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APOSTILA DE QUÍMICA FISIOLÓGICA PROFESSOR: FABRÍCIO GAUDÊNCIO ALUNO: DANIEL SACCHI DE SOUZA 2 SUMÁRIO Introdução à Digestão e digestão de Carboidratos ....................................................................... 3 Digestão de Proteínas ................................................................................................................... 5 Digestão de Lipídeos ..................................................................................................................... 8 Digestão em Ruminantes ............................................................................................................ 11 Destino dos nutrientes após a absorção ..................................................................................... 13 Meio interno ............................................................................................................................... 16 Hemostasia .................................................................................................................................. 19 Equilíbrio Ácido-Básico ................................................................................................................ 21 Mecanismo de ação hormonal .................................................................................................... 24 3 Introdução à Digestão e digestão de Carboidratos O que é digestão? Quebra das macromoléculas em moléculas pequenas. Quais são as 3 categorias de alimentos ingeridos? Carboidratos Energéticos Lipídeos Plásticos – proteínas Catabólicos – vitaminas Quais são os 3 principais tipos de regimes alimentares dos mamíferos? Herbívoros, carnívoros e onívoros. Características anatômicas Monogástricos → Boca, esôfago, estômago, intestino delgado (duodeno, jejuno e íleo) e intestino grosso (ceco, cólon e reto). Herbívoro Carnívoro ↑intestino ↑estômago Poligástricos → Boca, esôfago, retículo, rúmen, omaso, abomaso, intestino delgado (duodeno, jejuno e íleo) e intestino grosso (ceco, cólon e reto). Os herbívoros precisam ter uma câmara de fermentação. Para acontecer a fermentação a câmara deve estar nas condições especificas e nos não ruminantes deve ser feito estase para o alimento ficar no ceco sofrendo fermentação. O coelho não consegue fermentar direito porque ele tem que estar alerta o tempo todo por conta de predadores. Embora possua o ceco bem desenvolvido não consegue fazer bem a estase por conta do seu estado de alerta. Por isso ele faz a cecotrofagia para absorver os nutrientes que não foram absorvidos na primeira digestão rápida. Quais são as condições específicas das câmaras fermentativas? PH, humidade, temperatura e força iônica. Comparação da digestão entre Carboidratos, Proteínas e Lipídeos. Enzima/órgão Carboidratos Proteínas Lipídeos Amilase salivar/ boca Amido → Amilopectina + Amilose *X *X Pepsina/ Estômago *X Proteína → Peptona *X Suco Pancreático/ Duodeno Amilopectina + Amilose (Dextrinas e oligossacarídeos) → dissacarídeos e oligossacarídeos Peptona → Peptídeo (ação emulsificante da bile participando do processo) TAG → ácidos graxos livres + glicerol livre. Além disso, lisofosfolipídeos + colesterol livre + monoacilglicerol. Enzimas da borda em escova/ Intestino Dissacarídeos e oligossacarídeos → Monossacarídeo Oligopeptídeos → Aminoácidos *X *X → Não tem digestão 4 Ações físicas e químicas digerem o alimento: Físicas: mastigação (boca), motilidade (estômago) e motilidade (intestinal). Químicas: saliva (boca), suco gástrico (estômago), suco pancreático [atua no intestino duodeno (pâncreas)], bile [atua no intestino duodeno (fígado)] e suco entérico (intestino). Digestão do carboidrato Boca A digestão do carboidrato começa na boca com a ação da saliva. Com estímulos enviados pelo Sistema Nervoso Autônomo Parassimpático aos nervos glossofaríngeo e facial as glândulas salivares são ativadas para secretarem saliva (fase cefálica). A saliva possui a enzima Ptialina, amilase salivar ou mucina como é chamada. A amilase salivar atua sobre o amido como uma endoamilase, rompendo ligações glicosídicas dentro da cadeia. A amilase salivar atua por pouco tempo, pois o alimento fica pouco tempo na boca. Com a ação da enzima, o amido é quebrado em amilose (cadeias longas sem ramificação) e amilopectina (trechos com ramificações). Quando esses produtos com a enzima são deglutidos e chegam no estômago, a enzima amilase salivar se torna inativa por conta do pH do estômago. Duodeno Quando as dextrinas e oligossacarídeos alcançam o duodeno elas sofrem a ação do suco pancreático, mais propriamente dita, da enzima amilase pancreática. A amilase pancreática, diferente da amilase salivar, é uma exoamilase e atua quebrando a cadeia das dextrinas e oligossacarídeos de fora para dentro, tornando-os