BIOFISICA_DO_SISTEMA_EXCRETOR

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BIOFÍSICA DO SISTEMA EXCRETOR
	D.J.M.COSTA¹, I.C.C.FERREIRA2,P.J.S.PANTOJA e P. P.S. Silva
¹Licenciatura em Biologia, Campus de Abaetetuba–InstitutoFederal doPará, IFPA. E-mail: Danielmirandacosta@hotmail.com
2Licenciatura em Biologia, Campus de Abaetetuba – Instituto Federal do Pará, IFPA. E-mail: cris.pacheco@ymail.com
3Grupo Integrado de Estudos Ambientais (GEAM), Grupo de Pesquisas Memórias e Culturas do Baixo Tocantins (GETM) Campus Abaetetuba–Instituto Federal do Pará. E-mail: ppsilva06@yahoo.com.br.
	Artigo entregue em agosto/2013
RESUMO 
	AUTOR 1&AUTOR 2 (2013)
	
	BIOFISICA (2013)
	
	Tecnologia & Desenvolvimento Sustentável, Ano 07, Vol1
	2
	BIOFISICA/Prof: Pedro Paulo Silva, 2013
	1
A Hidrostática e a dinâmica dos fluidos é a parte da física responsável pelo estudo comportamental dos fluidos em equilíbrio, analisando a pressão que exercem. No sistema excretor, principalmente na filtragem que ocorre nos rins é possível a observação da importância de se conhecer esses conceitos e estudar de que forma a pressão hidrostática atua no processo de excreção e dessa forma demonstrar a relação entre esses conceitos físicos e sua forma de atuação dentro das necessidades biológicas existente, trazendo assim a física para auxiliar os conceitos de biologia na explicação e entendimento do sistema excretor. É sabido por todos ou “pelo menos deveria”, a importância do bom funcionamento de qualquer um dos sistemas fisiológicos do corpo humano. Com o sistema excretor não é diferente, uma vez que tem uma das funções mais vitais para vida do ser humano que é de filtrar o sangue e retirar substancias indesejáveis dos líquidos do organismo. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo demonstrar a associação e a aplicação do conceito de pressão hidrostática, dinâmica dos fluidos com o sistema excretor usando como exemplo a filtragem urinária, abordando a especificidade dos órgãos atuantes nos processos envolvidos, especificando a função renal. 
	PALAVRAS-CHAVE: hidrostática, conceito, Sistema excretor, filtragem.
ELECTRODYNAMICSANDNERVOUS SYSTEM: ELECTRODYNAMICSAPPLIEDTONERVOUSIMPULSE.
ABSTRACT 
	LIMA et al. (2013)
	
	BIOFISICA/LIMA et al., 2013
	8
TheElectrodynamicsis the partof physicsresponsible for the studyof the behavior ofelectric chargesin motion. The electric currentis thenordered motionofelectric chargesin a"metallic conductor" and hassensesconventional(displacement of positive chargesof the potentialhighest to lowest) andreal(potential displacement ofsmallest to largest). It is knownby allthe importance ofelectricityto mankind, since, through it, the technological advancementand facilities thatcomplement themodern livingare increasing. Thus, this paper aims to demonstratethe associationof electrodynamicswith the nervous system, specifyingthe useofelectrical currentin thenerve impulsesof neurons.
	KEY-WORDS:Electrodynamics, Neuron, Nervous System, NervousImpulse
BIOFÍSICA DO SISTEMA EXCRETOR 
1-INTRODUÇÃO
O objeto de estudo da física é a natureza. A Biofísica de uma maneira genérica estuda a Física do ecossistema, onde existem os seres vivos (inclusive o homem) sofrendo a influência de diversos fatores tais como luz, temperatura, umidade e pressão. (referência)
Apesar dos físicos acreditarem que o mundo físico obedeça às leis físicas, eles sabem que a descrição matemática de algumas situações é muito complexa para permitirem soluções. Por exemplo, se você arrancar um pequeno canto desta página e deixar cair até o chão, ele vai girar várias vezes até chegar lá. Sua trajetória será determinada pelas leis da física, mas será quase impossível escrever a equação que descreva esta trajetória. Os físicos concordam que a força da gravidade o obrigará a ir em direção ao chão, se nenhuma outra força interferir. Correntes de ar e eletricidade estática afetariam sua trajetória. Da mesma forma embora as leis da Física estejam envolvidas em todos os aspectos da função do corpo humano,cada situação é tão complexa que é quase impossível predizer o comportamento exato a partir do que sabemos da Física.
No sistema excretor, principalmente no urinário não é muito diferente. Portanto tendo em vista que muitos professores não fazem a determinada aplicação do conhecimento físico com os demais assuntos de diversas áreas. Fator este que se apresenta como dificuldade para aos alunos entenderem muitos processosbiofísicos em algumas disciplinas, durante a graduação. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo demonstrar a associação do processo de filtragempresente no sistema excretor com os processos físicos, especificando a função dos rins.
