BIOFÍSICA_ PARA CIÊNCIAS BIOMÉDICAS (1)

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<p>© EDIPUCRS, 2016</p><p>Capa: Shaiani Duarte</p><p>Revisão de texto: Fernanda Lisbôa</p><p>Editoração Eletrônica: Rodrigo Valls</p><p>IMAGENS FORNECIDAS PELO AUTOR</p><p>Edição revisada segundo o novo Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa.</p><p>EDIPUCRS – Editora Universitária da PUCRS</p><p>Av. Ipiranga, 6681 – Prédio 33</p><p>Caixa Postal 1429 – CEP 90619-900</p><p>Porto Alegre – RS – Brasil</p><p>Fone/fax: (51) 3320 3711</p><p>E-mail: edipucrs@pucrs.br</p><p>Site: www.pucrs.br/edipucrs</p><p>Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)</p><p>B615 Biofísica : para ciências biomédicas / Jarbas Rodrigues de</p><p>Oliveira, org. ; Paulo Harald Wachter ... [et al.] – 4. ed., 1ª</p><p>reimp. – Porto Alegre : EDIPUCRS, 2016.</p><p>299 p.</p><p>ISBN 978-85-397-0829-1</p><p>1. Biofísica. 2. Fisiologia. 3. Medicina. I. Oliveira,</p><p>Jarbas Rodrigues de. II. Watcher, Paulo Harald.</p><p>CDD 23 ed. 612.014</p><p>Ficha catalográfica elaborada pelo Setor de Tratamento da Informação da BC-PUCRS.</p><p>TODOS OS DIREITOS RESERVADOS. Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou processo,</p><p>especialmente por sistemas gráficos, microfílmicos, fotográficos, reprográficos, fonográficos, videográficos. Vedada a</p><p>memorização e/ou a recuperação total ou parcial, bem como a inclusão de qualquer parte desta obra em qualquer</p><p>sistema de processamento de dados. Essas proibições aplicam-se também às características gráficas da obra e à sua</p><p>editoração. A violação dos direitos autorais é punível como crime (art. 184 e parágrafos, do Código Penal), com pena</p><p>de prisão e multa, conjuntamente com busca e apreensão e indenizações diversas (arts. 101 a 110 da Lei 9.610, de</p><p>19.02.1998, Lei dos Direitos Autorais).</p><p>1- INTRODUÇÃO</p><p>Alan Arrieira Azambuja</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Laerson Hoff</p><p>SISTEMAS DE MEDIDAS</p><p>Medida pode ser definida como a descrição de algo em termos de valores</p><p>numéricos. É a determinação de magnitude de alguma propriedade. Propriedades são as</p><p>características e atributos de algo. Quando podem ser medidas, são ditas quantitativas;</p><p>e, quando isso não for possível, são denominadas de qualitativas.</p><p>O sistema métrico foi especificamente formulado para ser utilizado com notação</p><p>decimal. Esse sistema consiste de uma unidade primária para cada propriedade</p><p>quantitativa e um conjunto de prefixos. Cada prefixo indica um fator pelo qual a</p><p>unidade primária deve ser multiplicada para produzir maiores ou menores unidades de</p><p>uma propriedade. O fator de um prefixo geralmente é exponencial usando como base o</p><p>número 10. Por exemplo, 1 kg é igual a 103 gramas (1.000 g), 1 mL é igual a 10-3 litros</p><p>(1/1.000 L) e 1mL é igual a 10-6 litros (1/1.000.000 L). Cada prefixo recebe uma</p><p>nomenclatura específica, como micro, pico e nano. A Tabela 1.1 demonstra os</p><p>diferentes prefixos com suas denominações e fatores correspondentes.</p><p>Tabela 1.1 Prefixos e seus fatores.</p><p>O Sistema Internacional (SI) estabelecido em 1960 pela “Conference Generale des</p><p>Poids et Measures” uniformizou mundialmente o sistema de medida. O sistema</p><p>internacional foi desenvolvido para o uso em física, mas também foi recomendado para</p><p>laboratórios clínicos. A Tabela 1.2 demonstra as principais propriedades do SI.</p><p>Tabela 1.2 Propriedades do SI.</p><p>GRANDEZA UNIDADE BÁSICA SÍMBOLO DA UNIDADE BÁSICA</p><p>Comprimento Metro m</p><p>Massa Quilograma kg</p><p>Tempo Segundo s</p><p>Volume Metro cúbico ou litro m³ ou L</p><p>Corrente Elétrica Ampère A</p><p>Temperatura Graus Kelvin K</p><p>Intensidade Luminosa Candela cd</p><p>Quantidade de Matéria Mol mol</p><p>Quantidade Catalítica Katal kat</p><p>DILUIÇÕES</p><p>As diluições são métodos laboratoriais nos quais uma quantidade de uma substância</p><p>(o solvente) é adicionada a outra (o soluto) para reduzir a concentração do soluto. O</p><p>uso da palavra diluição pode ser muitas vezes confuso, mas entende-se no sentido de</p><p>que uma parte de um material seja diluída num número total de partes da solução final.