dissacarídeos e oligossacarídeos menores, algumas vezes com 2 ou 3 monossacarídeos na cadeia. Nesse eventos alguns oligossacarídeos seguem o TGI. O tempo de ação da amilase pancreática é maior que o tempo de ação da amilase salivar. Enzimas da borda em escova Quando esses dissacarídeos e oligossacarídeos seguem o intestino delgado eles sofrem o efeito das enzimas da borda em escova. Elas quebram os oligossacarídeos em monossacarídeos (Frutose, glicose, galactose e ribose), e estes são absorvidos pelo intestino delgado. Resumo 5 Digestão de Proteínas A digestão química de proteínas começa no estômago. Como ocorre a secreção do suco gástrico? Células principais → Secretam o pepsinogênio Células parietais → Secretam o HCl Células G → Secretam gastrina *existem células que secretam um muco para proteger a parede do estômago da ação do HCl. Fase cefálica → O SNAP que processa a fase cefálica (preparação para se alimentar) aumento do ácido do estômago. O SNAP libera a acetilcolina, essa estimula a célula G para liberar gastrina, a gastrina circula no sangue e chega no estomago e ativa as células parietais para a produção de HCl. Fase gástrica → Quando o alimento chega no estomago, o órgão se distende e o pH aumenta. Quando o pH aumenta existe um estímulo para a produção do ácido. Quando o pH chega em 1,8 – 1,5 o ácido para de ser produzido. Como ocorre a liberação do Ácido Clorídrico? Primeiramente acontece a liberação de H+ e depois de Cl-. Existe uma proteína nas membranas que bombeia H+ no lúmen estomacal denominada Bomba ATPase. Diminui a concentração de potássio no estomago e aumenta a concentração de hidrogênio. Nas células parietais, a enzima anidrase carbônica faz a reação: CO2 + H2O → H2CO3. O acido carbônico facilmente perde seu H+, portanto se torna H+ + HCO3 -. O H+ é liberado no lúmen estomacal e o HCO3 - é liberado no sangue. O bicarbonato que chega ao sangue (em grande quantidade) leva a alcalose pós-prandial. A saída do bicarbonato é equilibrada isoeletricamente com a entrada do Cl- circulante no sangue que passa para dentro da célula (próxima figura). Este Cl- é eliminado por difusão simples no lúmen estomacal para a formação do HCl. 6 *Esta bomba proteica (ATPase) funciona por transporte ativo, portanto gasta ATP. *A droga omeoprazol age bloqueando a bomba de H+. Diminuindo a produção de ácidos. Ações do HCl 1. Ácido muito forte, capaz de desnaturar proteínas; 2. Antisséptico gástrico; 3. Ativação do pepsinogênio (pró-enzima). (é liberada em forma de pró-enzima para que não aconteça digestão das células do estômago); 4. Controle da motilidade e esvaziamento gástrico → O duodeno libera hormônio chamado secretina que segue pelo sangue, e ao chegar ao estomago, desacelera a passagem de alimento para o duodeno (desacelera o esvaziamento gástrico). A secretinatambém atua no pâncreas para que ocorra a secreção de bicarbonato pelo suco pancreático (diminuir a acidez do conteúdo duodenal); Proteólise parcial limitada do pepsinogênio HCl Pepsinogênio (zimogênio) Pepsina (enzima ativa) Zimogênio: Enzima na forma inativa para evitar que haja lise celular. O pepsinogênio, quando transformado em pepsina começa a fazer a digestão das proteínas, transformando-as em peptonas. Passagem do bolo alimentar para o duodeno Quando o alimento chega no duodeno, o intestino reconhece o pH ácido que o HCl deixou no alimento e então começa a liberar o hormônio secretina. A presença de gordura no alimento faz o duodeno liberar a colecistocinina. A secretina vai atuar na velocidade de passagem do alimento do estômago para o duodeno fazendo com que essa passagem seja mais lenta. Isso facilita a ação 7 das enzimas no duodeno. Isso também ajuda a controlar a acidez do bolo alimentar. A secretina também estimula a liberação de bicabornato para compor o suco pancreático. A colecistocinina estará presente favorecendo a liberação do suco pancreático pelo pâncreas e a liberação da bile pela vesícula biliar. Suco Pancreático O Suco Pancreático é rico em enzimas que continuam o processo de digestão no trato gastrointestinal. Quando se trata da digestão de proteínas existem as proteases (enzimas que digerem proteínas) que favorecem a quebra das peptonas em peptídeos. Assim como a enzima pepsina, as proteases liberadas no suco pancreático são secretadas em forma de zimogênio para depois sofrerem a proteólise parcial limitada e, assim, se tornarem enzimas ativas. Os principais zimogênios liberados no suco pancreático para a digestão de proteínas são: pró- carboxipeptidase, pró-elastase, tripsinogênio e quimiotripsinogênio. A ativação dessas pro-enzimas acontece a partir de uma enzima produzida pelo duodeno denominada enteroquinase. Através da Proteólise Parcial Limitada, a enteroquinase começa fazendo a ativação do tripsinogênio em tripsina. Com isso a tripsina começa