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1 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo Módulo de funções biológicas Problema 1 Objetivo 1: compreender a anatomia e histologia do sistema nervoso simpático Anatomia: A principal formação anatômica do sistema simpático é o tronco simpático formado por uma cadeia de gânglios unidos através de ramos interganglionares. Cada tronco simpático estende- se, de cada lado, da base do crânio até o cóccix, onde termina unindo-se com o lado oposto. Os gânglios do tronco simpático dispõem-se de cada lado da coluna vertebral em toda sua extensão e são denominados gânglios paravertebrais. Na porção cervical do tronco simpático, temos classicamente três gânglios: cervical superior, cervical médio e cervical inferior. Nervos esplâncnicos e gânglios pré-vertebrais. Da porção torácica e do tronco simpático originaram-se a partir de T5 os chamados nervos esplâncnicos, maior, menor e ímo, os quais tem trajeto descente, atravessam o diafragma e penetram na cavidade abdominal onde terminam os chamados gânglios pré-vertebrais. Estes se localizam anteriormente a coluna vertebral e aorta abdominal, em geral próximo à origem dos ramos abdominais desta artéria dos quais recebem o nome. Assim, existem: dois gânglios celíacos, direito e esquerdo, situados na origem do tronco cefálico; dois gânglios aórticos-renais, na origem das artérias renais; um gânglio mesentérico superior e o outro gânglio mesentérico inferior, próximo à origem das artérias do mesmo nome. Os nervos esplâncnicos maior e menor terminam respectivamente nos gânglios celíacos e aórtico-renal. Ramos comunicantes: unindo o tronco simpático aos nervos espinais existem filetes nervosos denominados ramos comunicantes que são de dois tipos, ramos comunicantes brancos e ramos comunicantes cinzentos. Os 2 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo ramos comunicantes brancos, ligam a medula ao tronco simpático, são, pois, constituídos de fibras pré-ganglionares, além de fibras viscerais aferentes. Já os ramos comunicantes cinzentos são constituídos de fibras pós-ganglionares que, sendo amielínicas, dão a esse ramo uma coloração ligeiramente mais escura. Como os neurônios pré-ganglionares simpáticos só existem nos segmentos medulares de T1 a L2, as fibras pré-ganglionares emergem somente destes níveis, o que explica a existência de ramos comunicantes brancos apenas nas regiões torácica e lombar alta. Já os ramos comunicantes cinzentos ligam o tronco simpático a todos os nervos espinais. Filetes vasculares e nervos cardíacos: do tronco simpático e especialmente dos gânglios pré-vertebrais saem pequenos filetes nervosos que se acolam a adventícia das artérias e seguem com elas até as vísceras. Assim, do polo cranial do gânglio cervical superior sai o nervo carótico interno, que se pode ramificar formando o plexo carótico interno, e que penetra no crânio nas paredes da artéria carótida interna. Dos gânglios pré-vertebrais, filetes nervosos acolam-se à aorta abdominal e aos ramos. Do tronco simpático emergem ainda filetes nervosos que chegam as vísceras por um trajeto independente das artérias. Entre estes termos, por exemplo, os nervos cardíacos cervicais superiores, médio e inferior, que se destacam dos gânglios cervicais correspondentes, dirigindo-se ao coração. No SN simpático o corpo do neurônio pré-ganglionar está localizado na coluna vertebral da medula (T1 a L2). A partir daí saem as fibras pré- ganglionares pelas raízes ventrais do nervo espinhal, ganham o tronco do nervo espinhal correspondente de onde passam ao tronco simpático. Essas fibras terminam fazendo sinapse (transmissão de impulso nervoso) com neurônios pós-ganglionares. Os neurônios pós-ganglionares estão longe das vísceras e próximo da coluna vertebral. Estes neurônios podem ser encontrados em três posições. Em dois gânglios paravertebral ou em um gânglio pré-vertebral do tronco simpático. São desses gânglios que saem as fibras pós-ganglionares cujo destino é sempre uma glândula, musculo liso ou cardíaco. Histologia: Os gânglios são agregados de corpos celulares de neurônios localizados fora do sistema nervoso central. Diferenciam-se em dois tipos de gânglios: sensitivos e autônomos. Os sensitivos são encontrados na raiz 3 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo dorsal dos nervos espinais e nos nervos cranianos trigêmeo, facial, glossofaríngeo e vago. Os autônomos incluem os gânglios do sistema autônomo simpático e parassimpático, bem como o sistema nervoso entérico (plexos mioentérico e submucoso). (BRANCALHÃO, TORQUATTO, RIBEIRO, OLGUÍN; 2016) Já no gânglio autônomo encontra-se o neurônio pós-ganglionar, que é multipolar e possui um corpo celular volumoso, citoplasma com granulações basófilas e nucléolo proeminente. Esse neurônio recebe as fibras mielínicas (ramo comunicante branco) do neurônio pré-ganglionar localizado na medula espinal ou no tronco encefálico. O axônio dos neurônios pós-ganglionares é, na maioria das vezes, amielínico (ramo comunicante cinzento) e se dirige ao órgão efetor. Cada neurônio é circundado por células satélites (em menor quantidade que nos gânglios sensitivos) e por tecido conjuntivo. Assim como o gânglio sensitivo, o gânglio autônomo também possui uma cápsula de tecido conjuntivo. (BRANCALHÃO, TORQUATTO, RIBEIRO, OLGUÍN; 2016) Objetivo 2: entender a fisiologia do SNS, e sua influência na homeostase e estresse corporal, descrevendo todas as etapas inerentes ao processo, além de verificar a origem dos sintomas descritos por Alfredo; FISIOLOGIA DO SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO: sistema nervoso autônomo (SNA), descrito no início do século passado, é definido como sendo o sistema de neurônios motores que inervam as glândulas e a musculatura lisa e cardíaca, sendo fundamental para a manutenção do equilíbrio organismo, definindo esta situação com o termo "homeostasia". O sistema nervoso autônomo é controlado pelo hipotálamo e é subdividido em simpático e parassimpático, mas existe também o sistema nervoso entérico. Este sistema é responsável pelo controle de todas as funções vegetativas inconscientes, tais como controle da frequência cardíaca, mobilização de glicose, frequências respiratórias e produção hormonal, entre outras, por inervar basicamente 3 tipos de tecido: musculo liso, musculo cardíaco e glândulas. O neurotransmissor principal é acetilcolina. A acetilcolina é liberada pelos neurônios pré-ganglionares do sistema simpático e parassimpático, chamados então de colinérgicos e também pelos neurônios pós-ganglionares do sistema parassimpático (desempenha papel de colinérgico e colinorreceptor). Por outro lado, os neurônios pós- 4 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo ganglionares do sistema simpático utilizam a noradrenalina como neurotransmissor, chamados de adrenérgicos. Estes neurotransmissores desencadeiam resposta intracelulares diferentes nas células alvo e enquanto a acetilcolina tem um efeito mais local, a noradrenalina geralmente se difunde para maior distância podendo atingir a corrente sanguínea. O SNA inerva com as mesmas fibras nervosas as células sudoríparas e as células de atividade sudomotora da pele, responsáveis respectivamente pela produção de suor, ereção de pelos e processos de reabsorção de sódio, cujo comportamento influência a atividade eletrodérmica (EDA). Ativado por situações emotivas, como estresse, o SNA simpático incrementa a atividade sudomotora e consequentemente a condutância eletrodérmica alterando a EDA. O principal mecanismo de controle da FC é o barorreflexo arterial, no qual células nervosas sensíveis à pressão (barorreceptores) são distendidas quando a pressão arterial diminui, enviando sinais ao bulbo que, via SNA, acelera o coração aumentando sua força de contração; quando a pressão arterial aumenta agem de forma oposta. A atuação do SNA sobre a respiração, por sua vez,ocorre em situações extremas. Normalmente, o ritmo respiratório é gerado por neurônios do tronco cerebral e controlado por centros neurais no bulbo cerebral, mas o sistema respiratório tem alta capacidade de adaptação, plasticidade e é influenciado pelo sistema sensorial e cognitivo. Quimiorreceptores pulmonares e arteriais são sensíveis à concentrações de O2 e CO2 e pH sanguíneo e repassam a situação ao centro respiratório bulbar (CRB), influenciando o comportamento ventilatório, sua frequência e amplitude Os neurônios simpáticos aumentam a frequência cardíaca. Em geral, a parte simpática ajuda a sustentar o exercício ou ações de emergência, as denominadas respostas de ‘’luta ou fuga’’. Atividade do SN Simpático: Constrição dos vasos que inervam as glândulas e redução de fluidos nas secreções. Resultado: redução na secreção e secreção espessa A homeostase é um equilíbrio dinâmico entre as subdivisões autonômicas. No caso de situações extremas, ocorre hiperativação do SNS ou do SNP NESSE CASO, O SNS ATIVOU O ‘’INSTINTO’’ Luta ou fuga (prioriza o fluxo sanguíneo para os músculos, sistema cardiovascular e cérebro). Sendo assim, as etapas inerentes ao processo de luta ou fuga: • Liberação de hormônios da glândula suprarrenal • Aumento da PA e FC • Bronco 5 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo dilatação • Inibição da motilidade e secreção no TGI • Aumento do metabolismo de glicose • Mobilização de energia • Dilatação de vasos da musculatura esquelética e, consequentemente, aumento do fluxo sanguíneo • Dilatação das pupilas. Origem dos sintomas de Alfredo: ➢ Tremores no corpo: O SEU CORPO COMEÇOU A TREMER PARA GERAR CALOR INTERNAMENTE. ➢ Coração disparado: O CORAÇÃO DE ALFREDO DESPAROU, POIS É CONTROLADO PELO SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO. ➢ Respiração acelerada: AS TAXAS DE RESPIRAÇÃO DESEMPENHAM UM PAPEL FUNDAMENTAL NA RESPOSTA DO SNA, COM O SUSTO SUPOSTAMENTE OUVE UMA