</p><p>A diluição é uma expressão de concentração, e não de volume. Indica a quantidade</p><p>relativa de substâncias em uma solução.</p><p>As variações da terminologia podem ser variadas, e uma mesma instrução de</p><p>laboratório pode ser expressa das seguintes formas: diluir 1 em 10 ou diluição de 1</p><p>para 10 ou diluir 1/10. Todas devem significar a mesma coisa, ou seja, o volume de</p><p>concentrado (soluto) no volume total da solução final. Na frase de instruções de</p><p>preparo de diluições, o menor número corresponde ao número de partes da substância</p><p>que está sendo diluída; o maior número refere-se ao número total de partes da solução</p><p>final.</p><p>Considere a seguinte questão: faça uma diluição um para dez (1/10 ou 1:10) de</p><p>plasma humano em soro fisiológico. Para fazer dez mililitros da solução diluída,</p><p>utilizamos um mililitro de plasma e adicionamos nove mililitros de soro fisiológico.</p><p>Assim, a concentração de plasma é reduzida à décima parte na solução. O objetivo</p><p>dessa diluição, assim, é tornar aquela quantidade de soluto na décima parte de toda</p><p>solução (1/10).</p><p>SOLUÇÕES</p><p>Soluções são misturas de substâncias. A maioria das soluções pode ser composta de</p><p>duas partes ou fases: a fase dispersa e a fase dispersante. A fase dispersa é a substância</p><p>que é dissolvida, frequentemente chamada de soluto. A fase dispersante é a parte que</p><p>dissolve a outra, também chamada de solvente.</p><p>Trabalhando-se com soluções é imprescindível medirmos as quantidades relativas</p><p>de substâncias em solução. Isso se refere à concentração, que é a quantidade de uma</p><p>substância em solução. A concentração pode ser medida por uma das três maneiras</p><p>básicas: massa por unidade de massa, massa por unidade de volume e volume por</p><p>unidade de volume. A maneira mais precisa das três é massa por unidade de massa</p><p>(m/m), pois a massa de uma dada quantidade não varia com a temperatura ou pressão</p><p>como varia por volume. Massa por unidade de massa é quase sempre usada para</p><p>medida de sólidos em material sólido.</p><p>Uma concentração em massa por unidade de volume (m/v) é provavelmente o valor</p><p>mais comum encontrado nos laboratórios clínicos. Nesse método um número de</p><p>unidades de massa ou peso é relacionado a um dado número de volume de solução.</p><p>Esse sistema é mais frequentemente usado quando o soluto é um sólido e o solvente é</p><p>líquido. O volume de uma quantidade particular de material vai variar com a</p><p>temperatura e, no caso de gases, com a pressão. O grau de variação é usualmente</p><p>insuficiente para provocar variações significativas nos resultados do teste, a não ser</p><p>que variações extremas de temperaturas estejam envolvidas.</p><p>O último dos três métodos de medida de concentração é volume por unidade de</p><p>volume (v/v). Esse método, que é o menos preciso dos três, é quase sempre usado</p><p>quando o soluto e o solvente são líquidos.</p><p>A unidade de concentração do Sistema Internacional é o quilomol por metro cúbico</p><p>(kmol.m-3), mas seu equivalente mol.l-1 (mol por litro) é o mais usado na prática diária</p><p>laboratorial.</p><p>Entre os diversos meios de expressar concentrações, os mais usados são</p><p>apresentados a seguir.</p><p>1. Soluções Percentuais – Correspondem a gramas de soluto por 100 mL de</p><p>solução, sendo abreviados como g% ou %. Exemplos:</p><p>a) Para preparar 400 mL de NaCl a 5%, devem-se pesar 20 g do sal e</p><p>adicionar água até completar o volume de 400 mL de solução. A relação de 20 g</p><p>em 400 mL é de 5%.</p><p>b) Para prepararmos 250 mL de ureia a 8%, a quantidade de ureia necessária</p><p>será:</p><p>8 g em 100 mL – significa dizer 8%.