a ativar os outros zimogênios que quando ativos vão digerir as peptonas em peptídeos. Término da digestão de Proteínas Algumas enzimas no intestino fazem o termino da digestão de proteínas. Estas são chamadas de enzimas da borda em escova. A digestão de proteínas termina quando o produto das ações enzimáticas são aminoácidos (Peptídeos → aminoácidos) que são as menores unidades que compõem as proteínas e podem ser absorvidos no intestino. Resumo 8 Digestão de Lipídeos Importâncias dos lipídeos no organismo: Compõem Vitaminas como K, A, D, E, formam a membrana de fosfolipídio nas células, formam hormônios esteroides, armazena energia e atuam na termorregulação. Início da digestão de lipídeos A digestão química dos lipídeos começa no duodeno. Na boca e no estômago, existe uma leve digestão física do alimento, mas não o suficiente para que aconteça a digestão completa da gordura. Quando o alimento gorduroso passa do estômago para o duodeno, acontece a liberação de um hormônio denominado colecistocinina que promoverá a liberação do suco pancreático e da bile na luz do duodeno. Secreção Biliar A Bile é uma substância produzida no fígado com o efeito emulsificante para facilitar a digestão dos lipídeos pela enzima lipase produzida no pâncreas e liberada no suco pancreático. Conhecida como “detergente” do corpo, a bile fica armazenada na vesícula biliar e quando acontece a ação da colecistocinina, o esfíncter de Oddi se abre para a liberação da Bile no duodeno. *Icterícia → alteração da coloração de epitélios para um tom amarelado. Acontece quando a bile não consegue ser liberada no intestino e cai na corrente sanguínea. Ex: Em casos de Hepatite podem ocorrer sinais de icterícia. Outro caso pode acontecer por obstrução na saída da bile (canalículo biliar) por conta de um cálculo biliar. (colestase). Composição da Bile Eletrólitos; Glicose; Ureia; Bilirrubina → Produzida a partir da destruição de hemácias no Baço. Sais biliares; Água, dentre outros componentes. Bilirrubina Quando a hemácia circulante chega ao seu tempo máximo de vida no sangue, ela será destruída (principalmente) no baço num processo chamado de hemocaterese, através da ação do Sistema Mononuclear Fagocitário lá presente. Esse sistema é composto por macrófagos que irão fagocitar as hemácias velhas. Nesse processo o grupo heme da hemoglobina é selecionado e destinado a produção de bilirrubina. O lado globina da hemoglobina será processado como uma proteína pelo macrófago. Inicialmente, o heme será transformado em bilirrubina indireta (BI), que para circular no sangue, será unida a uma proteína chamada albumina. Quando essa BI cai na corrente sanguínea e chega ao Fígado, a albumina é desligada dela e segue no fígado para outras funções. A Bilirrubina que chegou, será agora unida ao Ácido Glicurônico. A combinação de Bilirrubina + Ác. Glicurônico é chamada de Bilirrubina Direta (BD), esta é que será liberada na bile. 9 Sais biliares Para a produção sais biliares, existe no fígado os ácidos biliares primários, que serão convertidos a ácidos biliares secundários por ação de bactérias. Os ácidos biliares são lipossolúveis. Para tornar a substância emulsificante, acontece a adição de aminoácidos (hidrossolúvel). Assim, são produzidos os sais biliares. *A bile é uma das principais formas de excreção de colesterol do organismo. Estímulo ao esvaziamento A fase cefálica da secreção gástrica fornece um estímulo colinérgico para o esvaziamento da vesícula. (Promovido pelo Sistema Nervoso Autônomo Parassimpático) Colecistocinina (CCK) → liberado pelo duodeno quando existe gordura na luz do órgão. Os sais biliares que seguiram pelo intestino na digestão, foram reabsorvidos e chegaram ao fígado pela veia porta, estimulam a secreção de bile (retroalimentação de bile). No íleo os sais biliares são reabsorvidos e vão para o fígado para ser reutilizados. Quando há a parada de estímulo da CCK eles param de ser secretados, consequentemente não são mais reabsorvidos e o ciclo cessa. À medida que as gorduras são digeridas, a secreção de CCK cessa, o esfíncter de Oddi se fecha e a bile é armazenada na vesícula biliar. Cessa a reabsorção de sais biliares. Funções da Bile Excreção de catabólicos (principal: colesterol) Neutralização do ácido estomacal (bicabornato) Diminuir a tensão superficial da água (ação detergente) Importância da emulsificação A emulsificação dos lipídeos é muito importante para a ação da enzima lipase, liberada no suco pancreático. Com a hidrossolubilização dos TAG facilita a ação das enzimas lipases que irão quebrar os lipídios de um modo geral em seus produtos: lisofosfolipídios, colesterol livre, ácidos graxos livres, monoacilglicerol e glicerol livre. A emulsificação quebra as placas grandes de gordura em grupos menores facilitando a ação da lipase pancreática. Lipase Pancreática