DISREGULARIZAÇÃO E UM AUMENTO DE OXIGENIO PARA O SANGUE. ➢ Pele pálida: OCORRE PELO FATO DO CORPO ESTÁ REALIZANDO A VASOCONSTRICÇÃO, PARA IMPEDIR A DISSIPAÇÃO DO CALOR PARA O MEIO. ➢ Cefaleia: É OCASIONADA PELA EXCITAÇÃO DO SNS E DO MECANISMO DE RESPOSTA HUMORAL AO STRESS. ➢ Tonturas: um dos sintomas relacionados a Cervicalgia. ➢ Náuseas: MOMENTO DE ESTRESSE PODEM LEVAR À REGURGITAÇÃO DO CONTÉUDO DO ESTÔMAGO DEVIDO UM ERRO DE RESPOSTA DO SISTEMA NERVOSO A SITUAÇÕES QUE REQUEREM ESTADO DE ALERTA. DESSA FORMA, QUANDO O ORGANISMO PERCEBE QUE FOI EXPOSTO AO PERIGO OU É EXIGIDO FISICAMENTE, O NORMAL É O SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO ESTIMULAR A LIBERAÇÃO DE ADRENALINA E INIBIR AS ATIVIDADES DO SISTEMA DIGESTIVO, O QUE INCLUI CONTRAIR O ESFÍNCTER DA ENTRADA DO ESTÔMAGO. ➢ Cervicalgia: ocasiona em Alfredo foi de nível agudo, ou seja, ocasionado por uma má postura ou por um movimento brusco. A Cervicalgia é uma dor localizada nas vértebras cervicais. ➢ Ereção dos pelos: O SISTEMA NERVOSO, COMECOU A AGIR, TENTANTO IMPEDIR UMA QUEDA DE TEMPERATURA. POR ISSO OCCOREU A EREÇÃO DOS PELOS Objetivo 3: Descrever o processo de sinapses nervosas, diferenciando os tipos de sinapses e neurotransmissores envolvidos no SNS; Processo: 6 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo O local de comunicação entre dois neurônios ou entre um neurônio e uma célula efetora é denominado sinapse. O termo neurônio pré-sináptico refere-se a uma célula nervosa que transporta um impulso nervoso em direção a uma sinapse. É uma célula que envia um sinal. Uma célula pós- sináptica é uma célula que recebe um sinal. Pode ser uma célula nervosa, denominada neurônio pós-sináptico, que transporta um impulso nervoso para longe de uma sinapse, ou uma célula efetora (célula muscular ou glandular) que responde ao impulso na sinapse. As sinapses é que determina as direções em que os sinais nervosos vão se distribuir pelo sistema nervoso. Algumas sinapses transmitem sinais de um neurônio para outro neurônio com mais facilidade, enquanto que outras transmitem sinais com mais dificuldades. Deve-se considerar também que sinais facilitadores e inibitórios vindos de diferentes áreas do sistema nervoso podem controlar a transmissão sináptica, algumas vezes abrindo as sinapses para a transmissão e, em outras, fechando-as. Portanto, as sinapses executam ação seletiva, algumas vezes bloqueando sinais fracos, enquanto permitem que sinais fortes passem e, em outros momentos, selecionando e amplificando determinados sinais fracos e, com frequência, transmitindo tais sinais em muitas direções em vez de restringi-los a direção única. A informação é transmitida para o sistema nervoso central. O armazenamento da informação é o processo chamado memória e é também função exercida pelas sinapses. Cada vez que determinados tipos de sinais sensórias passam por sequência de sinapses, essas sinapses ficam cada vez mais capazes de transmitir o mesmo tipo de sinal em outras oportunidades. Esse processo é chamado de facilitação. Tipos de sinapses: Uma sinapse é o contato entre duas células neuronais. Os potenciais de ação codificam a informação, que é processada no sistema nervoso central; e é por meio das sinapses que essa informação é transmitida de um neurônio para outro. Sinapses axodendríticas: Os contatos sinápticos mais comuns no SNC ocorrem entre um axônio e um dendrito, Sinapses axossomáticas: Um axônio também pode contatar outro neurônio diretamente na soma da célula(esse tipo de sinapse é muito menos comum no sistema nervoso central e é um poderoso sinal muito mais próximo do cone axonal). Sinapses axoaxônicas: Quando um axônio contata outro. As sinapses nervosas podem ser químicas ou elétricas: 7 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo Nas sinapses químicas, que são a grande maioria das sinapses interneuronais e todas as sinapses neura efetuadoras ocorre por meio de mediadores químicos denominados neurotransmissores (NT). Os NT são sintetizados pelos próprios neurônios e armazenados dentro de vesículas. Esse neurotransmissor, por sua vez, vai atuar em proteínas receptoras, presentes na membrana do neurônio subsequente, para promover excitação, inibição ou ainda modificar de outro modo a sensibilidade dessa célula. A maioria das sinapses utilizadas para a transmissão de sinais no SNC da espécie humana são sinapses químicas. Nas sinapses elétrica, a comunicação é física e nervosa que dispensa mediadores químicos; a neuro-transmissão é estabelecida através da passagem direta de íons por meio das junções abertas ou comunicantes. Os canais iônicos ficam acoplados e formas unidades funcionais denominadas conexinas. A transmissão da informação é muito rápida, mas oferece quase nenhuma versatilidade quanto ao controle da neurotransmissão. São particularmente úteis nas vias reflexas rápidas e nas respostas sincrônicas de alguns neurônios do SNC.As sinapses elétricas, são úteis para detectar a coincidência de despolarização subliminares simultâneas dentro de um grupo de neurônios interconectados; isso permite aumentar a sensibilidade neural e promover o disparo sincronizado de um grupo de neurônios interconectados. Obs: embora a maioria das sinapses do cérebro seja química, no SNC podem coexistir e interagir sinapses químicas e elétricas. Neurotransmissores envolvidos no processo de SNS: Um neurotransmissor é uma molécula liberada de uma vesícula sináptica, que excita ou inibe os neurônios pós-sinápticos, fibras musculares ou células glandulares. Existem cerca de 100 substâncias conhecidas ou suspeitas atuantes como transmissores sinápticos. Existem dois grupos distintos de transmissores simpáticos. Um dos grupos se constitui por: Neurotransmissores com moléculas e de ação rápida: são os que induzem as respostas mais agudas do sistema nervoso, como a transmissão de sinais sensorias para o encéfalo e dos sinas motores do encéfalo para os músculos. Ex: SÃO AMINOÁCIDOS MODIFICADOS, serotonina (percepçãosensitiva, regulação da temperatura, controle do humor, na apetite e no início do sono), dopamina (respostas emocionais, comportamentos de adição e experiências agradáveis), norepinefrina (funções de despertar e regulador 8 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo do humor), histamina, acetilcolina, epinefrina, aspartato (exerce efeito excitatório potente) e outros. Já o outro é formado por grande número de neuropeptídios, de tamanho molecular muito maior e que são em geral de ação muito mais lenta. Os neurotransmissores peptídicos de ação lenta ou fatores de crescimento: provocam ações mais prolongadas, como mudanças a longo prazo do número de receptores neuronais, abertura ou fechamento por longos períodos de certos canais iônicos e possivelmente também as mudanças a longo prazo do número ou dimensão das sinapses. Ex: as endorfinas (atua como analgésicos naturais do corpo), ocitocina, insulina, glucagon, prolactina, vasopressina e outros. Objetivo 4: compreender os mecanismos de transmissão dos impulsos nervosos e o papel da membrana celular no transporte de íons; a informação é transmitida para o SNC, em sua maior parte, na forma de potencias de ação, chamados simplesmente de IMPULSOS NERVOSOS que se propagam por sucessos de neurônios, um após o outro. Entretanto, além disso cada impulso: • Pode ser bloqueado, na sua transmissão de um neurônio para o outro; • Pode ser transformando de impulso único em impulsos repetidos; • Pode ainda ser integrado a impulsos vindos de outros neurônios, para gerar padrões de impulsos muito complexos em neurônios sucessivos. Todas essas funções podem ser classificadas como funções sinápticas dos neurônios. De maneira muito simples, um impulso nervoso (potencial de ação) é um sinal elétrico que se propaga ao longo da superfície da membrana de um neurônio. Com a chegada do potencial de ação (IMPULSO NERVOSO) no terminal, os canais de Ca++ abrem-se e ocorre a difusão de Ca++ para o interior do terminal. O aumento de Ca++ na parte intracelular estimula a exocitose dos NT para a fenda sináptica .Os NT ligam-se às moléculas receptoras da membrana pós-sinaptica e causam mudanças de permeabilidade iônica. O fluxo resultante de íons muda o potencial de membrana pós-sinaptico transitoriamente, causando uma resposta pós- sinaptica. Os NT por outro lado, são inativados por enzimas específicas, pois os neurotransmissores exocitados não podem permanecer ligados aos receptores permanentemente. O sistema de recepção precisa voltar rapidamente ao seu estado de repouso, prontificando-se para receber novas mensagens. Há três maneiras de inativar os mediadores químicos: 9 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo a) difusão lateral; b) degradação enzimática e c) recaptação pela membrana pré-sináptica via proteínas especificas de transporte (com consumo de ATP) e assistida pelos astrócitos. A acetilcolina é o único NT que não sofre recaptação. OBS: Em cada vesícula sináptica há centenas de moléculas de NT. Quando o impulso de um único PA chegar ao terminal, um certo número de vesículas é esvaziado. Se a freqüência dos PA aumentar, proporcionalmente, mais vesículas são liberadas, pois o aumento da atividade nervosa no terminal manterá os canais de Ca++ abertos por mais tempo. Por outro lado, se a freqüência dos PA se mantiver alta por muito tempo, poderá ocorrer falta de vesículas e a neurotransmissâo poderá falhar até que o estoque de NT seja reposto. Intermediária do problema 1 Continuação do caso de Alfredo. 