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Aplicações do TBL de funções Biológicas. 1) Considerando a bicamada lipídica e sua constituição, explique a permeabilidade da membrana celular. A resposta deve conter os seguintes termos: fosfato, ácidos graxos, hidrofílica, hidrofóbica, substâncias hidrossolúveis e substâncias lipossolúveis. O objetivo da membrana celular é manter os diferentes componentes da célula juntos e protegê-los do meio extracelular. A membrana celular também regula o que entra e o que sai da célula para que ela não perca muitos nutrientes, nem absorva muitos íons. Há duas partes importantes em um fosfolipídio: a cabeça e as duas caudas. A cabeça é uma molécula de fosfato que é atraída por água (hidrofílica). As duas caudas são constituídas por ácidos graxos (cadeias de átomos de carbono) que não são compatíveis com água, ou a repelem (hidrofóbicas). A membrana celular é exposta à água misturada com eletrólitos e outros materiais no exterior e no interior da célula. Quando as membranas celulares se formam, os fosfolipídios se agrupam em duas camadas por causa de suas propriedades hidrofílicas e hidrofóbicas. As cabeças de fosfato em cada camada ficam voltadas para o meio aquoso em ambos os lados; e as caudas, por serem hidrofóbicas, escondem-se da água entre as camadas de cabeças. Os biólogos chamam essa característica de organização simples de "automontagem”. O colesterol (ácido graxo) é um tipo de esteroide que ajuda a regular a entrada e a saída de moléculas da célula. A célula é composta por dois tipos diferentes, ou “classes”, de proteínas. As proteínas integrais estão abrigadas na bicamada fosfolipídica e se projetam em ambas as extremidades. As proteínas integrais são úteis no transporte de moléculas maiores, como a glicose, através da membrana celular. Elas têm regiões, chamadas de regiões “polares” e “apolares”, que correspondem à polaridade da bicamada fosfolipídica. A outra classe de proteínas é chamada de proteínas periféricas, que não se estendem através da membrana. Elas podem, ou não, estar fixadas nas extremidades de proteínas integrais, e ajudam no transporte ou na comunicação. Os fosfolipídios são atraídos uns pelos outros, mas eles também estão em constante movimento e ricocheteiam afastando-se um pouco uns dos outros. Os espaços criados pela fluidez da membrana são incrivelmente pequenos, por isso ela continua sendo uma barreira eficaz. Por esta razão, e pela capacidade das proteínas de ajudar no transporte através da membrana, as membranas celulares são chamadas de semipermeáveis. No ambiente celular, podem ser encontradas cinco grandes categorias de moléculas. Algumas dessas moléculas conseguem atravessar a membrana, já outras precisam da ajuda de outras moléculas ou processos para isso. Uma forma de fazer a distinção entre essas categorias de moléculas é baseando- se na forma como elas reagem à água. Moléculas hidrofílicas (que gostam de água) conseguem formar ligações com a água e com outras moléculas hidrofílicas. Elas são chamadas de moléculas polares. O oposto pode ser dito para moléculas hidrofóbicas (que têm medo de água), que são chamadas de moléculas apolares. Os cinco tipos são: Moléculas pequenas apolares (ex: oxigênio e dióxido de carbono): podem passar pela bicamada lipídica. Fazem isso comprimindo-se através das bicamadas fosfolipídica. Elas não necessitam de proteínas para o transporte e podem atravessar a membrana difundindo-se rapidamente. Moléculas pequenas polares (ex: água): estas têm um pouco mais de dificuldade para atravessar a membrana que o tipo de molécula acima. Lembre-se de que o interior da bicamada fosfolipídica é composto por caudas hidrofóbicas. Não será fácil para as moléculas de água passarem, mas ainda assim elas conseguirão atravessar sem a ajuda de proteínas. Este é um processo um pouco mais lento. Há também a presença de proteínas chamadas aquaporinas, que permitem a passagem da água pela membrana. Moléculas grandes apolares (ex: anéis de carbono): estes anéis podem atravessar a membrana, mas também será um processo lento. Moléculas grandes polares (ex: açúcar simples - glicose) e íons: a carga de um íon e o tamanho e a carga de grandes moléculas polares dificultam muito sua passagem pela região apolar da membrana fosfolipídica sem ajuda. 