A lipase pancreática é liberada no suco pancreático e possui a função de fazer a lipólise. Atua a partir da emulsificação feita pela bile, quebrando os TAG em ácidos graxos livres e/ou monoacilglicerol e glicerol livre. Para que ocorra a lipólise, antes é necessária haver a emulsificação. Os sais biliares são os principais emulsificantes, enquanto que os monoacilglicerois e os ácidos graxos são os estabilizantes. Ácidos graxos de cadeia longa, bem como moléculas de colesterol não se solubilizam em água. Logo, precisará haver a formação das micelas para que haja a hidrossolublização. As micelas são formadas graças a ação dos sais biliares. Através das micelas, os lipídios seguirão para a superfície dos enterócitos para então serem absorvidos. 10 Absorção de lipídeos Os ácidos graxos de cadeia curta (até 6 carbonos na cadeia) serão absorvidos diretamente pelos enterócitos. Os ÁcidosGraxos de Cadeia Longa terão destinos diferentes dos Ácidos Graxos de menor peso molecular. Os Ácidos Graxos de Cadeia Curta após serem absorvidos, irão seguir a corrente sanguínea. Já os Ácidos Graxos de Cadeia Longa irão sofrer Reesterificação (nova formação) DENTRO DO ENTERÓCITO e formarão novamente TAGs no interior da célula do intestino. O TAG formado na reesterificação são envoltos por Proteínas (Formação de Quilomícrons) e vão para os Vasos Linfáticos. 11 Digestão em Ruminantes A diferença dos monogástricos para os poligástricos, além da divisão do estômago, é a presença de uma microflora ruminal. Para esta se desenvolver precisa de condições físico-químicas favoráveis. Essas condições específicas são: pH (5,5 a 7,0), umidade, temperatura (39º a 41º) e força iônica. Para que possa ter tempo de fazer a fermentação é necessário que o alimento fique um tempo no rúmen. Este intervalo se chama estase. Movimentos do Rúmen O Rúmen possui contrações primárias e contrações secundárias. Contrações primárias misturam o bolo alimentar, facilitando a ação da microbiota. Contrações secundárias são responsáveis pela eructação. Ácidos Orgânicos Quando as bactérias começam a fazer o aproveitamento dos carboidratos, elas promovem a fermentação. Os ácidos orgânicos liberados da fermentação são: Acético, Propiônico e Butírico. Destino dos Ácidos Orgânicos Ácido Acético → será convertido em Acetil-CoA para servir para o ciclo de Krebs. Ácido Butírico → servirá para a síntese de corpos cetônicos. Ácido Propiônico → servirá para a gliconeogênese. Resultados da digestão de carboidratos em ruminantes Ruminantes quase não aproveitam a glicose diretamente dos carboidratos ingeridos, mas sim, através da gliconeogênese com o ác. propiônico. Digestão de Lipídeos A digestão de lipídeos começa na boca com a lipase lingual. A microbiota faz a redução, hidrolise e sintetizam de lipídeos, podendo criar novos ácidos graxos e modificando a natureza química de alguns. Digestão de Proteínas Quando a proteína chega ao rúmen e é hidrolisada em aminoácidos, o grupamento amina pode ser retirado por algumas espécies de bactérias, já outras, utilizam o próprio aminoácido para síntese de suas proteínas. Elas aproveitam o grupamento amina para formar a amônia (NH3) que será absorvida pelo animal. Porém, a amônia é toxica e não poderia ficar circulando livre pelo sangue. Isso poderia levar a uma encefalopatia. Portanto, ela será passada para o fígado onde faz o Ciclo da Ureia e assim poder ser eliminada na urina na forma de ureia. Uma parte da ureia originada do Ciclo da Ureia vai para a saliva que voltará para a câmara fermentativa, onde pode ser utilizada pelas bactérias para a produção de proteínas e reaproveitamento de compostos nitrogenados. 12 Demais órgãos do TGI Omaso → seleciona as partículas que devem ir para o Abomaso Abomaso → estômago químico (enzimas) com produção de HCl e de pepsina. Intestino → enzimas da borda em escova + secreção do suco pancreático + bile Equinos Os equinos são herbívoros não-ruminantes que também precisam da microbiota para a digestão da celulose. Nos equinos também ocorre a fermentação e as bactérias produzirão os mesmos ácidos, porém a câmara fermentativa dos equinos é no ceco e cólon. O intestino do equino (cólon) possui 3 movimentos que atuarão no processo de digestão: Segmentação haustral → Movimento de mistura Peristaltismo propulsivo → Promove a continuidade do movimento do alimento pelo TGI Retroperistaltismo → Aumenta o tempo de fermentação 13 Destino dos nutrientes após a absorção Como os nutrientes são absorvidos? O carboidrato é absorvido no enterócito principalmente por transporte ativo. Os Ácidos Graxos, glicerol e colesterol são absorvidos por difusão passiva. Os aminoácidos são absorvidos por transporte ativo. A Água é absorvida por osmose. Ácidos Graxos de Cadeia Curta+ Carboidratos + Aminoácidos → Corrente sanguínea Os destinos diferentes APÓS ABSORÇÃO Ácidos Graxos de Cadeia Longa → Sofre reesterificação → Quilomícrons → Vasos linfáticos O que o fígado vai fazer com: Carboidratos: A glicose é o principal monossacarídeo utilizado pelo organismo. No fígado a glicose terá 5 destinos metabólicos diferentes. (Após a entrada no fígado a glicose se torna glicose-6-fosfato) 1º destino: Ser oxidado no ciclo de Krebs até virar CO2. 