, o consumo de líquido contendo carboidrato é vantajoso para reduzir os efeitos negativos da depleção no conteúdo de glicogênio muscular e hepático. Porém, a absorção do líquido ingerido é limitada. O esvaziamento do líquido do estômago para o intestino, onde o líquido é absorvido, é dependente de diversos fatores incluindo a temperatura ambiental bem como o volume, a temperatura e a composição da bebida. A taxa de esvaziamento gástrico aumenta conforme o aumento no volume de líquido ingerido até o limite de aproximadamente 300 ml de líquido a cada 15 minutos. A taxa máxima e esvaziamento gástrico é em torno de 1,2 l/h de líquido e é atingida com o consumo de água pura ou contendo baixas concentrações de carboidratos. Além disso, quanto maior temperatura ambiente, menor a taxa de esvaziamento gástrico apesar da maior necessidade de líquidos em temperaturas mais elevadas. Com o aumento da concentração de carboidratos na bebida, a taxa de absorção de líquido é reduzida40. Os carboidratos têm o efeito de reter líquido no intestino e também favorecem o transporte de água por osmose da corrente sanguínea para o intestino. Para superar o problema da necessidade simultânea de consumo de carboidratos e líquidos, bebidas contendo tipos distintos de carboidratos (ex.: glicose + frutose) que minimizem a queda na taxa de esvaziamento gástrico devem ser preferidas. Além disso, é importante ressaltar a dependência de sódio para a absorção de glicose no intestino pelos receptores SGLT-1. Assim, a presença de sódio em soluções de hidratação tem como objetivo, além de repor o sódio perdido pelo suor, favorecer a absorção intestinal de glicose
• Embora a urina seja normalmente a principal rota de perda de água, em certas situações outras rotas de perda de água podem se tornar significativas. A sudorese em excesso é um exemplo. Outra via pela qual a água pode ser perdida é através da diarreia, uma condição que pode representar uma grande ameaça ao equilíbrio hídrico, sobretudo em crianças.
• O principal ponto a ser lembrado é que os rins podem remover o excesso de líquido através da excreção de água na urina, contudo, os rins não podem substituir o volume perdido. O volume perdido para o ambiente necessita ser recuperado a partir do próprio ambiente.
•Quando a manutenção da homeostasia requer a eliminação do excesso de água, os rins produzem grandes quantidades de urina diluída, que pode apresentar uma osmolalidade de até 50 mOsM. A remoção do excesso de água na urina é conhecida como diurese. Fármacos que estimulam a produção de urina são chamados de diuréticos. Em contrapartida, se os rins precisam conservar água, a urina pode tornar-se bastante concentrada. Mecanismos especializados na medula renal permitem a produção de uma urina até quatro vezes mais concentrada do que o sangue (1.200 mOsM contra os 300 mOsM do sangue). Os rins controlam a concentração da urina variando a quantidade de água e de Na+ reabsorvidos no néfron distal (túbulo distal e ducto coletor). Para produzir urina diluída, o rim precisa reabsorver solutos sem permitir que a água os siga por osmose. Isso significa que a membrana apical das células tubulares e as junções celulares não podem ser permeáveis à água. Por outro lado, para concentrar a urina, o néfron precisa ser capaz de reabsorver a água, mas deixaros solutos no lúmen tubular.
• Uma vez que o líquido hiposmótico deixa a alça de Henle, ele passa para o néfron distal. Nesse local, a permeabilidade das células tubulares à água é variável e está sob controle hormonal. Quando a membrana apical das células do néfron distal não é permeável à água, esta não pode sair do túbulo, e o filtrado permanece diluído. Uma pequena quantidade de soluto adicional pode ser reabsorvida quando o líquido passa pelo ducto coletor, tornando o filtrado ainda mais diluído. Quando isso acontece, a concentração da urina pode alcançar até 50 mOsM
ADH
• Quando a vasopressina atua nas células-alvo, o epitélio do ducto coletor torna-se permeável à água, permitindo a sua saída do lúmen tubular. A água move-se por osmose devido à maior osmolalidade das células tubulares e do líquido intersticial medular em comparação à osmolalidade do líquido tubular. Na ausência de vasopressina, o ducto coletor é impermeável à água
• O efeito gradual da vasopressina permite ao corpo regular a concentração de urina de acordo com as necessidades corporais: quanto maiores os níveis de vasopressina, mais água é reabsorvida.
•O estímulo mais potente para a liberação da vasopressina é o aumento da osmolalidade plasmática. A osmolalidade é monitorada por osmorreceptores, neurônios sensíveis ao estiramento que aumentam sua frequência de disparo quando a osmolalidade aumenta. Nosso modelo atual indica que quando os osmorreceptores encolhem, canais catiônicos inespecíficos associados aos filamentos de actina se abrem, despolarizando a célula. Os principais osmorreceptores que regulam a liberação da vasopressina se encontram no hipotálamo. Quando a osmolalidade plasmática está abaixo do valor limiar de 280 mOsM, os osmorreceptores não disparam, e a liberação da vasopressina pela hipófise cessa. Se a osmolalidade plasmática aumenta acima de 280 mOsM, os osmorreceptores retraem-se e disparam para estimular a liberação de vasopressina. A redução da pressão arterial e do volume sanguíneos são estímulos menos poderosos para a liberação da vasopressina. Os principais receptores que detectam a redução de volume são os sensíveis ao estiramento, presentes nos átrios.