2) A membrana do neurônio é constituída de proteínas que podem formar canais iônicos, canais iônicos ativados por ligantes e receptores acoplados à proteína G. Considerando as imagens A e B a seguir, descreva os eventos representados pelos números indicados. R: Canais iônicos dependentes de ligantes (Ionotrópicos) Canais iônicos dependentes de ligantes são canais iônicos que podem abrir em resposta à ligação de um ligante. Para formar um canal, este tipo de receptor de membrana celular tem uma região intramembranal com um canal hidrofílico (atraído pela água) no meio dele. O canal permite que íons atravessem a membrana sem precisar tocar o núcleo hidrofóbico da camada fosfolipídica, e os ions que passam por ele são selecionados segundo o tamanho e características especificas da molécula. Quando um ligante se liga à região extracelular do canal, a estrutura da proteína se modifica de uma forma tal que íons de um tipo específico, tais, podem passar. Em alguns casos, o inverso é verdade: o canal é normalmente aberto, e a ligação com o ligante faz com que ele feche. Alterações nos níveis de íons dentro da célula podem mudar a atividade de outras moléculas, como enzimas de ligação iônica e canais sensíveis à voltagem, para produzir uma resposta. Neurônios, ou células nervosas, possuem canais dependentes de ligantes que são ligados por neurotransmissores que se conectam ao sitio de ativação, fazendo a mudança estrutural proteica, permitindo a passagem dos ions do meio extracelular para a intracelular. https://pt.khanacademy.org/science/biology/human-biology/neuron-nervous-system/v/anatomy-of-a-neuron Transporte ativo Durante o transporte ativo, as substâncias se movem contra o gradiente de concentração, de uma área de baixa concentração para uma área de alta concentração. Este processo é “ativo” porque ele requer o uso de energia (geralmente na forma de ATP). É o oposto do transporte passivo. O transporte ativo requer a ajuda de proteínas carreadoras, que mudam de forma quando ocorre a hidrólise de ATP. Erros comuns e conceitos equivocados Transporte ativo não é a mesma coisa que difusão facilitada. Tanto o transporte ativo quanto a difusão facilitada usam proteínas para auxiliar no transporte. No entanto, o transporte ativo atua contra o gradiente de concentração, movendo as substâncias de áreas de baixa concentração para áreas de alta concentração. Além disso, os tipos de proteínas que eles usam são diferentes. O transporte ativo usa proteínas carreadoras, e não proteínas de canal. Essas proteínas carreadoras são diferentes daquelas vistas na difusão facilitada, pois elas precisam de ATP para alterar sua forma. As proteínas de canal não são usadas no transporte ativo porque as substâncias só podem se mover através destas seguindo o gradiente de concentração. Receptores acoplados à proteína G (metabotrópicos) Receptores acoplados à proteína G (GPCRs) são uma grande família de receptores de membrana plasmática que compartilham uma estrutura e um método de sinalização comuns. Todos os membros da família GPCR têm sete diferentes segmentos de proteínas que atravessam a membrana, e transmitem sinais no interior da célula através de um tipo de proteína chamada de proteína G. GPCRs são heterogêneos e se ligam a diversos tipos de ligantes. Uma classe particularmente interessante de GPCRs é o dos receptores odoríferos (perfume). Existem cerca de 800800800 deles nos seres humanos e cada um se liga a uma "molécula de odor" própria. Proteínas G são de diferentes tipos, mas todos eles se ligam ao nucleotídeo guanosina trifosfato (GTP), o qual podem quebrar (hidrolizar) para formaro GDP. Uma proteína G ligada ao GTP