2º destino: O fígado retira o fosfato e libera a glicose no sangue para os outros tecidos. 3º destino: Ser incorporado em glicogênio. 4º destino: Formar ácidos graxos e TAGs. 5º destino: Via da pentose fosfato. Os 3 hormônios que participam na homeostase da glicose são insulina, glucagon e adrenalina. Insulina: Responsável por diminuir a concentração de glicose no sangue. Os destinos 1,3 e 4 são estimulados pela Insulina. Glucagon e Adrenalina: Responsáveis por aumentar a concentração de glicose no sangue. O destino 2 é estimulado pelo Glucagon e pela Adrenalina. Os Aminoácidos podem ter 4 rotas metabólicas diferentes 1º destino: Formar proteínas no fígado. 2º destino: Liberar os Aminoácidos no sangue. 3º destino: Utilizar na síntese de nucleotídeos. 4º destino: Ciclo glicose-alanina. Ciclo Glicose-alanina Um dos aminoácidos que o fígado prontamente utiliza é a alanina. No fígado, a alanina perde seu grupamento amina para o α- cetoglutarato, formando o Glutamato. Este processo é denominado transaminação. Com isso a Alanina é transformada em piruvato e segue para o ciclo de Krebs. 14 Transaminases como ferramentas na clínica médica As transaminases são enzimas presentes no hepatócitos em grande concentração. Quando um animal possui uma lesão hepática, os hepatócitos são rompidos e as transaminases vão para o sangue, aumentando sua concentração no sangue. Pra que servem os lipídios no corpo? Os lipídeos são muito importantes no organismo para: reserva de energia, termorregulação, constituição de membrana plasmática, síntese de hormônios e constituem as vitaminas A, D, E e K. O papel da lipoproteína lipase ou lipase lipoproteica Depois de caírem no sistema linfático, os quilomícrons vão ser liberados aos poucos na corrente sanguínea. Circulando na corrente sanguínea, os quilomícrons alcançam os tecidos. Seus principais alvos são o tecido adiposo e músculo esquelético. O fígado é outra fonte de TAGs no estado alimentado. Ácidos graxos são sintetizados no fígado a partir do excesso de carboidratos e proteínas. Esses ácidos graxos vão compor TAG que serão acondicionados em VLDLs. Tantos os quilomícrons quanto VLDLs possuem na superfície a apolipoproteína C-II ApoC-II para ativar uma lipoproteína lipase específica presentes nos tecidos adiposos que irá hidrolisar os TAG presentes no VLDL e nos quilomícrons liberando os AGs e glicerol. O tecido adiposo vai armazenar boa parte desses lipídios trazidos para ele. O músculo esquelético também armazena um pouco. À medida que os quilomícrons perdem seu núcleo de TAGs, tornam-se quilomícrons remanescentes, menores. Eles se ligam à receptores específicos nas membranas hepáticas e são catabolizados no fígado após endocitose. A lipoproteína lipase (LpL) converte o VLDL em lipoproteína de densidade intermediária (IDL) e, depois, à medida que mais triacilglicerol é sujeito à lipólise, em LDL. A LDL é responsável pela entrega e transporte de colesterol nos tecidos periféricos que requerem colesterol para síntese e manutenção de suas membranas ou para células especializadas para síntese de hormônios esteroides. A remoção de LDL da circulação envolve receptores de LDL na superfície de hepatócitos e de células da periferia. HDL participa da remoção do excesso de colesterol das células e seu transporte para o fígado para a eliminação como colesterol e sais biliares. Esse fenômeno é chamado de transporte reverso de colesterol.Glicose pode virar ácido graxo, mas ácido graxo não pode virar glicose. 15 Quando o organismo passa por uma alta de glicose ele começa a produzir ácidos graxos a partir desse excesso de glicose. A glicose será oxidada até piruvato para entrar para o ciclo de Krebs. Entra como acetil-CoA e vira citrato. (OBSERVAR CICLO DE KREBS PARA ACOMPANHAR O PROCESSO DESCRITO). A produção de oxalacetato não consegue acompanhar a alta de citrato que está entrando no Ciclo de Krebs, assim, o citrato em alta sai da mitocôndria para ser convertido em ácidos graxos no citoplasma. O fígado e o tecido adiposo fazem esse processo. Para mandar o lipídeo para o tecido adiposo o fígado exporta na forma de VLDL. O papel da Lipase Hormônio Sensível O Ácido Graxo não vira glicose. O pâncreas libera o glucagon que atuará no tecido adiposo ativando a Lipase Hormônio Sensível. A Lipase Hormônio Sensível libera Ácidos Graxos para a circulação. Esses Ácidos Graxos podem servir como fonte de energia para as células. O Ácido Graxo quando chega à célula é aproveitado e serve como Acetil- CoA na Respiração Celular. Jejum severo: a super mobilização de lipídeos e a produção dos corpos cetônicos. Um animal há muito tempo sem comer aciona a reserva energética. Com o aumento de glucagon, acontece uma grande mobilização de lipídeos. Este entra na célula e se torna Acetil-CoA. Com a alta de Acetil-CoA o Oxalacetato não dá conta de tanto Acetil-CoA, com isso, o Acetil-CoA excedente servirá para a síntese de corpos cetônicos: acetoacetato, β-hidroxibutirato e acetona. 