1. Elucidar a anatomia e histologia do sistema nervoso parassimpático. Anatomia: Os corpos celulares dos neurônios pré-ganglionares da parte parassimpática estão localizados nos núcleos de quatro nervos cranianos no tronco encefálico (III, VII, IX e X) e nos cornos laterais da substância cinzenta, do segundo até o quarto segmentos da parte sacral da medula espinal. Por essa razão, a parte parassimpática e os axônios dos neurônios pré-ganglionares parassimpáticos são conhecidos como parte crânio-sacral e os axônios dos neurônios pré-ganglionares parassimpáticos são chamados de fluxo crânio-sacral. O fluxo parassimpático craniano consiste em axônios pré-ganglionares que se estendem a partir do tronco encefálico, em quatro nervos cranianos. Este,possui quatro pares de gânglios e os gânglios associados ao nervo vago (X). Os quatro pares de gânglios parassimpáticos cranianos inervam as estruturas na cabeça e estão localizados próximo aos órgãos que inervam: gânglios ciliares, gânglios pterigopalatinos, os gânglios submandibulares ,os gânglios óticos. O restante dos gânglios terminais não tem nomes específicos. Como os gânglios terminais estão localizados próximo da parede ou na parede dos órgãos viscerais, os axônios pré-ganglionares parassimpáticos são longos, em comparação com os axônios pós-ganglionares parassimpáticos, que são curtos. O fluxo parassimpático sacral consiste em axônios pré-ganglionares nas raízes anteriores do segundo ao quarto nervos sacrais (S2-S4). Axônios 10 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo dos neurônios pré-ganglionares da parte parassimpática passam para os gânglios terminais próximo ou dentro de um efetor visceral). No gânglio, o neurônio pré-ganglionar normalmente faz sinapse com apenas quatro ou cinco neurônios pós-ganglionares, todos os quais inervam um único efetor visceral, permitindo que as respostas parassimpáticas fiquem restritas a um único efetor. Os axônios de neurônios simpáticos e parassimpáticos formam redes entrelaçadas chamadas de plexos autônomos. O abdome e a pelve também contêm plexos autônomos importantes: O plexo celíaco é o maior plexo autônomo e envolve o tronco celíaco. O plexo contém dois grandes gânglios celíacos, dois gânglios aórtico-renais e uma densa rede de axônios autônomos, e é distribuído para o estômago, baço, pâncreas, fígado, vesícula biliar e medula das glândulas suprarrenais. O plexo mesentérico superior contém o gânglio mesentérico superior e inerva o intestino delgado e a parte proximal do colo. O plexo mesentérico inferior contém o gânglio mesentérico inferior, que inerva a parte distal do colo e o reto. Axônios de alguns neurônios pós-ganglionares simpáticos, provenientes do gânglio mesentérico inferior, também se estendem pelo plexo hipogástrico, com localização anterior à quinta vértebra lombar, para suprir a bexiga urinária e os órgãos genitais. O plexo renal contém o gânglio renal e supre as artérias renais dentro dos rins e dos ureteres. HISTOLOGIA: células de schwann. São células alongadas, possui a mesma função dos oligodendrócitos e faz parte do sistema nervoso periférico. Também são denominadas neurolemócitos e são células planas que envolvem os axônios do SN(PERIFÉRICO). As células de schwann formam a bainha de mielina em torno dos axônios. Cada célula de schwann mieliniza um único axônio. Uma única célula de schwann também pode envolver até 20 ou mais axônios não mielinizados (axônios que não tem bainha de mielina). As células de schwann participam na regeneração do axônio, que é mais facilmente realizada no Sistema Nervoso Periférico do que no sistema nervoso central. Células satélites: são células planas, pequenas, achatadas, que circundam os corpos celulares dos neurônios dos gânglios do sistema nervoso periférico. AS CÉLULAS SATÉLITES tem como função: manter um microambiente controlado ao redor do neurônio, isolamento elétrico, proporciona um suporte estrutural, as células satélites regulam a 11 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo troca de substâncias entre os corpos celulares dos neurônios e o liquido intersticial. Essas células possuem núcleo heterocromático. Células do tecido nervoso As células do sistema nervoso dividem-se em: • Neurônios – os quais são responsáveis pelas funções receptivas. • Células da Glia ou Neuróglia – as quais são responsáveis pela sustentaçãoe pela proteção dos neurónios. Os Neurônios Os neurônios são as células responsáveis pela recepção e transmissão dos estímulos do meio (interno e externo), possibilitando ao organismo a execução de respostas adequadas para a manutenção da homeostase. Para exercerem tais funções, contam com duas propriedades fundamentais: a excitabilidade e a condutibilidade. Excitabilidade é a capacidade que permite a uma célula responder a estímulos, sejam eles internos ou externos. Portanto, excitabilidade não é uma resposta, mas a propriedade que torna a célula apta a responder. Essa propriedade é inerente aos vários tipos celulares do organismo. No entanto, as respostas emitidas pelos tipos celulares distintos também diferem umas das outras. A resposta emitida pelos neurônios assemelha-se a uma corrente elétrica transmitida ao longo de um fio condutor: uma vez excitados pelos estímulos, os neurônios transmitem essa onda de excitação – chamada de impulso nervoso – por toda a sua extensão em grande velocidade e em um curto espaço de tempo. Esse fenômeno deve-se à propriedade de condutibilidade.Para compreendermos melhor as funções de coordenação e regulação exercidas pelo sistema nervoso, precisamos primeiro conhecer a estrutura básica de um neurônio e como a mensagem nervosa é transmitida. Os neurônios são considerados a unidade básica do sistema nervoso. Estas são as verdadeiras células condutoras do tecido nervoso, as responsáveis pela recepção e pela transmissão dos impulsos nervosos sob a forma de sinais eléctricos. Estas células não têm a capacidade de se regenerar. Os neurônios são compostos pelo corpo celular ou pericário, dendritos e axônios. • Pericário ou corpo celular: é nesta estrutura que se dá a sintese proteica, sendo também nesta aqui que ocorre a convergencia das correntes eléctricas geradas na árvore dendrítica. Cada corpo celular 12 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo neuronal contém apenas um núcleo que se encontra no centro da célula. É também nesta estrutura que estão alojadas todas as funções celulares em geral. • Dendritos: São prolongamentos especializados em receber e transportar os estimulos das células sensoriais, dos axônios, e de outros neurônios. Possuem múltiplas ramificações e extremidades arborizadas, o que lhes dá a capacidade de receber multiplos estimulos de vários neurônios de maneira simultânea. • Axônios: são prolongamentos únicos especializado na condução de impulsos, que transmitem informações do neurônio para outras células (nervosas, musculares, glandulares). Normalmente existe apenas um único axônio em cada neurônio. Classificação dos neurônios: Os neurônios podem ser divididos e classificados segundo algumas caracteristicas particulares como a forma e a função. Quanto à forma: • Multipolares: possuem vários dendritos e um axônio • Bipolares: possuem um dendrito e um axônio. • Pseudo-unipolares: apresentam próximo ao corpo celular, prolongamente único, mas este se divide em dois, dirigindo-se um ramo para a periferia e outro para o sistema nervoso central. Quanto à função: • Motores (eferentes): controlam órgãos efetores, como glândulas e fibras musculares. • Sensoriais (aferentes): recebem estímulos do organismo ou do ambiente. • Interneurônios: estabelecem conexões entre outros neurônios, formando circuitos complexos. As células da glia As células da glia possuem a função de envolver e nutrir os neurônios, mantendo-os unidos. Os principais tipos de células desta natureza são os astrócitos, oligodendrócitos, micróglias e células de Schwann. • Astrócitos: têm a forma de estrela, com inúmeros prolongamentos; em grande quantidade, apresentam-se sob duas formas: astrócitos protoplasmáticos, localizados na substância cinzenta; e astrócitos fibrosos localizados na substância branca. Têm como funções sustentação, participam da composição iônica e molecular do ambiente extracelular dos neurônios. Alguns astrócitos apresentam prolongamentos chamados pés vasculares, que se expandem sobre os 13 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo capilares sanguíneos. Admite-se que esses prolongamentos transferem moléculas e íons do sangue para os neurônios. • Oligodendrócitos: produzem as bainhas de mielina que servem de isolantes elétricos para os neurônios do SNC. Os oligodendrócitos têm prolongamentos que se enrolam em volta dos axônios, produzindo a bainha de mielina. • Micróglia: células pequenas com poucos prolongamentos, presentes tanto na substância branca, como na substância cinzenta. São células fagocitárias e derivam de precursores trazidos da medula óssea pelo sangue, representando o sistema mononuclear fagocitário no sistema nervoso central. • Células de Schwann: as células de Schwann têm a mesma função dos oligodendrócitos, porém se localizam em volta do sistema nervoso periférico. Cada célula de Schwann forma uma bainha de mielina em torno de um segmento de um único axônio. Ao contrário, os oligodendrócitos têm prolongamentos por intermédio dos quais envolvem diversos axônio. Essa bainha de mielina atua como isolante elétrico e contribui para o aumento da velocidade de propagação do impulso nervoso ao longo do axônio, porém, não é contínua, entre uma célula de Schwann e outra existe uma região de descontinuidade da bainha, o quacarreta a existência de uma constrição (estrangulamento) denominada nódulo de Ranvier. Existem axônios em que as células de Schwann não formam a bainha de mielina. Por isso, há duas variedades de axônios: os mielínicos e os amielínicos. Em uma fibra mielinizada, temos três bainhas envolvendo o axônio: bainha de mielina (de natureza lipídica), bainha de Schwann e o endoneuro. 