• 1. O aumento da osmolaridade do líquido extracelular provoca o murchamento de neurônios específicos denominados de células osmorreceptoras, localizadas no hipotálamo anterior.
2. O murchamento estimula as células osmorreceptores fazendo com que elas enviem sinais a outros neurônios, estes, por sua vez, retransmitem esses sinais pelo pedículo da glândula hipófise para a hipófise posterior.
3. O potencial de ação, conduzidos até a hipófise posterior, estimula a liberação de ADH nas terminações nervosas. 
4. O ADH entra na corrente sanguínea e é transportado até os rins, onde promove o aumento da permeabilidade da porção final dos túbulos distais, coletores corticais e dos ductos coletores medulares à água.
5. A permeabilidade elevada à água, nos segmentos distais do néfron, leva ao aumento da reabsorção de água e a excreção de pequeno volume de urina concentrada.
 ↳ Isso causa a diluição dos solutos no líquido extracelular, corrigindo o inicial líquido extracelular concentrado em excesso. Dessa forma, a água é conservada no corpo, enquanto o sódio e outros solutos continuam a ser excretados na urina.
 ↳ OBS : A sequência oposta de eventos ocorre quando o líquido extracelular fica muito diluído (hipo-osmótico), por exemplo em casos de ingestão excessiva de água.
Peptídeos natriuréticos
•O peptídeo natriurético atrial (PNA) promove a excreção de sal e água. O peptídeo natriurético cerebral (PNC) é um marcador clínico para a insuficiência cardíaca.
Reposição hídrica
• A mesma área, ao longo da parede anteroventral do terceiro ventrículo, que promove a liberação do ADH também estimula a sede. Situada anterolateralmente no núcleo pré óptico, existe outra área diminuta que, quando estimulada eletricamente, provoca sede imediata que continua enquanto durar a estimulação. Essas áreas em conjunto são denominadas de centro da sede. 
 ↳ Muitos dos estímulos que estão envolvidos no controle da secreção de ADH também são responsáveis por estimular a sede, ou seja, o desejo consciente de água. Os dois mais importantes estímulos de sede são: o aumento da osmolaridade do líquido extracelular e a diminuição do volume do líquido extracelular e da pressão arterial. Há ainda um terceiro estímulo importante é causado pela angiotensina II. Entretanto a secreção de angiotensina II está diretamente relacionado à diminuição do volume sanguíneo e a queda na pressão arterial.
• É interessante observar que, embora o aumento da osmolalidade estimule a sede, o ato de beber é suficiente para aliviar a sede. A água ingerida não precisa ser absorvida para que a sede seja extinta. Receptores ainda não identificados na boca e na faringe (receptores orofaríngeos) respondem à água fria, diminuindo a sede e a liberação de vasopressina, mesmo que a osmolalidade do plasma permaneça alta. Esse reflexo orofaríngeo é a razão pela qual se permite que pacientes cirúrgicos chupem pedras de gelo: o gelo alivia a sua sede sem introduzir quantidades significativas de líquido no tubo digestório. Um reflexo similar ocorre nos camelos. Quando colocados na presença de água, eles bebem apenas o bastante para repor seu déficit de água. Os receptores orofaríngeos aparentemente atuam como um sistema de antecipação que ajuda a evitar amplas oscilações na osmolalidade, ajustando a ingestão de água à necessidade de água. Nos seres humanos, os rituais culturais complicam o reflexo da sede. Por exemplo, podemos beber durante eventos sociais, se estivermos com sede ou não. Portanto, nosso corpo deve ser capaz de eliminar o líquido ingerido além de nossas necessidades fisiológicas.
Sudorese 
• As glândulas sudoríparas são inervadas por fibras colinérgicas simpáticas, e quando são estimuladas, a taxa de secreção de solução precursora aumenta. Entretanto, a reabsorção de eletrólitos ocorre a uma taxa constante, de forma que quando grandes volumes de solução precursora são secretadas e, ao mesmo tempo, a reabsorção de eletrólitos permanece constante, mais eletrólitos (principalmente cloreto de sódio) são perdidos pelo suor.
• A exposição prolongada ao clima quente aumenta a taxa máxima de produção de suor em cerca de 1 L/h em uma pessoa não aclimatada para mais de 2 a 3 L/h em um indivíduo aclimatado. Essa quantidade maior de suor aumenta a taxa de perda de calor por evaporação e ajuda a manter a temperatura corporal.