está ativa, ou "ativada", enquanto que uma proteína G que está ligada ao GDP está inativa, ou "desativada". As proteínas G que se associam com GPCRs são compostas por três subunidades, conhecidas como proteínas G heterotriméricas. Quando elas estão conectadas a um receptor inativo, estão sob a forma "desativada" (ligada ao GDP). A sequência de eventos A ligação ao sitio de ativação na proteína GPCR, no entanto, muda a figura: o GPCR é ativado e faz com que a proteína G mude de GDP para GTP. A proteína G agora ativa separa-se em duas partes (uma chamada subunidade α, a outro composto por duas subunidades β e γ), que são liberadas do GPCR. As subunidades podem interagir com outras proteínas, acionando uma via de sinalização que leva a uma resposta. Eventualmente, a subunidade α hidrolizará GTP de volta a GDP, nesse momento a proteína G se torna inativa. A proteína G inativa remonta-se como uma unidade de três peças associada com o GPCR. A sinalização celular usando os receptores acoplados à proteína G é um ciclo, que pode se repetir várias vezes em resposta ao ligante. 3) Avaliando a sequência dos eventos na imagem, explique as informações das caixas enumeradas de 1 a 10, iniciando com a síntese do neurotransmissor até sua liberação no terminal. Os neurônios se comunicam com seus tecidos-alvo por meio de sinapses, onde são liberadas substâncias químicas chamadas neurotransmissores (ligantes). Essa comunicação é mediada por substâncias químicas, em um processo denominado neurotransmissão química e ocorre dentro das sinapses químicas. Cada sinapse consiste em: -Membrana pré-sináptica: membrana do botão terminal (terminação do axônio) da fibra nervosa pré-sináptica. -Membrana pós-sináptica - membrana da célula-alvo. -Fenda sináptica - uma lacuna entre as membranas pré- sináptica e pós-sináptica. Após um potencial de ação entrar no neurônio pelo dendrito e sai percorrendo todo o corpo axônal, dentro do botão terminal da fibra nervosa pré- sináptica, numerosas vesículas que contêm neurotransmissores que são produzidas na célula transmissora e armazenadas, são liberados. Antes, quando a membrana pré-sináptica é despolarizada por um potencial de ação, os canais dependentes de voltagem de cálcio se abrem (encontrados nas membranas dos botões terminais). Isso leva a um influxo de íons de cálcio no botão terminal, o que altera o estado de certas proteínas na membrana pré-sináptica, levando a união de v-snares e t-snares, resultando na união da vesícula com a parede da membrana pré-sináptica, e assim ocorrendo a exocitose destes neurotransmissores do botão terminal para a fenda sináptica. Depois de cruzar a fenda sináptica, os neurotransmissores se ligam a seus receptores específicos na membrana pós-sináptica. Uma vez que o neurotransmissor se liga ao seu receptor, os canais da membrana pós-sináptica são abertos (agonistas) ou fechados pelo ligante (antagonistas). Esses canais controlados por ligantes são canais iônicos e sua abertura ou fechamento altera a permeabilidade da membrana pós-sináptica aos íons cálcio, sódio, potássio e cloreto. Isso leva a uma resposta excitatória ou inibitória. Se um neurotransmissor estimula a célula- alvo para uma ação, então é um neurotransmissor excitatório atuando em uma sinapse excitatória. Por outro lado, se inibe a célula-alvo, é um neurotransmissor inibitório atuando em uma sinapse inibitória. Portanto, o tipo de sinapse e a resposta do tecido-alvo dependem do tipo de neurotransmissor. Os neurotransmissores excitatórios causam despolarização das células pós- sinápticas e geram PEPs, que gradualmente vão se somando até atingir um limiar e gerar um potencial de ação; por exemplo, a acetilcolina estimula a contração muscular. As sinapses inibitórias https://www.kenhub.com/pt/library/anatomia/potencial-de-acao causam hiperpolarização das células-alvo, levando-as para mais longe do limiar do potencial de ação, inibindo sua ação; por exemplo, o GABA inibe os movimentos involuntários. O