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Fisiologia Introdução Somos formados por trilhões de células (unidade viva básica do organismo), que apresentam líquido tanto em seu interior quanto no meio externo a elas. Existem dois grandes compartimentos no corpo, o líquido intracelular (LIC) e o líquido extracelular (LEC). As trocas de substâncias entre os líquidos são indispensáveis para a vida. Homem Fisiológico Na fisiologia se estuda o homem fisiológico, que é um adulto jovem, de 20 a 30 anos, saudável, se encontram ao nível do mar, está deitado (não está fazendo exercícios físicos), tem 70 kg e 1,70 m de altura. Desse homem se retiram os valores de referência de todos os exames para adultos jovens Meio Interno Claude Bernard: LEC é chamado de meio interno, e é onde as células vivem. Compreende o plasma (3L), a linfa, os líquidos transcelulares (ficam em cavidades, porém sempre em movimento) e os líquidos intersticiais. Se estuda e examina ele pois, com base no LEC, pode se saber a saúde das células pela relação do LIC com o LEC Todos os líquidos do LEC estão em contato, só mudam de nome de acordo com o local em que se encontram *Hemograma permite a avaliação do meio interno Uma injeção endovenosa, por exemplo, lança substâncias no meio interno que atuam nas células posteriormente. Cremes e pomadas também, são absorvidos mais lentamente e se encontrarão no meio interno para tratar determinadas células Constituição do organismo 60% do corpo é formado por água, enquanto 40% de solutos, que compreende proteínas (18%), gordura (15%) e minerais (7%). Além desses solutos, pequenos íons, nutrientes, AAC, glicose, etc. também se encontram dissolvidos na água *60% de 70 kg dá ao redor de 40L de líquido. 2/3 se encontra no LIC (25L) e 1/3 no LEC (15L) As principais diferenças do LIC e LEC são as concentrações iônicas. Mesmo existindo diferença de concentração, a composição do LIC e do LEC é A MESMA. Essa diferença de concentração é indispensável para a manifestação de vida das células. Sistemas do Organismo Sistemas fornecedores de nutrientes Existem dois sistemas que são específicos e têm como principal função fornecer nutrientes captados do meio externo para o interno. O s. digestório capta nutrientes pela alimentação e os encaminham para o meio interno. O s. respiratório é aquele que capta O2 inspirado e o encaminha para o meio interno. Sistema removedor de catabólitos Tanto o sistema urinário quanto o excretor permitem que substâncias que não são úteis ao organismo sejam liberadas do meio interno para o externo. O s. respiratório permite a excreção de CO2 do organismo. *Tanto o fornecedor quanto o removedor se relacionam ao intercâmbio de substâncias entre o meio interno e o externo Sistema distribuidor É o s. circulatório cuja função é distribuir os nutrientes absorvidos por todo organismo de acordo com a necessidade, e também levar os catabólitos para os s. de excreção. *O capilar é o único local que permite a troca de substâncias entre os sistemas Sistemas de controle Detectam as necessidades do organismo e induzem os outros sistemas a realizarem determinadas funções. Compreende tanto o s. endócrino quanto o s. nervoso (podem atuar juntos) Homeostasia Existe uma faixa estreita de variação das concentrações necessárias no organismo. A homeostasia é o equilíbrio, a constância das substâncias no meio interno que permite a vida (saudável). A fisiologia busca descrever os fatores físicos e químicos do organismo para garantir a homeostasia Com o tempo, os sistemas vão diminuindo sua funcionalidade e cabe ao médico encontrar o defeito e consertar ele Mecanismo homeostático É todo mecanismo que contribui para a homeostasia. *O Guyton define a retroalimentação positiva como um mecanismo homeostático pois ela visa, mesmo não conseguindo (uma vez que se encontra em situações patológicas), manter a homeostasia. A pré-alimentação também é considerada um mecanismo homeostático. Retroalimentação negativa (feedback negativo) É