16 Meio interno O que compõe o meio interno? São todos os líquidos internos. Onde são encontrados esses líquidos? Nas células, sangue e espaço intersticial. O espaço intersticial é o que contem maior volume de líquido. O que compõe o líquido? Células, nutrientes (glicose, AA, A.G.), excretas de células, eletrólitos. Definição de homeostasia: Manutenção das concentrações dos componentes do meio interno. Órgãos que atuam na homeostasia: TGI, pulmão, rins, fígado. Quando se tem problema na homeostasia (glicose, pH, água) Diabetes → problema hiperglicemiante Variações de pH → Desnaturação de proteínas Desidratação → pouca água no organismo Origem dos nutrientes do LEC: pulmão, intestino, boca. Remoção dos produtos finais: rins, pulmão, pele, intestino. O sangue: - Elementos figurados: células (hemácias, leucócitos e [plaquetas]) - Soro x Plasma Soro: Sem Proteínas de coagulação Plasma: Com proteínas de coagulação Tubos para coleta de sangue: Tubo para hemograma (tampa roxa) → Uso de anticoagulante (EDTA). Após centrifugar: Obtenção do plasma. Tubos para teste de coagulação (tampa azul) → Uso de anticoagulante (citrato). Após centrifugar: Obtenção do plasma. Tubos para dosagem de glicose (tampa cinza) → Uso de anticoagulante (fluoreto). Impede que as glicoses sejam utilizadas pelas hemácias. Após centrifugar: Obtenção do plasma. Tubo para teste bioquímico (tampa vermelha) → Sem uso de anticoagulante. Após centrifugar: Obtenção do SORO. *Análise da fosfatase alcalina → Em alta pode sinalizar problemas hepáticos. *Tubo de tampa amarela → Facilita a separação do soro dos elementos figurados. Tubo para hemograma de répteis e aves e também exames bioquímicos → Uso de anticoagulante (heparina). Após centrifugar: Obtenção do plasma. Cuidados na coleta de sangue: Evitar garroteamento prolongado; Evitar ficar “furando” o animal várias vezes; Homogeneizar o sangue após a coleta; Respeitar a proporção sangue – anticoagulante; Não administrar remédios antes da coleta do sangue. 17 Interferentes: Hemólise → rompimento das hemácias. Icterícia → aumento da concentração de bilirrubina no sangue (plasma amarelado – mucosas e pele amarelada). Lipemia → fisiológica ou endocrinopatia. Plasma com coloração branca. Estresse do animal na coleta → alterações no nível de glicose e hormônios. Componentes do plasma Glicose, O2, CO2, eletrólitos, ureia, etc. Albumina e pressão osmótica Pressão hidrostática: pressão do sangue nas paredes dos vasos (artérias e capilares). Pressão coloidosmótica: pressão feita através das proteínas do sangue (albumina) para que o liquido VOLTE PARA O COMPARTIMENTO CIRCULATÓRIO. Os capilares mais finos do sangue possuem uma parede mais permeável. Assim, se não fosse a pressão coloidosmótica, o líquido não voltaria do meio intersticial, a pressão hidrostática dominaria. Com a pressão coloidosmótica, o líquido volta para o sangue venoso, pois a albumina está no sangue e “atrai” o líquido para o compartimento circulatório. Enfermidades que podem comprometer a pressão coloidosmótica: Hepatopatias podem prejudicar a produção de albumina, isso faz com que diminua a pressão coloidosmótica. Desnutrição (falta de Aminoácidos para a produção da albumina). Parasitos intestinais como por exemplo Ancylostoma spp. (Parasita o intestino sugando o sangue que tem aminoácido). Lesão renal que faz com que as proteínas sejam eliminadas na urina (proteinúria). Frações de proteínas plasmáticas: - Albumina - α globulinas - β globulinas - γ globulinas Albuminas → Responsáveis pela pressão coloidosmótica. Liga-se a bilirrubina, cálcio e ácidos graxos no sangue. Muitos fármacos se ligam à albumina (anestesia). Na anestesia parte do anestésico se liga a albumina e outra parte é utilizada pelas células. A parte ligada a albumina vai sendo liberado aos poucos. A albumina também transporta esteroides. Tem a meia-vida de aproximadamente 30 dias. Pode também se ligar à glicose (frutosamina). Pode ser estudada no exame bioquímico. Representa 60% a 70% das proteínas do plasma. α globulinas → Algumas globulinas possuem o papel de inibir a ação de enzimas proteolíticos (enzimas proteolíticas são liberadas por leucócitos 18 para eliminar antígenos durante a inflamação). Exs.: α1-antitripsina, α2- macroglobulina, haptoglobina, ceruloplasmina. β globulinas → Representa a fração proteica das lipoproteínas ( LDL, HDL e VLDL). Exemplo: Fibrinogênio (herbívoro tem a maior produção de fibrinogênio em caso de inflamação). Se transforma em fibrina para a coagulação da ferida e principalmente no herbívoro tem importante papel no sistema imunológico. Outro exemplo, transferrina → Atua no transporte do ferro para a medula óssea para a produção de hemoglobinas. *Proteínas de Fase Aguda → Proteínas relacionadas à processos inflamatórios. γ globulinas → Representa os anticorpos. Produzidos por linfócitos. Exemplo, Proteína C Reativa (proteínas de fase aguda). Proteínas do sistema complemento. Eletroforese → técnica laboratorial que serve para fazer a quantificação das proteínas plasmáticas totais. Diz cada classe de globulina. Padrões anormais das proteínas plasmáticas Normal Inflamação aguda Desnutrição Peritonite Infecciosa Felina (PIF) ou cirrose hepática (hepatite). Gamapatias monoclonais. Tumor de células sanguíneas (mieloma multiplo) 19 Hemostasia Definição de hemostasia Conjunto dos mecanismos fisiológicos que visam manter o sangue dentro do seu comportamento vascular. Quem participa da hemostasia? Plaquetas, células endoteliais e proteínas da coagulação (pró-coagulação e proteínas de fibrinólise) Quais são as fases da hemostasia? Fase Vásculo-plaquetária → Participação de células endoteliais e plaquetas. Coagulação propriamente dita → Formação do coagulo. Fibrinólise → Retirada do coagulo. O que impede a coagulação se não tem lesão em vasos? O endotélio possui uma carga negativa que repele as plaquetas na superfície dos vasos. (na superfície das células endoteliais) Síntese de inibidores de agregação plaquetária→ Sintetizada pelo endotélio. Fase vásculo plaquetária A fase vásculo plaquetária começa com a vasoconstrição que ocorre quando existe uma lesão no vaso e o sistema nervoso autônomo simpático (neurotransmissor adrenalina) ativa a contração do vaso. As plaquetas são ativadas e atraídas por miofibrilas e colágeno subendotelial na lesão. Isso promove a agregação plaquetária. As plaquetas → originadas de megacariócitos. O megacariócito fica na medula óssea e forma pseudópodes para que seus fragmentos formem as plaquetas. As plaquetas possuem grânulos citoplasmáticos que são liberados para a comunicação com outras plaquetas (atrai plaquetas). No grânulo tem ADP, serotonina, tromboxano A2 e Fator de Von Willebrand. Formação do tampão plaquetário Acontece quanto estiver os fatores que atraem as plaquetas. Quando estas chegam, liberam os medidores (ADP, serotonina, Tromboxano A2 e Fator de Von Willebrand) para atrair mais plaquetas. Doenças da fase vásculo-plaquetária Trombocitopenia → Queda do número de plaquetas circulantes Trambopatias → alteração funcional da plaqueta Vasculopatias → Alteração funcional nos vasos Coagulação propriamente dita (fatores da coagulação ) Muitos fatores da coagulação são produzidos pelo fígado. 20 Duas vias são ativadas para a formação de coagulo de fibrilas. Via extrínseca → É ativada quando o sangue entra em contato com o fator tecidual (fator III). Esse fator começa a ativar a cascata de fatores com o objetivo de ativar o fator X. Via intrínseca → Começa quando o sangue encontra com um corpo estranho. Nesse caso o fator XII é ativado. Esse ativa a cascata de fatores com o objetivo de ativar o fator X. O Fator X ativado, transforma a pró-trombina em trombina. A trombina transforma o fibrinogênio em fibrina. Fibrinólise A formação de muita fibrina funciona como regulação halostérica. Não só a fibrina, mas também outros fatores da cascata. A fibrinólise acontece quando o endotélio estiver reestabelecido e o coagulo precisar ser removido para voltar às características do vaso. O plasmalogênio é ativado em plasmina, e essa destrói toda a fibrina. Os restos vão para o fígado. Anticoagulantes Geralmente impede a coagulação quelando o Cálcio. Ex: EDTA, heparina, fluoreto, citrato. Obs: quando o animal é envenenado por veneno de rato (dependendo do tipo). Alguns possuem substâncias como a warfarina que é antagonista da vitamina K, causando distúrbios de coagulação. 21 Equilíbrio Ácido-Básico A importância do pH → Variações bruscas de pH podem desnaturar proteínas. Sistema Tampão → Impede variações bruscas do pH. Ação de Ácidos Fracos ou bases fracas e seus conjugados que doam/ recebem prótons equilibrando a acidez do meio. Ex: ácido carbônico/ bicarbonato. ENTENDO O CONCEITO DO TAMPONAMENTO: Ex.: ácido acético/ acetato. Tampões biológicos: O ácido acético não é um tampão biológico. Mas outros ácidos são mais encontrados atuando como tampões: tampão bicarbonato e tampão fosfato. - Tampão bicarbonato H2CO3 H2CO3 ↔ H+ + HCO3 - - Tampão fosfato H2PO4 - H2PO4- ↔ HPO4 -2 + H+ As proteínas também podem atuar como tampões. O aminoácido pode atuar como tampão biológico. Ex: Albumina. 