</p><p>Como são solicitados 250 mL, faz-se a regra de três:</p><p>8 g 100 mL</p><p>X g 250 mL</p><p>Portanto, basta diluir 20 g de ureia em água até completar o volume de 250 mL</p><p>para termos uma solução a 8%.</p><p>2. Soluções Molares – Em reações químicas, átomos e moléculas, podem ser</p><p>combinadas durante uma reação, ou seja, as reações acontecem no nível dos</p><p>átomos ou moléculas dos reagentes. A medida de concentração em mol e da</p><p>molaridade são métodos que auxiliam a medir o número de partículas</p><p>envolvidas em tais reações. O peso atômico de um elemento químico é a</p><p>massa real da partícula química relativa à massa</p><p>Momento VIII: equilíbrio dinâmico.</p><p>Se imaginarmos, no esquema acima, que o espaço A represente um vaso e o espaço</p><p>B represente o meio intersticial, é fácil concluir que a concentração do vaso vai</p><p>aumentando cada vez mais, se tornando hipertônico. Essa situação provoca uma pressão</p><p>osmótica do meio intersticial (menos concentrado) para o vaso. Ora, se essa pressão</p><p>osmótica tende a aumentar, o meio intersticial deveria ficar desidratado. No entanto,</p><p>isso não ocorre, porque existe uma pressão arterial, do vaso para o interstício, que</p><p>contrabalança, mantendo o equilíbrio.</p><p>Figura 3.12 Relação entre a pressão arterial e a pressão osmótica.</p><p>Pode-se prever quanto de determinado íon irá se mover através da membrana por</p><p>meio da seguinte fórmula:</p><p>Em que:</p><p>[ x ] é a quantidade do íon que se terá movido quando o sistema estiver em</p><p>equilíbrio dinâmico;</p><p>a é a concentração inicial do íon do lado A da membrana;</p><p>b é a concentração inicial do íon do lado B da membrana.</p><p>Usando os valores expostos anteriormente para o íon sódio, teríamos:</p><p>De acordo com o valor encontrado, no momento VII teriam passado 3,3 íons de</p><p>sódio para o lado A da membrana (totalizando mais ou menos 13,3 íons de Na+),</p><p>enquanto o lado B teria um déficit de 3,3 íons de sódio, ficando então com</p><p>aproximadamente 6,7 íons.</p><p>EDEMA</p><p>As proteínas presentes normalmente no sangue somente saem dos vasos em grau</p><p>limitado, agindo então de maneira a atrair água do meio intersticial para o espaço</p><p>vascular, já que este, pela presença das proteínas, se torna mais concentrado. Essa</p><p>força produzida pela hiperconcentração das proteínas plasmáticas é uma pressão</p><p>osmótica, também chamada pressão coloidosmótica ou pressão oncótica do plasma.</p><p>Segundo essa tendência, os líquidos dirigir-se-iam continuamente para dentro dos</p><p>vasos. No entanto, isso não ocorre, porque a pressão oncótica do plasma é</p><p>contrabalançada pela propulsão de sangue do coração, que, por sua vez, impele água</p><p>para fora dos vasos, no sentido do interstício. Esse balanceamento entre as pressões</p><p>contribui para a regulação das trocas líquidas entre o plasma e o líquido intersticial.</p><p>Denomina-se edema o acúmulo de água no meio intersticial, podendo essa situação</p><p>ocorrer por motivos que desregulem o equilíbrio entre a pressão coloidosmótica e a</p><p>pressão que o sangue exerce sobre o vaso quando é propulsionado pelo coração. Por</p><p>exemplo, uma pessoa que sofre de hipertensão arterial poderá apresentar edema,</p><p>porque, sendo a pressão arterial (aquela que o sangue exerce sobre a parede do vaso)</p><p>maior do que o normal, essa não será suficientemente contrabalançada pela pressão</p><p>oncótica do plasma, ou seja, a água tenderá a se acumular no interstício, caracterizando</p><p>o edema.</p><p>EDEMA E A SÍNDROME NEFRÓTICA</p><p>A Síndrome Nefrótica é uma patologia caracterizada pela presença de proteinúria,</p><p>hipoproteinemia, hiperlipidemia, lipidúria e edema. A proteinúria acarreta</p><p>hipoproteinemia, em especial hipoalbuminemia, que, uma vez instalada, acarreta a</p><p>diminuição na pressão coloidosmótica do plasma, com consequente saída de água</p><p>dentro dos capilares para o interstício, levando ao aparecimento de edema (Figura</p><p>3.13). Ainda, a diminuição da volemia (volume de sangue), acarretaria a ativação do</p><p>sistema renina-angiotensina-aldosterona com consequente aumento de reabsorção de</p><p>sódio e água pelo rim na tentativa de manter a tensão arterial, contribuindo, assim, para</p><p>a piora do quadro clínico de edema.