neurotransmissor liberado na fenda sináptica atua por um período muito curto, apenas alguns minutos ou mesmo segundos. Ele é destruído por enzimas, como a acetilcolina esterase, ou é reabsorvido no botão terminal do neurônio pré-sináptico por mecanismos de recaptação e, em seguida, reciclado. Os neurotransmissores mais conhecidos responsáveis por essa ação excitatória rápida, mas de curta duração, são a acetilcolina, a norepinefrina e a epinefrina, enquanto o GABA é o principal neurotransmissor inibitório. PEPS E PIPS Quando um neurotransmissor se liga ao seu receptor em uma célula receptora, ele faz com que canais iônicos se abram ou se fechem. Isto pode produzir uma mudança localizada no potencial da membrana— a tensão através da membrana — da célula receptora. Em alguns casos, a alteração torna a célula alvo mais propensa a disparar seu próprio potencial de ação. Neste caso, a mudança no potencial de membrana é chamada de potencial excitatório pós- sináptico, ou PEPS. Em outros casos, a mudança torna a célula alvo menos propensa a disparar um potencial de ação e é chamada de potencial inibitório pós-sináptico, ou PIPS. Um PEPS é despolarizante: torna o interior da célula mais positivo, trazendo o potencial de membrana mais perto de seu limite para disparar um potencial de ação. Às vezes, um único PEPS não é grande o suficiente para trazer o neurônio ao limite, mas ele pode se somar a outros PEPSs para desencadear um potencial de ação. Os PIPS têm o efeito oposto. Ou seja, eles tendem a manter o potencial de membrana do neurônio pós-sináptico abaixo do limiar de disparo de um potencial de ação. PIPSs são importantes porque podem neutralizar, ou anular, o efeito excitatório dos PEPSs. 4) Uma propriedade –chave das células musculares cardíacas é a habilidade de uma única fibra muscular executar contrações graduadas, nas quais a fibra varia a quantidade de força que gera. (Lembre-se que a contração de uma fibra no músculo esquelético, independentemente do seu comprimento é tudo ou nada). A força gerada pelo músculo cardíaco é proporcional ao número de ligações cruzadas que estão ativas. Na figura acima, estão sinalizadas as fases do potencial de ação da célula muscular do ventrículo cardíaco e correntes iônicas associadas ao sódio (INa+), o cálcio (ICa++) e o potássio (IK+). Explique as fases do potencial de ação no musculo cardíaco e o fluxo de íons que ocorre durante cada fase (0, 1, 2, 3 e 4) PS (COMEÇA COM A FASE 0) Fase 0 (despolarizando): Os canais rápidos de sódio se abrem. Quando a célula cardíaca é estimulada e se despolariza, o potencial de membrana fica mais positivo. Os canais de sódio ativados por voltagem (canais rápidos de sódio) abrem e permitem que o sódio flua rapidamente para dentro da célula e a despolarize. O potencial de membrana alcança cerca de + 20 milivolts antes dos canais de sódio encerrarem. Fase 1 (despolarização Inicial): os canais rápidos de sódio se fecham. Os canais de sódio encerram, a célula começa a repolarizar e os íons potássio saem da célula através dos canais de potássio abertos. Fase 2 (platô): os canais lentos de cálcio abrem e os canais rápidos de potássio encerram. Ocorre uma breve repolarização inicial e o potencial de ação alcança um platô em consequência de (1) maior permeabilidade dos íons cálcio e (2) diminuição da permeabilidade (saída) dos íons potássio. Os canais lentos de íons cálcio, ativados por voltagem, abrem lentamente durante as fases 1 e 0, e o cálcio entra na célula. Depois, os canais de potássio encerram e a combinação da redução do efluxo de ions potássio e o aumento do influxo de cálcio conduz a que o potencial de ação alcance um platô. Fase 3 (polarização rápida): os canais de cálcio encerram e os canais lentos de potássio abrem. O fechamento dos canais de ions cálcio e o aumento dapermeabilidade aos ions potássio, permitindo que os ions potássio saiam rapidamente da célula, o que põe fim ao platô e retornam o potencial de membrana na célula ao seu nível de repouso. Fase 4 (potencial de membrana de repouso): Com valor médio aproximado de -90 milivolts. 