2.DESENVOLVIMENTO
2.1Órgãos do sistema urinário e suas funções.
 O conhecimento das leis da Física ajuda o nosso entendimento da fisiologia animal e vegetal e do ambiente onde os seres vivos estão envolvidos. Sendo assimo sistema urinário é formado por um par de rins, um par de ureteres, uma bexiga urinária e uma uretra. Esses órgãos atuam nas funções de regulação do volume e da composição do fluído extracelular dos indivíduos. Esses órgãos são subdivididos em dois grupos: secretores, responsáveis pela produção da urina, e os excretores, responsáveis pela drenagem da urina para fora do corpo.
Nos excretores temos; ureteres que são tubos que conduzem à urina a bexiga urinária, através da ligação da pelve do rim a bexiga, por contração peristáltica. Bexiga urinária é o órgão que recebe a urina formada pelos rins e armazena-a até um limite determinado (cerca de 700- 800 ml) para, enfim, expelir o líquido para fora do corpo. Uretra é o tubo fibromuscular que conduz a urina da bexiga para fora do corpo, composta por glândulas secretoras de muco que reveste todo o tubo.
O grupo dos órgãos secretores se resume ao rim: órgãos pareados localizados na região póstero- superior da cavidade abdominal com forma parecida com um grão de feijão cuja função é filtrar os produtos residuais do sangue e devido ao néfron, sua unidade funcional, produzir a urina. O néfron, como já citado anteriormente, é a unidade morfofisiológica dos rins, ou seja, é o único capaz de realizar todas as funções renais. Dentro de cada um desse órgão existem cerca de 800mil a 1 milhão e 200 mil néfrons. Cada néfron é formado, basicamente por um corpúsculo renal e uma estrutura tubular e pode se classificar em 3 tipos: néfrons corticais, mediocorticais e justamedulares. O corpúsculo renal é formado pelo groméluro capilar e pela cápsula de Bowman que envolve todo o groméluro. O glomérulo capilar, como o nome já deixa subentendido, é um enovelado de capilares vindo da artéria aferente. Esses capilares se dividem ao ponto de formar 20 a 40 alças capilares que posteriormente se juntarão para formar a arteríola eferente do glomérulo. Essas alças são sustentadas pelas células mensagiais que são receptores para vários hormônios relacionados à regulação da hemodinâmica intraglomerular e fagocitam agregados moleculares que na filtração ficaram presos na parede capilar.
 A cápsula de Bowman possui duas camadas ou duas paredes, onde entre elas fica o espaço de Bowman cujo espaço é ocupado pelo filtrado glomerular. A parte externa é formada por um epitélio simples e pavimentoso, já a parte interna as células estão em constante modificação durante a fase embrionária formando os podócitos, cuja principal função é restringir a passagem de proteínas do sangue para a urina. Esses podócitos se dividem primariamente e consequentemente secundariamente, formando os pedicélios, esses se interpenetram formando as fendas de filtração. A estrutura tubular, à grosso modo, é  a porção do néfron que contém o fluido tubular filtrado através do glomérulo. Ele é subdivido em túbulo proximal, alça de Henle, túbulo Distal e Ducto coletor. 
O tubo proximal é o segmento do néfron que continua o corpúsculo renal, possui uma porção convoluta e outra reta localizadas, respectivamente, junto ao glomérulo e na região mais profunda do córtex e na mais externa da medula. É responsável pela reabsorção da maior partedas substâncias que são filtradas pelo glomérulo. 
Alça de Henle é segmento que vem logo após o tubo proximal. Ele possui a função de reabsorver a água, sódio, potássio, cálcio e magnésio, contribuindo para a concentração da urina.
Túbulo distal é a continuação do segmento que se estende até a conexão com o ducto coletor. Suas células são cúbicas, com poucos microvilos na região apical e citoplasma com muitas largas mitocondriais. Possui a função de: reabsorver NaCl e bicarbonato de cálcio, secretar hidrogênio e amônia e secretar e absorver potássio. O seu início é relativamente impermeável a água, mas a medida que vai se aproximando da sua parte final essa impermeabilidade vai “desaparecendo” graças a resposta ao hormônio antidiurético. 
Ducto coletor é a última parte do néfron, possui dois tipos de células: as principais, cuja função é reabsorver sódio e secretar potássio e células intercalares, que pode se subdividir em do tipo α ( secretam hidrogênio) e do tipo β (secretam bicarbonato). A reabsorção de água se dá devido ao estimulo do hormônio antidiurético.
2.2-Biofísica presente no processo de filtragem dos líquidos nos rins. 