</p><p>Figura 3.13 A. Equilíbrio de pressões entre o vaso e meio intersticial; B. Edema secundário às</p><p>alterações de pressão osmótica.</p><p>TRANSPORTE ATIVO</p><p>O transporte ativo não pode ser definido apenas como o transporte que vai contra os</p><p>gradientes de potencial eletroquímico. Deve ser considerado também o fato de que esse</p><p>é um transporte que depende de energia metabólica, direta ou indiretamente.</p><p>Consideremos dois tipos de transporte ativo: o primário, que usa diretamente a</p><p>energia proveniente do ATP ou de qualquer outra fonte de energia metabólica (como</p><p>exemplo, a bomba de sódio e potássio); e o secundário, que usa a diferença de</p><p>concentração de uma substância movimentada por transporte ativo primário para</p><p>modificar a proteína carreadora e assim promover um segundo gradiente de</p><p>concentração para outra substância.</p><p>Transporte Ativo Primário: transporte ativo primário é aquele que utiliza</p><p>diretamente a energia obtida a partir da hidrólise do ATP.</p><p>Bomba de Sódio e Potássio: vamos analisar a composição iônica de sódio e</p><p>potássio de uma célula qualquer, considerando o meio extracelular, o íon mais</p><p>concentrado seria o sódio. Já no meio intracelular, a maior concentração seria a do íon</p><p>potássio. Pelo princípio da difusão, essas concentrações iônicas tenderiam a se igualar,</p><p>mas não o fazem, porque um mecanismo ativo denominado ATPase, transportador de</p><p>sódio e potássio (bomba de sódio e potássio), as mantêm nos níveis fisiológicos.</p><p>Esse exemplo de mecanismo ativo primário é mediado por uma enzima chamada</p><p>Na/K-ATPase, que tem capacidade de transportar até três íons de sódio para fora e</p><p>dois de potássio para dentro da célula para cada ATP desdobrado.</p><p>Na/K-ATPase: a Na/K-ATPase é uma enzima macromolecular que consiste de duas</p><p>subunidades alfa e duas subunidades beta. Foi sugerida, também, a presença de duas</p><p>subunidades gama, menores, cuja função não teria sido bem definida (Figura 3.14).</p><p>Figura 3.14 Estrutura da Na/K-ATPase.</p><p>Fonte: Adaptado de Rose e Valdes (1994).</p><p>A subunidade alfa contém todos os sítios de ligação onde se prendem as substâncias</p><p>que podem inibir ou estimular a Na/K-ATPase. A subunidade beta parece servir para</p><p>orientar e estabilizar a subunidade alfa na membrana, sendo também necessária para a</p><p>correta conformação e atividade da enzima. O papel da subunidade beta na</p><p>translocação iônica ainda é incerto.</p><p>A bomba obtém energia através da desfosforilação e fosforilação da Na/K-ATPase,</p><p>que se transforma ciclicamente em E1 e E2, sendo que cada uma dessas conformações</p><p>tem afinidade pelo sódio e pelo potássio, respectivamente.</p><p>Essas alterações conformacionais cíclicas ocorrem de maneira que a Na/K-ATPase</p><p>seja fosforilada pelo ATP na presença de íons sódio e magnésio e depois então</p><p>desfosforilada na presença de íons potássio.</p><p>Na conformação E1, o local para ligação dos íons tem alta afinidade por Na, ATP e</p><p>Mg, e está voltado para o citoplasma. Já na conformação E2, o local de ligação tem alta</p><p>afinidade pelo potássio e está voltado para o meio extracelular (Figura 3.15).</p><p>Figura 3.15 Estrutura dos transportadores Na/K-ATPase.</p><p>A bomba funciona a partir de um mecanismo dependente do íon magnésio e da água,</p><p>conforme ilustra o esquema que se segue.</p><p>Figura 3.16 A bomba Na/K-ATPase.</p><p>Três íons de sódio penetram na membrana celular, por difusão, onde então a</p><p>conformação E1 é capaz de capturá-los, fosforilando um ATP. Em presença de Mg, E1</p><p>altera sua conformação para E2, perdendo afinidade com os íons de sódio e liberando-</p><p>os no meio extracelular. No momento em que dois íons de potássio adentram a</p><p>membrana, E2 liga-se a eles. Em presença de água, a conformação E2 é alterada</p><p>novamente para E1, que, por não possuir afinidade com o potássio, libera-o no meio</p><p>intracelular.