5)Quando se ausculta o coração com o estetoscópio, não se ouve a abertura das válvulas, pois esse é um processo que se desenvolve com relativa lentidão e que normalmente não produz sons. Entretanto, quando as válvulas se fecham, os folhetos das válvulas e os líquidos circundantes vibram, sob a influência dos diferenciais abruptos de pressão que se desenvolvem, originando sons que se propagam em todas as direções pelo tórax. Explique a relação das bulhas cardíacas com o bombeamento cardíaco nas imagens 1 e 2. Quando os ventrículos se contraem, (cheios com aproximadamente 120 mls de sangue no período de volume diastólico final) ouve-se primeiro o som produzido pelo fechamento das válvulas atrioventriculares (tricúspide na direita, e bicúspide ou mitral na esquerda), que impendem o refluxo de sangue dos ventrículos para os átrios A vibração é de timbre grave e é relativamente longa e contínua, sendo conhecida como a primeira bulha cardíaca. Quando as válvulas aórtica e pulmonar se fecham após o sangue ter sido ejetado do ventrículo para dentro das semilunares, ouve-se um estalido rápido, porque essas válvulas (aórtica e pulmonar) se fecham rapidamente impedindo o refluxo de sangue delas de volta para o ventrículo, e as estruturas circundantes vibram por breve período. Esse som é chamado de segunda bulha cardíaca. 6) A microcirculação é definida de como uma rede de pequenos vasos (arteríolas, capilares e vênulas) com diâmetro inferior a 100 micrometros que tem a função vital de fornecer oxigênio e outros substratos essenciais às células e de remover os seus produtos do metabolismo celular. Diferentes pressões estão envolvidas na dinâmica da microcirculação capilar. A pressão hidrostática nos capilares, por exemplo, tende a forçar o liquido e as substâncias nele dissolvidas através dos poros capilares para os espaços intersticiais. Considerando a importância das diferentes pressões que atuam na passagem da substancia através da membrana capilar, elabore um desenho esquemático e explique como ocorre esse processo. Use estas palavras: Difusão de moléculas de liquido, espaços dos líquidos intersticial, pressão hidrostática nos capilares, espaços Intersticiais, forças de Starling, pressão coloidosmótica do liquido intersticial, pressão efetiva de filtração. 1) A pressão capilar (Pc) é a que tende a forçar o liquido para fora através da membrana capilar. 2) A pressão do liquido intersticial (Pli), tenderá a forçar o liquido para dentro da membrana capilar quando for positiva, mas para fora quando a Pli for negativa. 3) A pressão coloidosmótica plasmática capilar (Pp), tende a provocar a osmose de liquido para dentro, através da membrana capilar. 4) A pressão coloidosmótica do liquido intersticial (Pli) tende a provocar osmose de liquido, para fora do capilar para dentro do interstício, através da membrana capilar. Se a soma dessas forças – a pressão efetiva de filtração – for positiva, ocorrerá filtração de líquidos pelos capilares. Se a soma for negativa, ocorrerá absorção de liquido. A pressão efetiva de filtração (PEF) é calculada por: PEF = Pc – Pli – Pp + Pli A intensidade da filtração de liquido no tecido também é determinada pelo número e pelo tamanho dos poros em cada capilar, bem como pelo número de capilares pelos quais o sangue flui. Esses fatores são, em geral, expressos como coeficiente de filtração capilar (Kf). O Kf é, portanto, uma medida da capacidade das membranas capilares de filtrar água sob dada PEF e é usualmente expresso por mL/min por mmHg da PEF. A intensidade/velocidade da filtração e liquido capilar, é, então, determinada por Filtração = Kf x PEF Forças de filtração médias Pressão capilar média: 17,3 mmHg Pressão negativa intersticial: 3,0 mmHg Pressão oncótica intersticial: 8,0 mmHg Forças de reabsorção Pressão oncótica plasmática: 28,0 mmHg Resultante média Filtração: 28,3 mmHg Reabsorção: 28,0 mmHg