Biofisicamente falando a filtração glomerular só existe graças a três pressões: pressão hidrostática sanguínea, pressão hidrostática urinária e pressão osmótica do sangue.
 A pressão hidrostática sanguínea corresponde à pressão nos capilares glomerulares e é a única força que estimula a filtração da água e dos solutos através da membrana de filtração. A pressão hidrostática urinária e a pressão osmótica do sangue (pressão osmótica resultante) são opostas a filtração, ou seja, resistem a esse processo. A primeira é a pressão exercida contra a membrana pelo líquido (urina) presente no corpúsculo e no túbulo renal. 
A segunda é a pressão gerada pelas proteínas no plasma sanguíneo, pode ser chamada de resultante pelo fato da pressão osmótica urinária ser considerada desnecessária. O resultado dessas oposições de forças gera uma força resultante com sentido a favor a filtração que expulsa o fluido e o soluto de pequena massa molecular, formando assim o filtrado. Com a formação do filtrado uma pressão, chamada pressão de filtração, começa a existir com o objetivo de controlar o volume desse líquido e graças à vasoconstrição das artérias aferentes e eferentes, essa força ao variar, varia também o volume do filtrado. A pressão do filtrado, apesar de ser bastante eficiente, ainda permite que cerca de 125 ml/min. seja filtrado. Como o volume de urina excretado é em torno de 1 a 2 litros, logicamente, percebe-se que 99% do volume do filtrado juntamente com diversas substâncias são reabsorvidas, esse processo é chamado de reabsorção tubular. As substâncias absorvidas são bastante selecionadas e passam pela comporta de absorção passiva ou ativamente. 
2.3-REABSORÇÕES
As principais reabsorções são a do sódio, da água, do cloreto e do bicarbonato. A reabsorção do sódio (Na +) ocorre devido a maior concentração dessa substância na célula tubular, fazendo com que o gradiente osmótico e o elétrico sejam favoráveis ao transporte para o interior da célula, conduzindo-o de forma passiva. Do interior da célula para o espaço perinuclear o transporte passa a ser ativo, pelo fato dos gradientes serem desfavoráveis. O processo volta a ficar passivo, do perinuclear para o interior do vaso, pois a pressão hidrostática é favorável à penetração, conduzindo-os de forma passiva e finalizando o processo. A reabsorção da água (H2O) ocorre quando o soluto sai do Lúmen, aumentando a concentração de solvente e originando, consequentemente, um gradiente de concentração entre o Lúmen e o espaço perinuclear. Com isso, a água entra no capilar pela pressão hidrostática e pela pressão coloidosmótica intravasal passivamente, reabsorvendo cerca de 80% do volume de água. 
No caso do cloreto (Cl-), a reabsorção é feita acoplada à entrada de Na+ que cria condições passivas tanto pro cloreto quando pra água, ou pelo gradiente osmótico que se forma quando a concentração de Cl- aumenta graças à saída de água do túbulo.O bicarbonato (HCO3-) está envolvido com a secreção de H+ e o transporte de Na+, pelo fato dele ser bastante impermeável.
 O processo ocorre da seguinte maneira: Incialmente o NaHCO3 se ioniza no Lúmen em Na+ e HCO3-, a partir daí o íon H+ que foi secretado pela célula liga-se ao ânion transformando-se em H2CO3, e consequentemente H2O + CO2, de acordo com a equação: 
HCO3- + H+ H2CO3 CO2(aq) + H2O(aq)
O CO2 e o H2O passa passivamente para a célula e lá o H+ é secretado e o HCO3- volta-se a se formar, lingando-se logo em seguida com o Na+ para passar para o vaso e acompanhar o seu transporte.
3. CONCLUSÃO
De acordo com essa temática e outras apresentadas em sala de aula que relacionam a física com a biologia concluimos que é possivel encontrar a física inserida aos objetos de estudos do ramo da biologia e que de certa forma há uma dependencia entre ambas. Tratando-se da biofísica do sistema excretor , que é a parte da biologia que estuda a relação de interação entre; conceitos físicosde pressão hidrostática, dinâmica dos flúidos e a filtragempresente no sistema urinário,como um dos exemplos mais visíveis dessa relação. Assim é possível com que haja esse foco multidiciplinar que é de extrema importância para o desenvolvimento do processo de ensino e aprendizado do aluno, faz ser alunos de ensino fundamental, ensino médio, gradução e pós – graduação.
REFERÊNCIAS
1. atlas.ucpel.tche.br/~mflessa/bi10.html
2. http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/mal-de-parkinson/mal-de-parkinson.php
3. Fundamentos de Biofísica: Conceitos e Métodos de Física e Química Biológica
4. www.webciencia.com/11_29nervoso.htm
5. DURÁN, José Enrique Rodas. Biofísica – Fundamentos e aplicações. São Paulo: PRENTICE HALL, 2003.
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