2. Explicar a fisiologia do SNAP no que tange a homeostase corporal. Fisiologia: Os receptores nicotínicos estão presentes nas membranas plasmáticas dos dendritos e dos corpos celulares dos neurônios pós- ganglionares simpáticos e parassimpáticos. Os receptores muscarínicos estão presentes nas membranas plasmáticas de todos os efetores (músculo liso, músculo cardíaco e glândulas) inervados pelos axônios pós- ganglionares parassimpáticos. A ativação dos receptores nicotínicos pela ACh produz despolarização e, portanto, a excitação da célula pós- ganglionar — que pode ser um neurônio pós-ganglionar, um efetor autônomo ou uma fibra muscular esquelética. A ativação dos receptores muscarínicos pela ACh, algumas vezes, produz despolarização (excitação) e, 14 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo outras vezes, produz a hiperpolarização (inibição), dependendo do tipo específico de célula que possui os receptores muscarínicos. Por exemplo, a ligação da ACh aos receptores muscarínicos inibe (relaxa) os esfíncteres de músculo liso no trato gastrointestinal. Em comparação, a ACh excita os receptores muscarínicos nas fibras musculares lisas presentes na camada circular da íris, provocando sua contração. Como A acetilcolina é inativada rapidamente pela enzima acetilcolinesterase (AChE), os efeitos provocados pelos neurônios colinérgicos são breves. Ao contrário das atividades de luta ou fuga da parte simpática, a parte parassimpática intensifica as atividades de repouso e digestão. As respostas parassimpáticas sustentam as funções corporais que conservam e restauram a energia do corpo durante os períodos de repouso e recuperação. Nos intervalos de calma entre os períodos de exercício, os impulsos parassimpáticos para as glândulas digestivas e para o músculo liso do trato gastrointestinal predominam sobre os impulsos simpáticos.Isso permite que os alimentos fornecedores de energia sejam digeridos e absorvidos. Os efeitos da estimulação simpática são mais duradouros e mais difundidos do que os efeitos da estimulação parassimpática..O acrônimo SLUDD é útil na recordação das cinco respostas parassimpáticas. Significa salivação (S), lacrimação (L), urinação (micção) (U), digestão (D) e defecação (D). Todas essas atividades são estimuladasprincipalmente pela parte parassimpática. Além de aumentar as respostas SLUDD, outras respostas parassimpáticas importantes são as “três reduções”: redução da frequência cardíaca, redução do diâmetro das vias respiratórias (brônquio-constrição) e redução do diâmetro (constrição) das pupilas. 3. Diferenciar os aspectos do SNAS com o SNAP correlacionando com os sintomas de Alfredo. REFERÊNCIA: TORTORA Diferentemente das atividades de luta ou fuga da parte simpática, a parte parassimpática intensifica as atividades de repouso e digestão. As respostas parassimpáticas sustentam as funções corporais que conservam e restauram a energia do corpo durante períodos de repouso e recuperação. Nos intervalos de quietude, entre períodos de exercícios, os impulsos parassimpáticos para as glândulas e o músculo liso do sistema digestório predominam sobre os impulsos simpáticos. Isso possibilita a digestão e a absorção dos alimentos que fornecem energia. Ao mesmo tempo, as respostas parassimpáticas diminuem as funções do corpo que sustentam a atividade física. O acrônimo SLUDD pode ser útil para lembrar-se das 15 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo cinco respostas parassimpáticas: salivação (S), lacrimejamento (L), urina (micção) (U), digestão (D) e defecção (D). Todas essas atividades são estimuladas principalmente pela parte parassimpática. Outras respostas parassimpáticas importantes são as ‘’ três reduções’’: redução da frequência cardíaca, redução do diâmetro das vias respiratórias (broncoconstrição) e diminuição do diâmetro das pupilas (miose). As fibras parassimpáticas nos nervos vago e glossofaríngeo controlam a secreção da saliva, o ritmo da frequência cardíaca, a secreção gástrica e pancreática e muitas das contrações da parte superior do tubo gastrintestinal, e as fibras parassimpáticas, de origem sacral, controlam o esvaziamento da bexiga e do reto (TORTORA; DERRICKSON, 2016). O SNA parassimpático no coração promove bradicardia e vasoconstrição das coronárias, nos vasos periféricos promove a vasodilatação, no canal alimentar o aumento do peristaltismo e abertura dos esfíncteres (receptor adrenérgicos alfa e beta2) nas glândulas salivares aumento do volume da secreção e fluidez (receptor adrenérgicos alfa e beta2) e na bexiga a contração do musculo detrusor(ação no esvaziamento da bexiga, receptor adrenérgicos alfa e beta2). Os órgãos com inervação dupla são os que são inervado pelo simpático e parassimpático, os efeitos podem ser: antagônicos, complementares e cooperativos. No antagônico temos as pupilas que no simpático promove a dilatação e no parassimpático a contração, no coração o SNAS aumento da FC e SNAP diminuição da FC, no trato digestório o SNAS inibição e no SNAP estímulo. No cooperativo temos as glândulas salivares que no simpático promove uma saliva espessa e na parassimpática saliva aquosa. Obs: A operação da PESN, o “cérebro do intestino”, é involuntária. Outrora considerada parte da DASN(Divisão Autônoma do Sistema Nervoso), a PESN consiste em aproximadamente 100 milhões de neurônios, dispostos nos plexos entéricos, que se estendem por quase todo o comprimento do trato gastrointestinal (GI). Os neurônios motores entéricos governam a contração do músculo liso do trato GI para impulsionar o alimento pelo trato GI, as secreções dos órgãos do trato GI, como o ácido do estômago e a atividade das células endócrinas do trato GI, que secretam hormônios, hormônio esse como a serotonina. Dessa forma, os sintomas apresentados por Alfredo, que tem relação com o sistema nervoso parassimpático, foi a sua polifagia anormal e a sua vontade instantânea de defecar. Contudo, logo após esse quadro, Alfredo 16 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo ainda sentiu uma vontade de dormir imediatamente. Tirando um ‘’cochilo’’ de duas horas. 4. Descrever o processo de sinapses envolvidas no SNAP. Os neurônios estabelecem comunicações entre si por meio de estruturas denominadas sinapses nervosas. A comunicação entre os neurônios motor e as células musculares ocorre por meio da junção neuromuscular. As sinapses nervosas podem ser químicas ou elétricas. MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA Liberação dos NT Com a chegada do PA no terminal, os canais de Ca++ voltagem dependentes abrem-se e ocorre a difusão de Ca++ para o interior do terminal. O aumento de Ca++ intracelular estimula a exocitose dos NT para a fenda sináptica. Os NT ligam-se a receptores da membrana pós-sinaptica e causam mudanças de permeabilidade iônica. O fluxo resultante de íons muda o potencial de membrana pós-sináptico transitoriamente, causando uma resposta pós- sinaptica. Os NT por outro lado, são inativados por enzimas específicas. A neurotransmissâo química é quântica: A unidade elementar da neurotransmissâo química é o efeito causado pelos NT contidos em uma vesícula. Como cada vesícula contém a mesma quantidade de NT, a resposta pós-sinaptica é quântica, ou seja, a amplitude do potencial pós- sináptico será sempre o múltiplo da resposta causada por uma única vesícula. Como desativas a neurotransmissâo: Os NT (ou os neuromoduladores) exocitados não podem permanecer ligados aos receptores permanentemente. O sistema de recepção precisa voltar rapidamente ao seu estado de repouso, prontificando-se para receber novas mensagens. Há três maneiras de inativar os mediadores químicos: a) difusão lateral; b) degradação enzimática e c) recaptação pela membrana pré-sináptica via proteínas especificas de transporte (com consumo de ATP) e assistida pelos astrócitos. A acetilcolina é o único NT que não sofre recaptação. Os neurônios possuem dois tipos de NT: Se o NT causar despolarização na membrana pós-sináptica, o NT e a sinapse são chamados de excitatórios. Mas, se causarem hiperpolarização são chamados de inibitórios. Há vários tipos de NT excitatórios e inibitórios. 17 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo O potencial pós-sináptico despolarizante é denominado potencial pós- sináptico excitatório (PEPS) e o hiperpolarizante, potencial pós- sináptico inibitório (PIPS). Os PEPS e PIPS são, portanto, alterações localizadas no potencial de membrana causadas por aberturas de canais iônicos dependentes de NT. Os PEPs e os PIPs são respostas elétricas de baixa voltagem e as respectivas amplitudes dependem da quantidade de NT. Os potenciais pós-sinápticos são eventos elétricos causados pela abertura de canais iônicos NT dependentes cuja amplitude é baixa, mas variável. Já os PA são eventos elétricos do tipo tudo-ou-nada (amplitude e duração constantes) causados pela abertura de canais iônicos (Na e K) voltagem dependentes. OS NT agem sobre dois tipos de receptores pós-sinápticos Receptores ionotrópicos: possuem sítios de recepção para os NT localizados em um canal iônico com comporta. Quando o NT se liga ao sítio receptor ocorre uma mudança de conformação espacial resultando na abertura (ou fechamento) de poro iônico. Receptores metabotrópicos: são moléculas que possuem sítios para os NT, mas que não são canais iônicos. A formação do complexo NT- receptor inicia reações bioquímicas que culmina com a abertura indireta dos canais iônicos. Nesse caso o receptor pós-sinaptico ativa uma proteína reguladora chamada proteína G que por sua vez, aciona uma outra proteína chamada efetuadora que efetivamente, poderá mudar a conformação de um canal iônico ou então, ativar uma enzima chave que modifica o metabolismo do neurônio pós-sinaptico. Esses tipos de receptores ativam uma reação em cascata e usam um segundo mensageiro (o primeiro é NT). Assim, nas sinapses em que os NT agem diretamente sobre receptores ionotrópicos, a neurotransmissâo é bastante rápida e nas sinapses mediadas por receptores metabotrópicos a comunicação é mais demorada. A proteína G é uma molécula que fica ancorada na membrana citoplasmática e possui três subunidades (α,β e δ). Quando ela está em repouso, a unidade α está ligada a uma molécula de GDP. Quando o NT 18 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo se liga ao receptor, a proteína G troca a molécula de GDP pelo GTP e a subunidade α desliza-se pela membrana até encontrar uma molécula efetora. Por exemplo, quando a acetilcolina liberada pelos terminais nervosos se liga ao seu receptor nas fibras musculares cardíacas, a subunidade α age abrindo os canais de K e a sua saída e causa PIPS. A hiperpolarização torna a fibra cardíaca menos excitável e como conseqüência, ocorre a redução na freqüência de batimento do coração. Propriedades das comunicações neurais 1) Facilitação. Quando o neurônio estimula o outro com uma freqüência elevada durante um certo intervalo de tempo, a membrana pós-sináptica passa a responder com maior amplitude a cada estímulo isolado. Em outras palavras, ela fica mais fácil de ser despolarizada até o seu limiar (torna-se mais excitável). 