</p><p>RELAÇÃO BOMBA N</p><p>O cálcio, nas células cardíacas, exerce controle sobre a força de contração do</p><p>coração (quanto maior a concentração de cálcio no interior das células cardíacas,</p><p>maior a força de contração e vice-versa). É sabido que, nesse órgão, existe um</p><p>antiporter de Na+/Ca++ funcionando concomitantemente à bomba de sódio e potássio.</p><p>Foi citado anteriormente que o funcionamento da bomba depende do íon de Mg.</p><p>Ora, se por uma razão qualquer esse íon estiver ausente ou diminuído e,</p><p>consequentemente, a bomba não estiver exercendo plenamente a sua função, a</p><p>concentração de sódio no interior da célula aumentará. Diante dessa situação, o</p><p>antiporter de Na+/Ca++ também será prejudicado, já que uma hiperconcentração de Na</p><p>intracelular (pela falha funcional da bomba) acarretaria um aumento de cálcio</p><p>intracelular por impedir a função do antiporter (Figura 3.17).</p><p>Como é sabido,</p><p>o acúmulo de Ca++ aumenta a força de contração do coração,</p><p>provocando, ao mesmo tempo, vasoconstrição e, diante dessa situação, teríamos, como</p><p>efeito final, uma hipertensão arterial. Teorias recentes defendem que o problema da</p><p>hipertensão poderia ser solucionado pela administração de Mg++ ao indivíduo, o que</p><p>regularizaria a bomba, normalizando por consequência o antiporter e trazendo de volta</p><p>ao usual as concentrações iônicas.</p><p>Figura 3.17 Antiporter de Na+/Ca++ nas células cardíacas.</p><p>N</p><p>Sabe-se que existem substâncias capazes de inibir a atividade da Na/K-ATPase,</p><p>substâncias essas chamadas de glicosídeos cardíacos. Esses inibidores da bomba de Na</p><p>e K são derivados de extratos de plantas dos gêneros Digitalis (por exemplo, a</p><p>digoxina), Strophanthus (oubaína) e Acocanthera. Esses compostos são os mais</p><p>potentes agentes inotrópicos conhecidos, que aumentam a força de contração do</p><p>coração, acreditando-se que os seus efeitos cardíacos sejam exercidos através da</p><p>inibição da ATPase transportadora de Na e K.</p><p>Historicamente, sabe-se que extratos dessas plantas têm sido utilizados com</p><p>objetivo terapêutico há talvez 3.000 anos, incluindo preparações contendo glicosídeos</p><p>cardíacos usadas pelos antigos egípcios.</p><p>O único receptor conhecido para os glicosídeos cardíacos é a subunidade alfa da</p><p>Na/K-ATPase. Recentemente, foi proposto um modelo, segundo o qual o glicosídeo</p><p>seria envolvido pelo sítio receptor da subunidade alfa da Na/K-ATPase, possibilitando</p><p>a interação entre o glicosídeo e a enzima. Essa interação é muito específica e leva a</p><p>uma inibição seletiva da atividade da Na/K-ATPase (Figura 3.18).</p><p>Figura 3.18 Receptor cardíaco para glicosídeos.</p><p>A inibição da bomba de Na pelos glicosídeos cardíacos aumenta a força de</p><p>contração do coração e torna mais lentas suas batidas, já que para a bomba. No</p><p>momento em que a bomba é inibida pelo glicosídeo, ocorre, logicamente, uma</p><p>hiperconcentração de sódio intracelular. Esse fato leva a um prejuízo no funcionamento</p><p>do antiporter de Na/Ca, acumulando cálcio no interior da célula cardíaca e levando à</p><p>situação descrita anteriormente, quando falávamos sobre a relação existente entre a</p><p>bomba de Na/K e o antiporter de Na/Ca nas células cardíacas.</p><p>GLICOSÍDEOS CARDÍACOS</p><p>↓</p><p>INIBIÇÃO DA Na/K-ATPase</p><p>↓</p><p>AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO INTRACELULAR DE SÓDIO</p><p>↓</p><p>AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO INTRACELULAR DE CÁLCIO</p><p>↓</p><p>AUMENTO DA FORÇA DE CONTRAÇÃO DO CORAÇÃO</p><p>TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO</p><p>É aquele no qual a fonte de energia para o movimento é representada por gradientes</p><p>iônicos criados pelo funcionamento de um mecanismo de transporte ativo primário, por</p><p>exemplo, os gradientes iônicos, que se formam pela ação da bomba de Na/K,</p><p>representam a fonte de energia que facilita o cotransporte de Na+/K+/2Cl-.