22 O papel dos pulmões Obs 1: Acidose Respiratória Ex: Ácido Lático Se houver problemas respiratórios e não for possível eliminar o ácido, acontece a Acidose Respiratória. Situações: ① Depressão do centro respiratório pelo SNC na Anestesia. ② Edema pulmonar. Obs 2: Alcalose Respiratória Animal com medo ou ansiedade aumenta sua frequência respiratória, gerando um quadro de Alcalose respiratória. Papel dos Rins Quando o plasma passa pelo glomérulo o bicabornato é filtrado (passa pelo glomérulo) e sódio também, mas boa parte desse sódio e do bicabornato é reabsorvido. 23 A amônia sintetizada na célula tubular funciona como um tampão para a urina se ligando aos H+ livres. O sódio é reabsorvido e o H+ é liberado. Acidose Metabólica → Situações: ① O rim não consegue eliminar o H+ por conta de doenças renais (Ex: falência renal). ② Citoacidose diabética (diabetes em crise) muita produção de corpos cetônicos (ácido). Alcalose Metabólica → Animal que perde o ácido, como no vômito. 24 Mecanismo de ação hormonal Sinalização celular A sinalização celular é a comunicação entre células. Ex: regular o metabolismo, apoptoses, produção de proteínas, etc. A sinalização celular é a comunicação entre um ligante e um receptor. Selectina (encontrado em vasos) Promove a interação com proteínas dos leucócitos para que atuem em casos de inflamação. Parácrinas Quando uma célula se comunica com outra vizinha. Uma célula libera um mediador no LEC agindo na célula vizinha. Ex: Polipeptideo pancreático (PP). Produção de Insulina. Endócrino Quando um hormônio é liberado no sangue e este mediador age a longa distância. Ex: Pâncreas produzindo Insulina. Sinápticas Comunicação entre neurônios ou entre neurônios e fibras musculares através de neurotransmissores ou descargas elétricas. Sinalização Endócrina x Sináptica Especificidade: Os hormônios são mais específicos quanto a ação que os neurotransmissores. Em determinadas situações, o neurotransmissores podem ter diferentes ações numa célula. Velocidade de reação: A sinalização nervosa é muito mais rápida em comparação com a ação hormonal. Afinidade com o receptor: O neurotransmissor tem baixa afinidade pelo receptor e o hormônio tem alta afinidade com o receptor. Ex: acetilcolina (neurotransmissor) que age no músculo para a contração. O hormônio está mais diluído, está no sangue, portanto deve ter mais afinidade com o receptor. Já o neurotransmissor está próximo ao seu receptor, não precisando de muita afinidade. (↑ concentração de neurotransmissor na fenda sináptica) Organização do Sistema Endócrino - Eixo hipotálamo-hipófise A hipófise recebe “ordens” do hipotálamo 25 Ex: - Ciclo circardiano Melatonina → liberada em fotoperíodos escuros nas éguas. Cortisol → aumenta durante momentos como ao dormir e ao acordar. - Feedback negativo O mecanismo de liberação dos hormônios do eixo hipotálamo-hipófise é regulado pelo feedback negativo . - outras glândulas Estímulos na liberação de Insulina, mediada pela alta de glicose no sangue. Classificação dos hormônios quanto à natureza química a) Hormônios nitrogenados - Aminas - Peptídeos Hidrossolúveis de um modo geral, com exceção dos hormônios tireoidianos que são lipossolúveis (T3 e T4 hormônios lipossolúveis) Hidrossolúveis → Interagem com proteínas da membrana. Possuem resposta mais rápida por conta dos receptores na membrana das células. b) Hormônios esteroides Todos lipossolúveis (se liga a proteína albumina para circularem no sangue) Possuem receptores intracelulares por terem facilidade de atravessar a membrana plasmática (que é uma bicamada de fosfolipídios). Com isso, a resposta do hormônio é mais lenta. Os hormônios lipossolúveis estão relacionados à regulação da transcrição gênica (processo demorado). Mecanismo de ação por ligante extracelular .1. Receptores associados à proteína G Ptn G associada à Adenil Ciclase (Gs) Ex: Adrenalina e Glucagon Ptn G associada à fosfolipase C (Gp) Ex: Vasoprecina 26 O hormônio hidrossolúvel (1º mensageiro) chega no receptor da membrana, que ativa a Ptn G a fazer a troca de GTP por GDP. A PTN G fica cheia de energia e solta subunidades α. A subunidade α vai para a Adenil Ciclase que se torna ativa. Após a subunidade α ativar a adenil ciclase, a subunidade α volta e recompõe a ptnG. A adenil ciclaseativada vai transformar um ATP em AMPcíclico pois utiliza 2 fosfatos do ATP. O AMPc (2º mensageiro) ativa a ptn quinase. Essa ptn quinase ativada possui a função de fosforilar outras enzimas (ligar fosfato). SEGUNDO CASO: PROTEÍNA G ASSOCIADA À FOSFOLIPASE C .2. Receptor enzimático: a) Guanilil Ciclase Inositol – 4,5 – difosfato Inositol – 1,4,5 – trifosfato + Diacilglicerol (DAG) 27 b) Tirosina Quinase Ex: Insulina Hormônios dos receptores intracelulares Ex.: testosterona e estrogênio.
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