Total: 0,3 mmHg. FORÇAS DE STARLING As forças de Starling são as responsáveis pelo movimento de fluido entre os compartimentos. Entre as forças de Starling existe a pressão hidrostática e a pressão oncótica. A pressão hidrostática é uma força exercida pelos líquidos que tende a expulsar o líquido, desde o capilar para o interstício. A pressão oncótica é uma força que atrai água para o compartimento, por meio principalmente da albumina, nas vênulas. Ambas as pressões existem nos dois compartimentos: intravascular e intersticial. A resultante entre elas é que determina se o líquido irá entrar ou sair de cada compartimento. Na primeira metade do capilar, a resultante dessas forças faz com que o líquido tenda a extravasar para o interstício, processo chamado de ultrafiltração. Na segunda metade do capilar, a resultante das pressões é tal que o líquido tende a voltar para o interior do vaso – reabsorção. O principal objetivo do deslocamento de fluido pela parede capilar é o de levar nutrientes aos tecidos e dele retirar produtos do metabolismo da célula – como o CO2. 7) Como ocorre a formação de urina? No primeiro estágio de formação da urina o termo “filtração” refere-se à água e a maioria dos solutos do plasma sanguíneo que passam através das paredes dos capilares glomerulares para a cápsula glomerular e em seguida, para o túbulo renal. O glomérulo é uma rede de capilar enovelada envolvido pela cápsula de Bowman. O liquido que entra no espaço capsular é chamado filtrado glomerular. As células endoteliais dos capilares glomerulares e os podócitos que envolvem os capilares forma uma barreia permeável, denominada membrana de filtração, que é fina e porosa. O termo reabsorção refere-se ao liquido filtrado que flui ao longo do túbulo renal e pelo ducto coletor, e as células tubulares reabsorvem aproximadamente 99% da agua filtrada e soluto uteis, que retornam para o sangue através dos capilares peritubulares e arteríolas retas. A medida que o liquido flui ao longo do túbulo e pelo ducto coletor, as células do túbulo e do ducto secretam outras substâncias, como resíduos, fármacos e excesso de ions no liquido, removendo-os do sangue. O transporte ativo de substâncias através das membranas pode ser primário, pela bomba de sódio-potássio e secundário, quando a energia armazenada no gradiente eletroquímico do íon e não a hidrolise do ATP direciona outra substância através da membrana. Simportadores são proteínas da membrana que movem duas ou mais substancias na mesma direção e contratransportadores movem duas ou mais substâncias em direções opostas. O filtrado glomerular tem a mesma proporção de agua e de partículas de soluto que o sangue, com osmolaridade de aproximadamente 300 Mosm/litro. O liquido que deixa o túbulo contorcido proximal é isotônico em relação ao plasma, e à medida que a urina diluída está sendo formada, a osmolaridade do liquido no lúmen do túbulo aumenta à medida que flui ao longo do ramo descendente da alça de Henle; diminui à medida que flui para cima no ramo ascendente e diminui ainda mais à medida que flui pelo resto do nefron e ducto coletor. A excreção envolve a eliminação de soluto e água do corpo sob a forma de urina. 8) Considerando o trato urinário inferior e a imagem, descreva como ocorre sua inervação (a partir da localização dos neurônios pré-ganglionares e somáticos) a atividade dos neurotransmissores e seus respectivos receptores e a resposta produzida. As fibras simpáticas (em azul) se originam nos segmentos T11-L2 da medida espinhal e seguem pelo plexo mesentérico superior IMP e nervo hipogástricoou através da cadeia paravertebral para constituir o nervo pélvico na base da bexiga e a uretra. As fibras pré-ganglionares parassimpáticas (em verde) surgem dos segmentos espinais S2 e S4 e seguem pelas raízes sacrais e nervos pélvicos (PEL) para os gânglios no plexo pélvico (PP) e na parede vesical da bexiga, onde surgem as fibras pós-ganglionares que fornecem inervação parassimpática a bexiga. Os