</p><p>No transporte ativo secundário de Na+/K+/2Cl-, o cotransportador de Na+/K+/2Cl- é</p><p>o responsável pelo movimento simultâneo de um íon de Na e outro de K, juntamente</p><p>com dois íons de cloro, através das membranas celulares de vários tecidos, entre eles o</p><p>da parte grossa da alça de Henle ascendente no rim.</p><p>Esse processo é o que denominamos transporte ativo secundário, ou seja, a energia</p><p>para o movimento dos íons é fornecida pelo gradiente eletroquímico que favorece a</p><p>entrada de Na para dentro da célula. Esse gradiente se estabelece e mantém o consumo</p><p>primário de energia pela Na+/K+/2Cl-, que bombeia sódio para fora da célula por</p><p>transporte ativo. Na parte grossa da alça de Henle ascendente, o cotransportador está</p><p>localizado na membrana luminal da célula e, em conjunto com um canal de K+ da</p><p>membrana luminal, funciona permitindo a entrada de um íon de Na+ e dois íons de Cl-</p><p>na célula. Assim, o transporte de Na+ e Cl- da luz tubular para o interstício é possível</p><p>por causa da presença de uma unidade de cotransporte (Na+/K+/2Cl-), que se localiza na</p><p>membrana celular que fica em contato com a luz da alça de Henle (membrana luminal),</p><p>sendo que esta funciona em série com a bomba de Na/K-ATPase, localizada na</p><p>membrana contralateral da mesma célula. Assim, o Na+ sai da célula por transporte</p><p>ativo primário (bomba), e o cloro sai através de um canal condutor, ambos pela</p><p>membrana contralateral à membrana luminal (Figura 3.19).</p><p>Figura 3.19 Transporte de Na/K/2Cl.</p><p>Apesar de o cotransportador transladar muito sódio e cloro através da membrana da</p><p>alça de Henle, o movimento de potássio, tanto para dentro quanto para fora do túbulo,</p><p>pelo processo de cotransporte, é muito pequeno. Isso acontece porque existe um canal</p><p>de potássio situado na membrana luminal, que funciona juntamente com o</p><p>cotransportador de Na+/K+/2Cl-. O papel desse canal é devolver o potássio para o</p><p>líquido tubular ao mesmo tempo em que entram na célula um íon de sódio e dois íons de</p><p>cloro para serem exportados para o sangue.</p><p>A eficiência energética desse processo de transporte ativo secundário é quase o</p><p>dobro da do sistema de transporte baseado apenas na bomba de sódio. O consumo de</p><p>cada molécula de oxigênio gera no máximo seis moléculas de ATP e cada ATP oferece</p><p>a energia necessária para bombear três íons de sódio pela Na/K-ATPase. Assim, cada</p><p>molécula de oxigênio transportaria no máximo 18 moléculas de sódio. Como a região</p><p>do rim em que funciona o cotransporte de Na+/K+/2Cl- tem limitada disponibilidade de</p><p>oxigênio, esse transporte ativo secundário facilita a absorção de sódio com menor</p><p>utilização de oxigênio. Essa maior eficiência é especialmente importante em áreas</p><p>como a porção grossa da alça de Henle ascendente, onde o número de moléculas de</p><p>oxigênio disponíveis é exíguo, e, portanto, o de ATP também.</p><p>Concluindo, o transporte ativo secundário de Na+/K+/2Cl- se expressa em vários</p><p>tecidos de uma ampla variedade de espécies. A eficiência energética dessa função pode</p><p>favorecer a conservação evolutiva da espécie.</p><p>DIABETES MELLITUS</p><p>A Diabetes mellitus (DM) representa o distúrbio endócrino mais comum e de</p><p>incidência crescente, atingindo aproximadamente 5% da população mundial. Ela se</p><p>caracteriza, basicamente, pelo aumento da glicose sanguínea, ou seja, pela</p><p>hiperglicemia.