o principal mecanismo homeostático, que compreende a sequência de variações que fazem com que o fator orgânico (ou fenômeno biológico) que esteja aumentado ou diminuído retorne aos seus valores normais ou próximos dele. *Para todo fenômeno existe um receptor específico para ele e um centro regulador desse fenômeno A retroalimentação negativa funciona da seguinte forma: Exemplo: ocorre uma diminuição (alteração) na PA (que é um fenômeno biológico). O receptor especializado em detectar valores de PA no organismo identifica a diminuição e envia essa informação por uma via nervosa aferente (por exemplo) a um centro regulador. O centro entra em contato com efetores (por meio de uma via eferente) e eles induzem o aumento da PA até voltar ao valor normal Recebe o nome de feedback negativo pois exerce efeito contrário à variação do fenômeno. Se a PA aumenta, ela é induzida a diminuir por exemplo Retroalimentação positiva É a quebra (temporária ou definitiva) do feedback negativo em situações patológicas por haver uma falha no processo (ou não se corrige a situação, ou piora), com isso gera instabilidade. Geralmente, são os efetores que falham, porém todos os componentes podem ser defeituosos. Cabe ao médico descobrir onde está a falha e trata-la. *Se for temporário, pode ser curado, se permanece num ciclo vicioso, pode levar a morte Na coagulação sanguínea (no local em que é necessária, como em um corte, para de se liberar anticoagulantes a fim de permitir uma coagulação local) e contração uterina no parto, a retroalimentação positiva funciona como mecanismo homeostático (são poucos os exemplos em que isso acontece) *Ovulação na mulher também ocorre por feedback positivo O parto é um caso em que o feedback positivo desempenha papel valioso. Quando as contrações uterinas ficam suficientemente fortes para que a cabeça do bebê comece a empurrar o colo uterino, o estiramento do colo envia sinais através do músculo uterino para o corpo do útero, causando contrações ainda mais fortes. Assim, as contrações uterinas estiram o colo, e esse estiramento causa contrações mais intensas. Quando este processo fica suficientemente poderoso, o bebê nasce. Se não forem suficientemente poderosas, as contrações cessam e somente após alguns dias elas recomeçam. *Exemplo de feedback positivo patológico: quando se tem um aumento da PA, seu organismo induz ela a aumentar mais ainda, ou simplesmente a deixa como está (ambos são patológicos) Pré-alimentação (feedforward) Ocorre quando se tem uma resposta do organismo antes de se ter a necessidade dela, aumenta- se uma substância antes dela ser solicitada para o consumo. Atua como uma reserva/ adiantamento para quando for necessário. Ocorre bastante, mas é pouco estudada Ex: grandes quantidades de cortisol durante o sono Aula 2 Introdução Como já foi visto, o homem é constituído por água, proteínas, sais, minerais e ácidos graxos, presentes em seu meio interno e no intracelular. Em homeostase, as células devem receber (do meio interno) nutrientes, água, glicose e oxigênio, e eliminar (ao meio interno) CO2 e substâncias resultantes de seu metabolismo (como a ureia, ácido lático, etc.). O meio interno, como já visto, está no sangue (na forma de plasma) e também nos espaços intersticiais. Além disso, eles estão se comunicando e o meio interno nunca está parado, sempre é fluido. As células em geral não têm a capacidade de se movimentar, por isso é necessário o líquido intersticial fluir entre elas para levar nutrientes e remover excretas. Preferencialmente, no início do capilar o plasma sai na forma de líquido intersticial levando substâncias que a célula está precisando e removendo suas excreções, após isso retorna ao capilar na sua porção final. A pressão permite a fluidez/ dinâmica do meio interno. O coração bombeia o sangue com pressão e o recebe novamente depois (auxilia esse processo sugando o sangue). Na grande circulação, o sangue sai do coração, vai pela aorta até arteríolas, vai às