nervos motores somáticos (em amarelo) que suprem os músculos estriados do esfíncter externo da uretra surgem dos neurônios motores S2 e S4 (núcleo de ONUF) e seguem pelo nervo pudendo. Os axônios pós-ganglionares parassimpáticos do nervo pélvico liberam acetilcolina (ACh), produzindo contração da bexiga ao estimular os receptores muscarínicos M3 no musculo liso (detrusor) da bexiga. Os neurônios pós-ganglionares simpáticos liberam adrenalina, que ativa receptores Beta 3 para relaxar o musculo liso da bexiga e ativa receptor alfa 1 para contrair o musculo liso uretral. Axônios somáticos do nervo pudendo liberam ACh, que contrai o musculo estriado do esfíncter externo da uretra pela ativação de receptores nicotínicos. 9) Paciente em pós-operatório de cirurgia de aneurisma de aorta abdominal desenvolveu insuficiência renal aguda. Embora estável do ponto de vista hemodinâmico e respiratório está dependente de hemodiálise em dias alternados. Avaliações ácido básicas diárias mostram acidose metabólica compensada. Nesse caso, quais seriam os valores esperados de pH, PCO2 e HCO3? Explique sua resposta. Se o quadro é de acidose, qualquer valor abaixo de 7,35 está compatível. Se o quadro é de acidose metabólica, houve um consumo exagerado de bicarbonato disponível, então, qualquer valor abaixo de 22 mM/L estará compatível. Se o quadro é de acidose metabólica compensatória, o sistema respiratório está compensando eliminando ácido (CO2) do organismo (hiperventilando), portanto há uma redução da pressão de CO2 para corrigir o pH. 10) Receptores, hormônios e efeitos do sistema nervoso autônomo Órgão Simpático Receptor Parassimpático Receptor Coração (músculo) Aumenta frequência e força de contração. Beta 1 Diminui frequência e força de contração M2 Brônquios e Bronquíolos Vasodilatação Beta 2 Vasoconstricção M1 Bexiga Relaxamento Beta 2 Contração M3 Pupila Midríase (dilata) Alfa 1 Constricção (miose) M3 G. salivares Secreção expessa Alfa e beta 2 Secreção e fluido excessivo M1 e M3 M. Piloeretor Contração Alfa G. sudoríferas Transpiração (muito) M3 Células gordurosas Lipólise Beta 1 Figado Glicogenólise Beta 2 G. lacrimais Vasoconstricção e secreção leve Secreção copiosa M3 M. Liso Relaxamento Alfa 2 e Beta 2 Contração M Genitália Masc. Vasoconstricção e ejaculação Vasodilatação e ereção M3 G. Parótida Vasoconstricção e secreção leve Secreção copiosa M3 Vasos sanguíneos Maioria das vezes, vasoconstricção Alfa e B2 Pouco ou nenhum efeito G. suprarrenal Secreção aumentada (adrenalina e nora) 11) indique e numere no gráfico a seguir, os intervalos correspondentes aos volumes e capacidades pulmonares e em seguida descreva cada um deles com os valores médios de referência no homem jovem adulto. 1) Volume corrente: É o volume obtido numa respiração normal, ou seja, quando você respira normalmente, sem forçar. O volume que entra e sai do pulmão a cada inspiração e expiração, respectivamente, é o volume corrente (500 Ml) 2) Volume de reserva inspiratório é obtido quando o indivíduo realiza uma inspiração máxima, ou seja, o máximo de ar que ele consegue inspirar forçadamente, além do normal. (3000 mL) 3) Volume de reserva expiratório é mensurado em uma respiração máxima, ou seja, o máximo que consegue expirar, de forma forçada (1100 mL) 4) Volume residual é a quantidade de ar que permanece nos pulmões após uma expiração mais forçada (1200mL) 5) Capacidade inspiratório é igual ao volume corrente + o volume de reserva inspiratório, a quantidade de ar que a pessoa pode respirar, começando a partir do nível expiratório normal e distendendo os pulmões até seu máximo. (3500 mL) 6) Capacidade residual funcional é igual ao volume de reserva expiratório + o volume residual, é a quantidade de ar que permanece nos pulmões, ao final da expiração normal (2300 mL) 7) Capacidade vital representa o maior volume de ar mobilizado em uma expiração. É igual ao volume de reserva inspiratório + o volume corrente + o volume de reserva expiratório (4600 