</p><p>Baseado em sua fisiopatologia, a DM é dividida em dois grandes grupos: o tipo 1 e</p><p>o tipo 2. O tipo 1, ou também chamado insulinodependente, decorre da secreção</p><p>insuficiente de insulina pelas células b do pâncreas. A Diabetes mellitus de tipo 2, ou</p><p>não insulinodependente, representa o grupo de doença com defeito a nível de receptor</p><p>de insulina por parte da membrana das células – o que chamamos de resistência à</p><p>insulina. Independentemente do tipo de DM, observamos que há um defeito endócrino,</p><p>que impede nosso corpo de reconhecer a disponibilidade de substratos energéticos</p><p>advindos da alimentação, sendo isso decorrente da ausência do efeito da insulina, seja</p><p>devido a uma hipossecreção da mesma ou à resistência à sua ação. Vislumbra-se, desse</p><p>modo, que nosso corpo, por não conseguir reconhecer o estado alimentado, mantém-se</p><p>em estado metabólico de jejum, no qual ele utiliza em grande quantidade os substratos</p><p>energéticos do tecido adiposo e muscular (ácidos graxos e proteínas), gerando graves</p><p>consequências. Somado a isso, todo carboidrato ingerido pelo paciente gera uma</p><p>elevação da glicemia, sem que haja uma resposta adequada de nosso organismo (vide</p><p>ação da insulina e relação com o GLUT4).</p><p>Com esse entendimento básico do processo da doença, podemos agora nos ater aos</p><p>principais sintomas dessa doença, os quatro “P” da diabetes: Perda de peso, Polifagia</p><p>(aumento da ingestão de comida), Poliúria e Polidipsia.</p><p>Perda de peso: ocorre devido ao consumo de nossas reservas energéticas, como já</p><p>foi explicitado anteriormente.</p><p>Polifagia: por estarmos nesse estado catabólico (de uso de reservas energéticas),</p><p>somado à falta da ação insulínica em nosso cérebro que atua modulando a</p><p>fome/saciedade, é consumida muita comida, sem, no entanto, engordar.</p><p>Poliúria: em nossos rins, ocorre a filtração do sangue. Nesse processo grande parte</p><p>dos solutos do sangue é coletada pelos túbulos renais e depois é seletivamente</p><p>excretada do corpo ou reabsorvida de volta para o sangue. É claro que substâncias</p><p>nobres, como a glicose e aminoácidos, serão reabsorvidas. Para que a reabsorção da</p><p>glicose ocorra, existem aqueles receptores SGLT, que, através do gradiente gerado</p><p>pelo transporte ativo primário do sódio, arrastam a glicose para dentro das células por</p><p>meio de um cotransporte de sódio/glicose. O número desses receptores, porém, é</p><p>limitado, fazendo com que só se consiga reabsorver toda a glicose filtrada caso a</p><p>glicemia não ultrapasse um certo limite, que é aproximadamente 250 mg/dL. Quando</p><p>esse valor é ultrapassado, parte da glicose se mantém nos túbulos, aumentando a</p><p>osmolaridade e, subsequentemente, arrastando água para dentro dos mesmos. Isso gera</p><p>um aumento da produção de urina, ou seja, poliúria.</p><p>Polidipsia: é o aumento da ingestão de líquidos. É o simples reflexo da maior perda</p><p>de líquidos decorrente da hiperglicemia. O aumento da micção leva ao aumento da</p><p>ingestão de líquidos.</p><p>Todos esses sintomas, como já sabemos, são decorrentes da “falta” da insulina. Nos</p><p>dois grandes grupos da Diabetes mellitus, essa mesma “falta” se procede de maneiras</p><p>diferentes, levando a manifestações clínicas diferentes em termos de apresentação. Na</p><p>DM1, há uma morte gradual das células β pancreáticas, levando a uma diminuição da</p><p>produção de insulina gradualmente, até um ponto onde não haja a secreção suficiente</p><p>desse hormônio para a realização das suas funções fisiológicas. Assim, o aparecimento</p><p>dos sintomas se apresenta de forma aguda e normalmente mais severa, sendo os</p><p>pacientes normalmente jovens e não obesos.</p><p>Na DM2, devido a um erro a nível de receptor, a quantidade de insulina secretada</p><p>começa a se tornar insuficiente para a realização das suas funções fisiológicas. Quando</p><p>isso começa a ocorrer, há, como consequência, um pequeno aumento da glicemia e,</p><p>portanto, ocorre todo aquele processo nas células β pancreáticas, levando à maior</p><p>secreção de insulina e, assim, à normalização do estado funcional de nosso corpo. A</p><p>resistência à insulina, que ocorre devido a obesidade, fatores imunológicos e outros,</p><p>vai, porém, aumentando e, com isso, aumenta também a secreção de insulina. Esse ciclo</p><p>se perpetua até que se esgote a capacidade de secreção de insulina por partes das</p><p>células β, levando ao aparecimento gradual dos sintomas (em concordância com o</p><p>aumento da resistência à insulina). Os pacientes com DM2 são, em sua grande maioria,</p><p>adultos, obesos, havendo ainda uma forte relação hereditária.