metarteríolase capilares no final, deles é encaminhado a vênulas e às veias cavas posteriormente, das quais sai e vai direto ao coração *Quando todos os esfíncteres da região estão fechados, o sangue segue da metarteríola diretamente ao vaso venoso Na microcirculação ocorre a principal função do sistema circulatório: o transporte de nutrientes para os tecidos e a remoção dos produtos da excreção celular. As pequenas arteríolas controlam o fluxo sanguíneo para cada tecido, e as condições locais nos tecidos, por sua vez, controlam o diâmetro das arteríolas. Assim, cada tecido na maioria dos casos controla seu próprio fluxo sanguíneo, de acordo com suas próprias necessidades Capilares *O que será estudado é o fenestrado Como já visto, o homem fisiológico bombeia 5L de sangue por minuto (débito cardíaco). Esse sangue vai chegar aos 10 bilhões de capilares do corpo para nutrir todas as células do corpo. *Capilares são formados por endotélio seguido por lâmina basal O capilar é diferente de todas as outras estruturas vasculares pela presença de fenestras somente neles, o que dá a possibilidade de trocas somente a eles. O amplo volume de líquido que sai e entra nos capilares faz isso pelas fenestras. O capilar tem um diâmetro de 6-7 micrometros que permite a passagem de apenas uma hemácia (também chamada de eritrócito ou glóbulo vermelho) por vez Velocidade do Sangue O ideal para que ocorram trocas nos capilares é a redução da velocidade do fluxo de sangue neles (deve se tornar a menor velocidade possível). Nos outros vasos essa velocidade baixa não é necessária, pois não se tem trocas neles. *A finalidade da redução da velocidade é para permitir as trocas e o motivo físico dela acontecer é o aumento da área por onde o sangue vai passar Quando se observa os vasos arteriais, capilares e venosos, se tem que a maior velocidade é a dos vasos arteriais e a menor nos capilares (a nos vasos venosos é a intermediária) Esfíncter Em capilares periféricos na circulação sistêmica, existem anéis musculares (chamado de esfíncter pré-capilar) antes dos capilares, eles se contraem ou relaxam de acordo com a necessidade. Quem controla o esfíncter pré-capilar para determinar o momento exato de relaxar ou contrair é a concentração de O2 (principalmente) e de nutrientes por meio de feedback negativo. Quando se tem O2, o esfíncter é induzido a se contrair para diminuir o fluxo de sangue, quando falta O2 o esfíncter é induzido a se relaxar e aumentar o fluxo de sangue *O próprio capilar é sensível às concentrações de O2 O sangue, em geral, não flui de modo contínuo pelos capilares. Ao contrário, o fluxo é intermitente, ocorrendo ou sendo interrompido a cada poucos segundos ou minutos. A causa dessa intermitência é o fenômeno chamado de vasomotilidade, que consiste na contração intermitente das metarteríolas e dos esfíncteres pré-capilares (e, às vezes, até mesmo das pequenas arteríolas). Pressões Além da velocidade, outro fator que se altera nos capilares é a pressão, que se torna a menor possível pois a área por onde o sangue passa é MUITO maior que a da aorta, uma vez que existem bilhões de capilares por onde ele vai passar. Pode-se dizer, então, que a pressão vai se dissipando conforme o sangue se afasta do coração. Nos vasos arteriais o fluxo de sangue é divergente, onde se tem a expansão da área por onde o sangue passa. Nos vasos venosos o fluxo é convergente, onde se tem a diminuição da área por onde o sangue passa. Na aorta (área de 4 cm² aproximadamente) a pressão média do sangue é 100 mmHg. Quando chega no coração, o sangue tem uma pressão de cerca de 2 mmHg pois não existe bomba nos vasos venosos e também porque a pressão se dissipa no percurso. *Nas veias cavas, a área por onde o sangue pode passar é de 8 cm² (soma as áreas das duas veias) Quando sai líquido do capilar para o interstício, se tem um evento chamado de filtração. Quando o líquido sai do interstício em direção ao capilar, se tem a reabsorção Quando se estuda as pressões nos