mL) 8) Capacidade pulmonar total é a quantidade de ar nos pulmões após uma inspiração máxima, com o maior esforço. É igual a capacidade vital mais o volume residual (5800 mL) 12) A respiração é o fluxo de ar para dentro e para fora dos pulmões. Uma vez que o ar atinge os alvéolos, os gases individuais, como oxigênio e o CO2, difundem-se do espaço alveolar para a corrente sanguínea. Considerando o exposto, faça o que se pede a seguir. Descreva o processo de troca gasoso ao nível pulmonar e capilar, indicando as pressões e os tipos de transporte. A PO2 alveolar normal, ao nível do mar, é de 100 mmHg. A PO2 do sangue venoso ao entrar no pulmão é de cerca de 40 mmHg. O oxigênio, portanto, move-se a favor do seu gradiente de pressão parcial (concentração), dos alvéolos para os capilares. A difusão tenta manter a homeostasia e, assim, a PO2 do sangue arterial que deixa os pulmões é a mesma que a dos alvéolos: 100mmHg. Quando o sangue arterial alcança os capilares teciduais, o gradiente é invertido. As células usam continuamente o oxigênio para a fosforilação oxidativa. Nas células de uma pessoa em repouso, a PO2 intracelular média é de 40 mmHg. O sangue arterial que chega às células tem uma PO2 de 100 mmHG. Devido a uma menor PO2 nas células, o oxigênio difunde-se a favor do gradiente de pressão parcial, ou seja, do plasma para as células. Mais uma vez a difusão ocorre até o seu equilíbrio. Como resultado o sangue venoso tem a mesma PO2 que as células. Por outro lado, a PCO2 é mais elevada nos tecidos do que no sangue capilar sistêmico devido à produção elevada de CO2 durante o metabolismo celular. A PCO2 intracelular em uma pessoa em repouso é cerca de 4 mmHg comparada a PCO2 arterial, que gira em torno de 40 mmHg. Essa diferença faz o CO2 se difundir para fora das células, em direção aos capilares. A difusão ocorre até o equilíbrio, fazendo a PCO2 média do sangue venoso sistêmico girar em torno de 46 mmHg. No capilares pulmonares, o processo é inverso. O sangue venoso trazendo o CO2 das células tem uma PCO2 de 46 mmHg. A PCO2 alveolar é de 40 mmHg. Devido ao fato de a PCO2 no sangue venoso ser mais elevada que a PCO2 alveolar, o CO2 move-se dos capilares para os alvéolos. Quando o sangue sai da circulação pulmonar, ele tem uma PCO2 de 40 mmHg, idêntica a PCO2 dos alvéolos. Os gases que entram nos capilares primeiramente se dissolvem no plasma. Os glóbulos vermelhos, ou eritrócitos, têm um papel fundamental em garantir que o transporte de gás entre no pulmão e as células sejam suficiente para atender as necessidades celulares. O oxigênio é pouco solúvel em soluções aquosas e menos de 2% de todo o oxigênio encontra-se dissolvido no sangue. Isso significa que a hemoglobina transporta mais do que 98% do oxigênio. A hemoglobina, a proteína de ligação do oxigênio, é um tetrâmero de quatro cadeias proteicas globulares (globinas), cada uma centrada em torno de um grupamento heme, contendo ferro, liga-se reversivelmente ao oxigênio. A interação ferro-oxigênio é uma ligação fraca que pode ser facilmente rompida sem alterar a hemoglobina ou o oxigênio. Com quatro grupamentos heme por molécula de hemoglobina, uma molécula de hemoglobina tem o potencial de se ligar a quatro moléculas de oxigênio. A hemoglobina ligada ao oxigênio é conhecida como oxihemoglobina HbO2.Sangue Venoso 1) O CO2 difunde-se das células para os capilares sistêmicos. 2) Apenas 7% do CO2 permanece dissolvido no plasma 3) Cerca de um quarto do CO2 liga-se à hemoglobina, formando a carbaminoemoglobina 4) Cerca de 70% do CO2 é convertido em bicarbonato e em H+. A hemoglobina tampona o H+. 5) O HCO3 chega ao plasma em troca de CL 6) Nos pulmões, o CO2 dissolvido difunde-se do plasma para os pulmões. 7) Pela lei de ação das massas, o CO2 desliga-se da hemoglobina e difunde-se para fora do eritrócito. 8) A reação do ácido carbônico é revertida, trazendo o HCO3- de volta para os eritrócitos e convertendo-o a CO2.
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