2) Fadiga sináptica. Se os estímulos de alta freqüência se prolongarem, a membrana pós- sinaptica apresenta fadiga, resultando na suspensão temporária da transmissão nervosa, devido ao esgotamento do NT e à inativação dos receptores pós-sinapticos. 3) Potenciação pós-tetânica. É uma forma de facilitação sináptica mais prolongada. Logo após a fadiga sináptica, a membrana pós-sinaptica se torna excessivamente sensível à estimulação. Supõe-se que o acúmulo de Ca++ dentro dos terminais pré-sinápticos facilite a liberação dos NT. 4) Potenciação em longo prazo (LTP). A potenciação pós-tetânica decai dentro de poucos minutos, mas em algumas sinapses centrais (como no hipocampo) o processo é mantido por longo tempo e parece estar associada à base da aprendizagem e memória. 5) Condução unidirecional. A condução dos impulsos nervosos através das sinapses se dá apenas unidirecionalmente, dos botões terminais para a membrana pós-sinaptica, nunca em sentido contrário, garantido o fluxo unidirecional das informações. Uma exceção é a ação de do neurotransmissor, NO que age do neurônio pós-sináptico para a o pré- sináptico. Um neurônio pode regular a excitabilidade de outro neurônio por meio de neurônios inibitórios 19 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo NEUROTRANSMISSORES E NEUROMODULADORES Um NT tem como características típicas: 1. ser sintetizado pelos neurônios pré-sinápticos; 2. ser armazenado dentro de vesículas e armazenados nos terminais axônicos; 3. ser exocitados para a fenda sináptica com a chegada do PA; 4. possuir receptores pós-sinápticos cuja ativação causa potenciais pós- sináptico (excitatórios ou inibitórios); 5. uma vez purificado, mimetizar os mesmos efeitos fisiológicos. Geralmente, um neurônio produz apenas um tipo de NT, excitatório ou inibitório. Não raro, entretanto, ele pode sintetizar e secretar dois tipos de mediadores químicos: um NT e outro neuromodulador. Esse último tem a função de regular o nível de excitabilidade da membrana pós-sinaptica. Neurotransmissor Receptor Agonistas Antagonistas Tanto nos gânglios do SNPA simpático como nos do SNPA parassimpático ocorrem sinapses químicas entre os neurônios pré-gânglionares e pós- gânglionares. Nos dois casos, a substância neurotransmissora da sinapse é a acetilcolina. ACETILCOLINA A Ach é um NT clássico e o primeiro a ser descoberto. Atua como mediador de várias Colina sinapses nervosas centrais e periféricas. Os neurônios colinérgicos possuem a ACenzima-chave a acetilcolina transferase que Transportador h de ACh transfere um grupo acetil do acetil-CoA à colina. O neurônio também sintetiza a enzima acetilcolinesterase (AchE) que é secretada para a fenda sináptica e degrada o NT em colina e ácido acético. A colina é recaptada e reutilizada para síntese de novos NT. Venenos como o gás dos nervos e os inseticidas organofosforados inibem a ação da AchE. Esse efeito leva a uma exacerbação da atividade parassimpática e da atividade colinérgica sobre a musculatura esquelética. TUTORIA 2- FUNÇÕES BIOLÓGICAS OBJETIVO 1: ELUCIDAR A ELETROFISIOLOGIA DO CORAÇÃO E A FUNCIONALIDADE DO ECG; A fisiologia do coração 20 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo O coração tem o papel de uma bomba hidráulica. O papel do coração como bomba, é mudar, é variar a pressão, para poder gerar um fluxo. O sistema é fechado, onde o fluxo é o sangue! Temos ‘’dois corações’’, coração direito= circulação pulmonar e coração esquerdo= circulação sistêmica Bomba cardíaca: para que seja eficiente a contração do músculo cardíaco, é necessário a efetividade da pré-carga e a pós-carga. A pré-carga refere-se à força que estira as fibras musculares, ou seja, o volume sanguíneo que entrará na câmara cardíaca. Quanto maior for esse volume, maior a pré- carga, maior a contratilidade do coração (lei de Frank-Starling) e maior o débito cardíaco. A pós-carga é a resistência que o sangue enfrentará. E isso depende dos tônus dos vasos, da resistência vascular periférica. Quanto maior a pós-carga, menor o debito cardíaco. NA FISIOLOGIA ABORDAMOS O CICLO CARDÍACO. O coração consiste em duas bombas separadas que atuam juntas, uma na porção esquerda e outra na direita. Em cada uma, uma bomba de enchimento – o átrio ou aurícula – e uma de potência – o ventrículo. As bombas de enchimento preenchem os ventrículos com sangue e as bombas de potência ventriculares produzem a principal força que origina a circulação sanguínea pelas artérias pulmonares e sistêmicas. O termo Ciclo Cardíaco se refere ao processo de bombeamento repetitivo que se inicia com o começo da contração muscular cardíaca e acaba com o início da próxima contração. O termo sístole significa contrair e diástole significa dilatar. A sístole auricular é a contração do miocárdio auricular e a diástole auricular é o relaxamento do miocárdio auricular. Da mesma maneira para a sístole e diástole ventriculares. Um detalhe, é que quando os dois termos são usados sem referência à câmara especifica, dizem respeito ao ventrículo. Portanto, as células marcapasso, responsáveis pela geração e condução dos estímulos elétricos. O controle da atividade cardíaca é feito sistema nervoso simpático e parassimpático. O nó sinoatrial (NSA) é o marcapasso cardíaco e controla o ritmo das contrações O ciclo cardíaco é iniciado através de um potencial de ação do nó sinoatrial, que se difunde 21 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo pelos átrios, provocando a sua contração. Em seguida, o impulso atinge o nó atrioventricular (NAV) em que há um atraso do impulso, permitindo a passagem do sangue dos átrios para os ventrículos. Por último, o impulso alcança as fibras de Purkinje e se disseminam pelos ventrículos, permitindo a sua contração. Antes do início da sístole, os átrios e os ventrículos estão relaxados, os ventrículos estão repletos de sangue, as válvulas semilunares estão encerradas e as válvulas atrioventriculares (AV) estão abertas. Quando começa a sístole, a contração dos ventrículos aumenta as pressões ventriculares, o que leva o sangue a refluir no sentido no sentido do átrio fechando as válvulas AV. Enquanto a contração continua, as pressões ventriculares continuam se elevando, mas nenhum sangue sai, pois todas as válvulas estão fechadas. Este pequeno intervalo antes da sístole é denominado período de contração isovolumétrica, uma vez que o volume sanguíneo no ventrículo não se altera. Conforme os ventrículos continuam a se contrair, as pressões ventriculares superam as pressões da artéria pulmonar e da aorta, o que leva a que, durante o período de ejeção, as válvulas semilunares sejam forçadas a abrir e deixarem o sangue sair dos ventrículos para aquelas artérias. A aorta é uma artéria muito elástica, de forma que a medida que o sangue entra neste vaso, há uma distensão para acomodar esse volume. Assim, quanto mais a aortase distende, menor a diferença de pressão entre este vaso e o ventrículo esquerdo. Quando as pressões se igualam, não há mais ejeção de sangue. No início da diástole, os ventrículos relaxam e a pressão ventricular cai abaixo das pressões da artéria pulmonar e da aorta. Dessa maneira o sangue começa a refluir em direção aos ventrículos levando a que as válvulas semilunares se fechem. Com isso, todas as válvulas cardíacas ficam fechadas e nenhum sangue entra nos ventrículos durante o período de relaxamento isovolumétrico. No decurso da sístole ventricular e do período de relaxamento isovolumétrico, os átrios relaxam e recebem o sangue advindo das veias. Durante o relaxamento gradual dos ventrículos, as pressões ventriculares se tornam inferiores às auriculares, as válvulas AV se abrem e o sangue flui dos átrios para os ventrículos relaxados. A porção terminal do enchimento ventricular é um processo ativo que depende do aumento da pressão auricular decorrente da contração dos átrios. RESUMÃO DELICINHA DA BAHIA-→ NA SÍSTOLE VENTRICULAR: CONTRAÇÃO ISOVOLUMÉTRICA (O VOLUME NÃO SE ALTERA, O VOLUME É IGUAL), EJEÇÃO RÁPIDA (70% DO VOLUME VENTRICULAR). 22 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo DIÁSTOLE VENTRICULAR: EJEÇÃO LENTA (30% DO VOLUME VENTRICULAR), EFEITO WINDKESSEL E O RELAXAMENTO ISOVOLUMÉTRICO. ENCHIMENTO VENTRICULAR: ENCHIMENTO RÁPIDO, ENCHIMENTO LENTO (DIÁSTASE) E A CONTRAÇÃO ATRIAL < 20% DO VOLUME. SEELEY, Rod; STEPHENS, Trent; TATE, Philip – Anatomia & Fisiologia. 