capilares, pode-se englobar elas em dois grandes grupos, as pressões de filtração e a pressão de reabsorção. As pressões de filtração são a PLI, a PCOLI e a PC, já a única pressão de reabsorção é a PCOP Pressão Coloidosmótica do Plasma (PCOP) Existem proteínas (chamadas de coloide), como a albumina (produzida no fígado), no plasma que têm capacidade osmótica, isto é, absorvem água para seu meio. Elas induzem o retorno do líquido para dentro do capilar em sua porção mais terminal (reabsorção) pois exercem uma pressão de 28 mmHg chamada de Pressão Coloidosmótica do Plasma *Essas proteínas são muito grandes, por isso não atravessam as fenestras **Problemas no fígado afetam essa pressão Pressão Hidrostática do Capilar (PC) A pressão nos capilares é chamada de Pressão Hidrostática do Capilar (PHC) e tem um valor de 30 mmHg, aproximadamente, no início do capilar, e de 10 mmHg no final desse vaso. *Seu valor médio gira em torno de 17,3 mmHg Pressão Coloidosmótica do Líquido Intersticial (PCOLI) No interstício se encontram proteínas (menor quantidade que no plasma) que têm capacidade osmótica, com isso se tem a Pressão Coloidosmótica Intersticial (de cerca de 8 mmHg) que induz filtração Pressão do Líquido Intersticial (PLI) Após estudos, percebeu-se que o líquido intersticial apresenta substâncias que dão a ele a capacidade de atuar como esponja. Com isso, esse líquido exerce uma pressão de cerca de 3 mmHg denominada Pressão do Líquido Intersticial, que induz a filtração Dinâmica dos Fluídos nos Capilares Matematicamente pode se explicar porque na parte inicial (extremidade arterial) do capilar se tem uma maior filtração, e na parte final (extremidade venosa) se tem uma maior reabsorção. Força de Efluxo (ou Pressão de Efluxo) Como já visto, a PC vai diminuindo ao longo do capilar. Para determinar a pressão de filtração (ou efluxo), soma-se a PC, a PCOLI e a PLI. *PCOLI e PLI não mudam seus valores ao longo do capilar Com base no que foi dito, a Força de Efluxo na extremidade arterial é de 41 mmHg, no meio do capilar é de 28,3 mmHg e na extremidade venosa de 21 mmHg Força Resultante (ou Pressão Resultante) A Força de Influxo é exercida apenas pelas PCOP e tem um valor constante (pois as proteínas não saem do capilar graças ao seu tamanho) de 28 mmHg *Em queimaduras as proteínas extravasam para o interstício e o líquido extravasa, por isso se formam bolhas A Força Resultante vai ser igual a somatória das Forças de Efluxo e Influxo ao longo do capilar. Na extremidade arterial, a Força Resultante é de 13 mmHg para filtração, enquanto na extremidade venosa é de 7 mmHg para reabsorção Equilíbrio de Starling É o equilíbrio das trocas de líquidos nos capilares que considera as pressões capilares e seus efeitos, e a drenagem de líquido pelo s. linfático para ser devolvido ao sangue que permitem a homeostase Sistema Circulatório Linfático Quando se utiliza a PC média, se obtém uma Força Resultante diferente pois a força de efluxo passa a ser 28,3 mmHg. Com isso, a Força Resultante, que aqui é chamada de Força Líquida de Efluxo, é de 0,3 mmHg para filtração Considerando que em uma hora 100 mL de líquido é extravasado do plasma para o interstício, em um dia se tem 2400 mL de líquido extravasado. Em um homem fisiológico, seu volume de sangue no final do dia teria sido reduzido pela metade graças a esse extravasamento. Graças ao sistema circulatório linfático, por meio dos capilares linfáticos, o líquido extravasado ao interstício é drenado e devolvido ao sangue e a vida pode ser mantida. Por hora, 100 mL de líquido (aqui passa a ser denominado linfa) é devolvido ao sangue *Durante o percurso até ser devolvido ao sangue, a linfa é filtrada Edema O principal problema relacionado à dinâmica de troca de líquidos nos capilares é o edema. As principais causas de edema são o aumento da PC (em ambas as extremidades), diminuição da PCOP, obstrução linfática ou aumento da permeabilidade capilar
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