6ª Ed. Lisboa: Editora Lusodidacta, 2005. MECANISMO DE FRANK-STARLING: TODO SANGUE QUE CHEGA NO CORAÇÃO INDEPENDENTE DO QUANTO DE VOLUME FOR, SE O CORAÇÃO ESTIVER BEM, EM RELAÇÃO AO SEU ESTADO FISIOLÓGICO, ESSE SANGUE VAI SER EJETADO. A eletrofisiologia é a especialidade da cardiologia que trata dos distúrbios do ritmo do coração. Algumas células cardíacas são especializadas em gerar potenciais elétricos e transmiti-los para todas as demais células. O nó sinoatrial é responsável por gerar o impulso elétrico. As várias fases do potencial de ação das células cardíacas dependem das variações de permeabilidade para os íons de sódio, potássio e cálcio. Existem células que tem uma resposta rápida (células musculares do átrio e ventrículo) e os de resposta lenta (nó sinoatrial e atrioventricular). O impulso ao ser gerado no nó sinusal (marca- passo do coração), será transmitido para o átrio e depois par o nó atrioventricular que será transmitido para os ventrículos, através do feixe de his (ramos direito e esquerdo) e das fibras de purkinje. Na eletrofisiologia temos a resposta rápida. A resposta rápida é dividida em 5 fases: fase 0, fase 1, fase 2, fase 3 e fase 4. Fase 0: anteriormente a esta fase, a célula encontra-se em repouso, e nesse estado possui baixa permeabilidade para o sódio e cálcio. A célula está em potencial de repouso, em -90Mv, e quando sofre variação para -65mV, as propriedades das membranas se alteram e os canais rápidos de sódio ativados por voltagem se abrem, o que permite o influxo de sódio. Fase 1: nessa fase, as células apresentam uma repolarização parcial, que se deve à corrente transiente de efluxo de potássio. Fase 2: essa é a fase do platô, onde haverá abertura de canais de cálcio e potássio. Nessa fase o gradiente de concentração de potássio é 23 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo praticamente a mesma da fase 4, entretanto a voltagem da membrana está positiva. Fase 3: como o efluxo de potássio, a célula cardíaca começa a exceder o influxo de cálcio. Essa corrente transiente de efluxo ajudam a iniciar a repolarização. Fase 4: nessa fase há restauração das concentrações iônicas dentro da célula, ou seja, a célula retorna para o potencial de repouso. Na eletrofisiologia temos a resposta lenta. A resposta lenta possui 4 fases: fase 0, fase 2, fase 3 e fase 4. Em relação a resposta rápida, na reposta lenta a despolarização é bem menos rápida, não há repolarização inicial (fase 1), o platô é menos longo e não tão estável e a transição do platô para a repolarização final é menos distinta. A despolarização é produzida pelo influxo de Ca++ pelos canais de CA++ do tipo L, em vez do influxo de Na+. A repolarização é produzida nessas fibras pela inativação dos canais de Ca++ e pelo aumento da condutância do K+ pelos canais iK e Ik. ECG: É O POSICIONAMENTO DE ELETRODOS QUE VAI FUNCIONAR COMO UMA CÂMERA. ONDA P: DESPOLARIZAÇÃO ATRIAL COMPLEXO QRS: DESPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR ONDA T: REPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR Funcionalidade do ECG: FONTE TORTORA o ECG FORNECE UM COMPOSTO DE TODOS OS POTENCIAIS DE AÇÃO GERADOS PELAS CÉLULAS NODAIS E CONTRÁTEIS. A condução do estímulo elétrico pode ser registrada por um exame chamado ECG. Esse exame registra os traçados que, ao serem analisados, possibilitam identificar ritmos cardíacos anormais, na detecção de aumento do coração, na determinação de dano em determinadas regiões do coração e na identificação da causa da dor torácica e intervir precocemente em patologias potencialmente fatais como o infarto agudo do miocárdio (ocorre quando um coágulo bloqueia o fluxo sanguíneo para o coração). Sendo assim, reafirmo que os motivos para tal importância estão no fato de refletir a saúde cardiovascular e apontar para algumas anormalidades cardíacas. 24 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo OBJETIVO 2: EXPLICAR O CICLO CARDIACO E SUAS ETAPAS; FONTE: TORTORA Um único ciclo cardíaco compreende todos os eventos associados a um batimento cardíaco no ciclo cardíaco normalmente, os dois átrios se contraem, enquanto que os dois ventrículos relaxam. Em seguida, enquanto os dois ventrículos se contraem, ocorre relaxamento dos dois átrios. A sístole= contração refere-se à fase de contração de uma câmara do coração; a diástole= dilatação ou expansão refere-se a fase de relaxamento. Sendo assim, o ciclo cardíaco é dividido nas seguintes etapas: ➢ PERIODO DE RELAXAMENTO: no final de um ciclo cardíaco, quando os ventrículos começam a relaxar, todas as quatro câmaras estão em diástole. Este é o início do período de relaxamento. Conforme os ventrículos relaxam, a pressão no interior das câmaras cai e o sangue começa a fluir no tronco pulmonar e da aorta de volta aos ventrículos. À medida que esse sangue fica retido nas válvulas semilunares, as valvas da aorta e do tronco pulmonar se fecham. Simultaneamente os ventrículos continuam relaxando, o espaço interno se expande, e a pressão cai. Quando a pressão ventricular cai abaixo da pressão atrial, as valvas AV abrem-se, e começa o enchimento ventricular (75%) ocorre imediatamente após a abertura das valvas AV, sem sístole atrial. ➢ SÍSTOLE ATRIAL (CONTRAÇÃO): a sístole atrial marca o final do período do relaxamento e responde pelos (25%) restante do sangue que enche os ventrículos. Durante todo o período de enchimento ventricular, as valvas AV ainda estão abertas, enquanto que as valvas da aorta e do tronco pulmonar ainda estão fechadas. ➢ SÍSTOLE VENTRICULAR (CONTRAÇÃO): a contração ventricular força o sangue contra as valvas AV, levando-as a fechar. Por um período muito curto de tempo, todas as quatro valvas estão novamente fechadas. À medida que a contração ventricular prossegue, a pressão no interior das câmaras aumenta acentuadamente. Quando a pressão do ventrículo esquerdo eleva-se acima da pressão existente nas artérias, tanto a valva do tronco pulmonar quanto a valva da aorta se abrem, e começa a ejeção de sangue pelo coração. Isso dura até o início do relaxamento dos ventrículos. Em seguida, as valvas do tronco pulmonar e da aorta se fecham, e começa outro ciclo de relaxamento. 25 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo OBJETIVO 3: EXPLANAR AS DETERMINANTES DA PRESSÃO SANGUÍNEA; fonte: ARAUJO Para GUYTON (1984) pressão é a força exercida pelo sangue circulante contra qualquerárea unitária da parede vascular. Esse mesmo conceito é adotado por ROMERO (1968), que considera ser a pressão sangüínea aquela transmitida pelo sangue circulante às paredes das artérias, relacionando cinco fatores determinantes da PA: débito cardíaco e energia da contração ventricular; quantidade de sangue circulante, volemia; qualidade do sangue e viscosidade sangüínea; elasticidade das artérias ou resistência central; tonicidade e permeabilidade das arteríolas pré-capilares ou resistência periférica. GUYTON (1984) considera que a PA tem uma relação básica com o débito cardíaco e a resistência periférica total, que pode ser representada como: Pressão arterial = Débito cardíaco + Resistência periférica total. Em 1985, o mesmo autor adiciona mais um fator, a pressão do átrio direito (PAD), de forma que PA = DC x RPT + PAD. Alterações mais permanentes e profundas dos valores da PA são causadas por atividades físicas e estresse prolongados. Isto é, indivíduos submetidos a trabalhos que causem estresse mental têm alterações permanentes da pressão arterial, estando já bem comprovada a relação entre hipertensão arterial e atividade econômica exercida (RIBEIRO et al., 1981). A idade é outro fator que leva a variações nos valores da pressão arterial, sendo mais baixos na criança e mais elevados no idoso (GUYTON, 1984). FATORES DETERMINATES DA PA A PRESSÃO ARTERIAL É DENOMINADA PELA RELAÇÃO DA PA= DC X RP. O Débito cardíaco é a resultante do volume sistólico (VS) multiplicado pela frequência cardíaca (FC). - O volume sistólico é a quantidade de sangue que é expelida do ventrículo cardíaco em cada sístole (contração). - As variações dos débitos cardíacos são grandes, sendo em média de 5 a 6 litros por minuto, podendo chegar a 30 litros por minuto durante um exercício físico. A Resistência periférica é representada pela vasocontrabilidade da rede arteriolar. 26 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo - Este fator importante na regulação da PA mínima ou diastólica - É dependente das fibras musculares na camada média dos vasos, dos esfíncteres pré-capilares e de substância humorais como a angiotensina e catecolamina. A distensibilidade é uma característica dos grandes vasos, principalmente da aorta que possuem grande quantidade de fibras elásticas. - Em cada sístole o sangue é impulsionando para a aorta, acompanhada de uma apreciável energia cinética, que é em parte absorvida pela parede do vaso, fazendo com que a corrente sanguínea progrida de maneira continua. - A diminuição da elasticidade da aorta, como ocorre em pessoa idosas, resulta de aumento da Pressão sistólica sem elevação da diastólica. A volemia interfere de maneira direta e significativa nos níveis de PA sistólica e diastólica; - Com a redução da volemia, que ocorre na desidratação e hemorragias, ocorre uma diminuição da PA. A viscosidade sanguínea também é um fator determinante, porém de menor importância; - Nas anemias graves, podemos encontrar níveis mais baixos de PA, podendo estar elevados na poliglobulia. OBJETIVO 4: CORRELACIONAR O SISTEMA NEUROENDÓCRINO COM O SISTEMA CARDIOVASCULAR NO CONTROLE DA PRESSÃO ARTERIAL; fonte: GUYTON O sistema endócrino do corpo é composto por sistemas de células hormonais endócrino e neuroendócrinas responsáveis pela produção de hormônios. Os hormônios são substancias químicas transportadas através da corrente sanguínea que tem um efeito especifico sobre a função dos órgãos ou células do corpo. Tendo em mente que muitos dos sistemas de mensageiros químicos do corpo interagem entre si, para manter a homeostase. Dessa forma, os hormônios neuroendócrinos são secretados por neurônios no sangue circulante e influenciam a função de células-alvo, em outro lugar do corpo. As células neuroendócrinas, localizadas no hipotálamo, tem axônios que terminam na hipófise posterior e eminência mediana e secretam vários neuro-hormônios, incluindo o hormônio 27 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo antidiurético, a ocitocina e os hormônios hipofisiotrópicos, que controlam a secreção dos hormônios da hipófise anterior. Os hormônios endócrinos são transportados pelo sistema circulatório para células de todo corpo, incluindo o sistema nervoso em alguns casos, onde se ligam a receptores e iniciam muitas reações celulares. Sendo assim, a única relação que o sistema neuroendócrino tem com o controle da pressão arterial é em relação a hipófise posterior que tem como hormônio o antidiurético, também chamado de vasopressina e a ocitocina. Esses hormônios têm como principal função, aumenta a reabsorção de água pelos rins e causa vasoconstrição e AUMENTO DA PRESSÃO ARTERIAL. E para sua curiosidade, a estrutura química é de peptídeo. Tutoria 3 – sistema respiratório Objetivos 1- Compreender a fisiologia do sistema respiratório no que tange a ventilação mecânica e as trocas gasosas. O movimento dos gases ocorre por difusão. Os sistemas respiratório e circulatório apresentam várias características anatômicas e fisiológicas singulares que facilitam a difusão dos gases. Os alvéolos são compostos por capilares e vasos onde acontece a hematose, então o O2 sai do alvéolo e o CO2 entra. O O2 a cada inspiração precisa entrar através da membrana, então ele entra na co rrente sanguínea e se conecta na hemoglobina em direção aos tecidos. O transporte do oxigênio uma parte que é a minora é percorrida dentro do plasma e a maior parte é transportados pela hemoglobina. Os anêmicos podem ter pouco O2 ligado a hemoglobina ou pode ter uma quantidade de hemoglobina normal por hemácia, mas não tem hemácia suficiente, ou seja, a faltando transporte. Cerca de 2% de O2 está dissolvido no plasma sanguíneo, e 20 vezes mais do O2 é transportado através das hemácias, até porque esse transporte é bem mais rápido. Podemos fazer até uma analogia no caso a hemoglobina sendo um trem e o plasma uma bicicleta. Vale ressaltar que quanto maior o número de hemoglobina maior a quantidade de O2 extra para entrega. 28 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo Pode-se afirmar que com apenas 10 de HB é possível entregar uma capacidade de 100 de oxigênio. Nos de 15 de HB aumenta sua capacidade, ou seja, quanto maior esse nível de hemoglobina maior a capacidade extra de O2. A cianose pode ter causa periférica (estenose dos vasos arteriais que vão para os vasos das mãos) ou central (quando existe uma cardiopatia intraventricular no qual o sangue desoxigenado que chega nas câmeras direitas vai para esquerda sem qualquer troca gasosa), mas a cianose em si é a hemoglobina que não está oxidada, está reduzida apresentando uma cor meio escura. As vezes pode acontecer de um paciente está tendo uma policitemia vera, ou seja, com Hb alto, mas não tem quantidade suficiente de O2. O efeito do PH na saturação: quanto mais ácido, significa que está acontecendo uma acidemia, tem-se uma saturação mais baixa, ou seja, a acidemia faz com que a HB solte de maneira mais fácil o O2 dentro dos tecidos. Quando o paciente está grave normalmente ele tem acidemia, e percebe que a saturação deste está baixa devido a esse fator. Efeito do Co2 na saturação: Quanto maior a quantidade de Co2 no sangue menor o PH, acontecendo uma acidemia liberando mais O2 nos tecidos. Efeito da temperatura na saturação: quanto maior a temperatura, a HB entende que está tendo uma acidemia e maior quantidade de Co2, tendo uma facilitação de O2 nos tecidos. Por isso da dipirona ao paciente para que a temperatura baixe, e a saturação melhore. Efeito da BPG (bifosfoglicerato):quanto maior esse valor, maior a entrega de O2 nos tecidos. Intoxicação de CO: A HB se liga tanto ao O2 quanto Co2, porém este tem uma afinidade alta com a HB impedindo a liberação pela hemoglobina e impede a ligação de O2, então o O2 vai se dissolver no plasma e vai demorar mais tempo para chegar aos tecidos. O CO2 atravessa a membrana tecidual,chega no plasma, uma parte se dissolve e a outra entra dentro da hemácia, se conecta a uma molécula de água através da enzima anidrase carbônica, forma o H2CO3, que se dissocia em h+ e HCO3-(bicarbonato). SO bicarbonato sai da célula e o cloro entra, já o H+ permite a liberação do O2 pela HB, este irá para o tecido. 2. explanar sobre a situação do sistema nervoso no controle da respiração. O centro respiratório é composto de vários grupos de neurônios localizados bilateralmente no bulbo e na ponte. Dividido em três grandes grupos de neurônios: 29 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo • um grupo dorsal respiratório, localizado na região dorsal do bulbo, responsável principalmente pela inspiração • um grupo ventral respiratório, localizado na região ventrolateral do bulbo, responsável tanto pela expiração quanto pela inspiração, dependendo dos neurônios que são estimulados • o centro pneumotáxico, localizado dorsalmente na região superior da ponte, e que ajuda a controlar tanto a frequência quanto o padrão da respiração. O grupo dorsal respiratório de neurônios desempenha um papel fundamental no controle da respiração. Ele se estende ao longo da maior parte do comprimento do bulbo. Todos ou quase todos os seus neurônios estão localizados no núcleo do trato solitário, embora neurônios adicionais da substância reticular adjacente ao bulbo provavelmente também desempenhem papéis importantes no controle respiratório. Todos ou quase todos os seus neurônios estão localizados no núcleo do trato solitário, embora neurônios adicionais da substância reticular adjacente ao bulbo provavelmente também desempenhem papéis importantes no controle respiratório. núcleo do trato solitário também é uma terminação sensorial dos nervos vago e glossofaríngeo, que transmitem sinais sensoriais dos quimiorreceptores, dos barorreceptores e de vários tipos diferentes de receptores pulmonares para o centro respiratório. Mesmo quando todas as terminações nervosas periféricas que entram no bulbo são seccionadas e o tronco encefálico também é seccionado acima e abaixo do bulbo, este grupo de neurônios ainda emite, repetitivamente, potenciais de ação inspiratórios. Os receptores de estiramento localizados nas paredes dos brônquios e bronquíolos, que transmitem os sinais através dos nervos vagos para o grupo respiratório dorsal quando os pulmões ficam muito distendidos ativam uma resposta de feedback adequada que desliga a rampa inspiratória através do chamado reflexo de insuflação de Hering-Breuer. O oxigênio atua quase totalmente nos quimiorreceptores periféricos localizados nos corpos carotídeos e aórticos, e estes transmitem sinais adequados para o centro respiratório através do nervo de Hering. área quimiossensitiva do centro respiratório é muito sensível às mudanças da pressão parcial de dióxido de carbono na circulação ou à concentração de íons hidrogênio. Embora o dióxido de carbono tenha pouco efeito direto na estimulação dos neurônios da área quimiossensitiva, ele exerce um potente efeito indireto. 30 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo Quando uma pessoa respira ar com muito pouco oxigênio, isto, obviamente, diminui a pressão parcial de oxigênio sanguínea e excita os quimiorreceptores carotídeos e aórticos, desse modo aumentando a respiração. Entretanto, esse efeito é muito menor do que se espera, porque o aumento da respiração remove o dióxido de carbono dos pulmões e consequentemente diminui a pressão parcial de dióxido de carbono e a concentração de íons hidrogênio do sangue. Estas duas alterações deprimem intensamente o centro respiratório, como foi discutido, de modo que o efeito final dos quimiorreceptores em aumentar a respiração em resposta à diminuição da pressão parcial de oxigênio é contrabalançado. O tipo mais comum de respiração periódica é a respiração de Cheyne- Stokes, caracterizada por aumento e diminuição lenta da respiração que se repetem aproximadamente a cada 40 a 60 segundos. 3. elucidar o equilíbrio ácido-base e como o sistema circulatório, respiratório e urinário se relacionam. Ao realizar suas atividades metabólicas para manter a homeostase corporal, as células produzem diversos resíduos, metabólicos. Esse íon ( H+) é o grande responsável por deixar um ambiente mais ácido e causar alguns distúrbios à célula, além de ter a capacidade de reagir com diversas estruturas internas da célula e poder gerar diversos danos. Os rins possuem a capacidade de regular a quantidade de H+. O equilíbrio da quantidade corporal de H+ depende do equilíbrio entre a ingestão (ou produção) e a eliminação do H+. O sistema renal regula a excreção corporal do H+ e mantém o PH dos líquidos corporais dentro de uma faixa estreita aceitável, a fim de não comprometer as funções celulares e teciduais. Toda molécula que perde íons H+ em uma reação química será classificada como ácida. Quando uma molécula receber os íons H+ em uma reação química, será definido como base. A HEMOGLOBINA POSSUI CARGA ELÉTRICA NEGATIVA. A acidose é uma condição em que os líquidos corporais estão bastantes concentrados em íons de H+ ou quando ele é adicionado excessivamente em um meio. A alcalose é a condição na qual os líquidos corporais estão carregados de bases ou quando os íons H+ são retirados intensamente de um meio. 31 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo O balanço entre a ingestão e ingestão/produção e a excreção renal de H+ nos líquidos corporais, sendo necessário outros mecanismos para controlar a concentração de H+. Outras estruturas corporais irão participar dessa regulação, tais como o sangue, alguns elementos celulares, o sistema respiratório e renal/urinário. Um sistema tampão serve para evitar que as concentrações dos íons H+ variem bruscamente nos líquidos corporais e comprometam as funções celulares e teciduais. O ph normal do sangue arterial (sangue ‘’rico’’ em O2) é 7,4 e o ph do sangue venoso (sangue ‘’pobre’’ em O2) é 7,35. Admitimos como variação normal do ph sanguíneo entre 7,35 e 7,45. Caso o ph normal do sangue arterial esteja baixo de 7,35, o indivíduo terá uma ACIDOSE. Se o ph estiver acima de 7,45, o indivíduo terá uma ALCALOSE. O ph intracelular é mais baixo que o ph plasmático, devido à maior produção de H2CO3 intracelular. O corpo humano possui três sistemas de proteção contra as variações das concentrações do H+ nos líquidos corporais, com o objetivo de evitar acidose e alcalose: 1. Os pulmões têm como ação regulatória a eliminação do CO2 e, consequentemente, do H2CO3 do liquido intersticial; 2. Os sistemas-tampão – que são substancias químicas presentes nos líquidos corporais – reagem com o H+ e evitam alterações bruscas em suas concentrações; 3. Os rins reajustam a concentração do H+ eliminando urina ácida ou alcalina, a depender de o corpo apresentar acidose ou alcalose mais persistente. Cada um desses três mecanismos age em um tempo diferente e com uma velocidade diferente, a depender do distúrbio acidobásico apresentado. Os pulmões possuem resposta rápida e imediata, sendo que em questões de segundos, é capaz de atenuar as perturbações iniciais, sem alterar a quantidade corporal total de íons de H+. Em condições como acidose, os pulmões (através da dinâmica ventilatória) são capazes de eliminar o CO2 e, por consequência o H2co3, reduzindo assim a acidose. O sistema renal, cuja a resposta inicial é mais lenta, mas é muito potente e evita o aumento continuo e progressivo da concentração de H+. Possui 32 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo duração mais longa, que pode chegar até vários dias, até que a homeostase corporal seja reestabelecida. O SISTEMA RESPIRATÓRIO E SUA REGULAÇÃO DO EQUILÍBRIO ÁCIDOBÁSICO AJUSTAM A CONCENTRAÇÃO DE CO2 EXTRACELULAR (ATRAVÉS DA PCO2), FAZENDO COM QUE SEJA ELIMINADO EM MAIOR OU MENOR GRAU PELA MECÂNICA VENTILATÓRIA. Na prática, o sistema respiratórioregula a concentração do H+ como um sistema de feedback negativo. Quando a concentração do íon H+ aumenta, o sistema resp. trabalha no sistema de aumentar a ventilação alveolar (aumentando a frequência respiratória) para diminuir a Pco2 do liquido extracelular e, por fim, a concentração do H+. Caso a concentração do H+ diminua, o centro respiratório é inibido, e a ventilação alveolar diminui até que a concentração do H+ aumente. A regulação respiratória do equilíbrio acidobásico atua como um sistema-tampão – evitando que a concentração de H+ varie bruscamente – até que a resposta renal (mais lenta) consiga reverter o distúrbio acidobásico. Os rins corrigem os distúrbios do equilíbrio acidobásico por meio da eliminação da urina ácida ou básica. Os rins revertem a acidose ou alcalose a partir de três processos: SECRETANDO O H+, REABSORVENDO O HCO3 FILTRADO E PRODUZINDO MAIS ÍONS DE HCO3. correlacionar a fisiologia respiratória com os problemas descritos. Quando seres humanos descem às profundezas do mar, a pressão em torno deles aumenta tremendamente. Este é o princípio da física chamado lei de Boyle, que é extremamente importante na fisiologia do mergulho porque a pressão aumentada pode colapsar as câmaras de ar do corpo do mergulhador, em especial os pulmões, e muitas vezes causar séria lesão. Toxicidade pelo Dióxido de Carbono a Grandes Profundidades no Mar: se a aparelhagem de mergulho for adequadamente projetada e funcionar corretamente, o mergulhador não terá problemas devido à toxicidade do dióxido de carbono porque a profundidade por si só não aumenta a pressão parcial de dióxido de carbono nos alvéolos. Isto é verdade porque a profundidade não aumenta a produção de dióxido de carbono no corpo, e enquanto o mergulhador continuar a respirar volume corrente normal e expirar o dióxido de carbono à medida que ele for formado, a pressão de dióxido de carbono alveolar será mantida 33 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo no valor normal. Em certos tipos de aparelhagem de mergulho, no entanto, como o escafandro e alguns tipos de aparelhos com reinalação, o dióxido de carbono pode acumular-se no ar do espaço morto do aparelho e ser novamente respirado pelo mergulhador. Até uma pressão alveolar de dióxido de carbono (Pco2) de cerca de 80 mmHg, o dobro da nos alvéolos normais, o mergulhador geralmente tolera esse acúmulo aumentando o volume respiratório por minuto até o máximo de oito a 11 vezes, para compensar o dióxido de carbono aumentado. TUTORIA 4 OBEJTIVOS: 1. Descrever a estrutura do nefron e sua funcionalidade no processo de absorção, filtração reabsorção e excreção. As principais funções dos rins consistem em livrar o corpo dos produtos de degradação que são ingeridos ou produzidos pelo metabolismo e o controle do volume e da composição dos líquidos corporais. Entre as múltiplas funções dos rins, incluem-se a regulação do equilíbrio hidroeletrolítico, a regulação da osmolaridade dos líquidos corporais e das concentrações dos eletrólitos, a regulação do equilíbrio acidobásico, a excreção de produtos de degradação metabólica e substâncias químicas estranhas, a regulação da pressão arterial, a secreção de hormônios e a gliconeogênese. A artéria renal penetra no rim através do hilo, em parceria com o ureter e a veia renal, e, a seguir, ramifica-se progressivamente para formar as artérias interlobares, artérias arqueadas, artérias interlobulares (também denominadas artérias radiais) e arteríolas aferentes, que deságuam nos capilares glomerulares nos glomérulos, onde grandes quantidades de líquidos e solutos (exceto as proteínas plasmáticas) são filtradas, dando início à formação da urina. As extremidades distais dos capilares de cada glomérulo coalescem para formar a arteríola eferente, que leva a uma segunda rede capilar, os capilares peritubulares, que circundam os túbulos renais. Os capilares peritubulares deságuam nos vasos do sistema venoso, que correm paralelamente aos vasos arteriolares, formando 34 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo progressivamente a veia interlobular, a veia arqueada, a veia interlobar e a veia renal, que deixa o rim ao lado da artéria renal e ureter. No ser humano, cada rim é constituído de cerca de 1 milhão de néfrons, cada um dos quais é capaz de formar urina. Cada néfron possui dois componentes principais: um glomérulo (capilares glomerulares) através do qual grandes quantidades de líquidos são filtradas do sangue, e um longo túbulo no qual o líquido filtrado é convertido em urina no seu trajeto até a pelve renal. O líquido filtrado dos capilares glomerulares flui para o interior da cápsula de Bowman e, a seguir, para o túbulo proximal, situado no córtex renal. A partir do túbulo proximal, o líquido flui para a alça de Henle, que mergulha na medula renal. As paredes do ramo descendente e da extremidade inferior do ramo ascendente são muito finas, de modo que estes segmentos são conhecidos como segmento delgado da alça de Henle. Depois de o ramo ascendente da alça ter percorrido parte do trajeto de volta ao córtex, sua parede torna-se espessa como a de outras porções do sistema tubular sendo, portanto, denominado segmento espesso do ramo ascendente. Na extremidade do ramo ascendente espesso existe um segmento curto que, na verdade, é uma placa na parede, conhecida como mácula densa. A intensidade da excreção urinária é igual à intensidade da filtração menos a intensidade da reabsorção mais a intensidade da secreção. A formação da urina começa com a filtração, a partir dos capilares glomerulares na cápsula de Bowman, de grande quantidade de líquido praticamente isento de proteínas. Quando o líquido filtrado deixa a cápsula de Bowman e passa pelos túbulos, ele é modificado pela reabsorção de água e solutos específicos de volta ao sangue ou pela secreção de outras substâncias dos capilares peritubulares para os túbulos. A membrana dos capilares glomerulares é semelhante à de outros capilares, exceto pelo fato que possui três camadas principais (em lugar das duas habituais): o endotélio do capilar, uma membrana basal e uma camada de células epiteliais (podócitos) que circunda a superfície externa da membrana basal capilar. Em seu conjunto, estas camadas formam a barreira de filtração que, apesar de suas três camadas, filtra centenas de vezes mais água e solutos do que a membrana habitual dos capilares. Mesmo com essa elevada intensidade de filtração, a membrana capilar dos glomérulos normalmente impede a filtração das proteínas plasmáticas. A membrana basal impede eficazmente a filtração de proteínas plasmáticas, em parte devido a fortes cargas elétricas associadas a proteoglicanos. O fluxo sanguíneo nos vasos retos da medula renal é muito baixo em comparação com o fluxo no córtex renal. A norepinefrina, a epinefrina e a endotelina provocam constrição dos vasos sanguíneos renais e diminuição da filtração glomerular. O óxido nítrico 35 Julyana de Aquino Guerreiro Araújo proveniente do endotélio diminui a resistência vascular renal e aumenta a filtração glomerular. Quando o filtrado glomerular penetra nos túbulos renais, flui sequencialmente através das sucessivas partes do túbulo – o túbulo proximal, a alça de Henle, o túbulo distal, o túbulo coletor e o ducto coletor – antes de ser excretado na forma de urina. Ao longo deste trajeto, algumas substâncias são seletivamente reabsorvidas dos túbulos de volta ao sangue, enquanto outras são secretadas do sangue para o lúmen tubular. Em condições normais, a maior parte da água e do sódio são reabsorvidos no túbulo proximal. A alta capacidade de reabsorção do túbulo proximal se deve ao grande número de mitocôndrias e à superfície das membranas celulares ampliada devido à característica de borda em escova. Os segmentos ascendente e descendente delgados têm membranas epiteliais finas sem borda em escova, poucas mitocôndrias e níveis mínimos de atividade
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