</p><p>É de extrema importância atinar ao fato de que esses dois grandes grupos da DM</p><p>são, de fato, dois grandes extremos de uma doença heterogênea, no qual um se relaciona</p><p>à perda de células β e o outro à resistência ao efeito da insulina, levando ao</p><p>aparecimento dessa doença. Nada impede que um paciente diabético obeso com grande</p><p>resistência insulínica, por alguma razão, como o excesso de glicose sanguínea, lesione</p><p>ao longo dos anos as células β, piorando o seu quadro clínico.</p><p>O tratamento da Diabetes mellitus fundamenta-se, em especial, sobre rígido</p><p>controle dietético e a mudança dos hábitos de vida. A partir dessa estratégia, a</p><p>terapêutica específica para cada tipo será diferente. O tratamento da Diabetes mellitus</p><p>de tipo 1 exige sempre a administração de insulina. A maioria das preparações de</p><p>insulina existente no comércio é obtida através da extração de tecido pancreático</p><p>bovino ou suíno. A insulina humana pode ser produzida através das técnicas de</p><p>recombinação de DNA ou pela modificação química da insulina suína. O tratamento da</p><p>Diabetes mellitus de tipo 2 é mais complexo, e tanto a insulina como os</p><p>hipoglicemiantes orais são empregados.</p><p>Referências</p><p>Bennett JC, Plum F Cecil. Tratado de Medicina Interna. 20ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.</p><p>Best and Taylor. Physiological basis of medical practice. 12th edition. Baltimore: Willians and Wilkins, 1990.</p><p>Braunwald, E, ed. Heart disease: A textbook of cardiovascular medicine. 4th edition. Philadelphia: WB Saunders, 1992.</p><p>Fais S, Luciani F, Logozzi M, Parlato S, Lozupone F. Linkage between cell membrane proteins and actin-based</p><p>cytoskeleton: the cytoskeletal-driven cellular functions. Histol Histopathol. 2000; 15:539-49.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.</p><p>Haas M. Properties and diversity of Na-K-Cl cotransportes. Annu Ver Physiol 1989; 51:443.</p><p>Hardman JG, Limbird, LE, Molinoff PB et al. Goodman and Gilman’s. The pharmacological basis of therapheutics. 9th</p><p>edition. International edition: Mc Graw-Hill, 1996.</p><p>Kleinfeld AM. Lipid phase fatty acid flip-flop, is it fast enough for cellular transport? J Membr Biol. 2000; 175:79-86.</p><p>Le Borgne R, Hoflack B. Protein transport from the secretory to the endocytic pathway in mammalian cells. Biochim</p><p>Biophys Acta. 1998; 1404: 195-209.</p><p>Montgomery R, Conway TW, Spector AA. Bioquímica, uma abordagem dirigida por casos. 5ª edição. Porto Alegre:</p><p>Artes Médicas, 1994.</p><p>Petersen OH. Potassium channels and fluid secretion. New Physiol Sci. 1986; 1:92.</p><p>Rose, AM and Valdes, RJ. Understanding the sodium pump and its relevance to disease. Clinical Chemistry. 40/9,</p><p>1674-1685. 1994.</p><p>Stryer L. Bioquímica. 3 edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.</p><p>Urazaev AK. The soidum-potassium-chloride cotransport of the cell membrane. Usp Fiziol Nauk. 1998; 29:12-38.</p><p>1 A insulina exerce efeito em grande parte dos nossos tecidos. Esse efeito varia de acordo com a quantidade, tempo de</p><p>exposição ao hormônio, tipo de tecido e outros.</p><p>4- POTENCIAL DE MEMBRANA</p><p>Alan Arrieira Azambuja</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Lucas Luã Machado Pereira</p><p>Débora Sartori Giaretta</p><p>O potencial de membrana ou potencial de repouso das células é definido como a</p><p>diferença de cargas elétricas entre o meio interno e o externo . Ou seja, se medirmos</p><p>as cargas no meio intra e extracelular, veremos que há uma diferença de potencial de</p><p>aproximadamente -60 mV no caso de uma célula muscular lisa e de aproximadamente -</p><p>90 mV no caso de uma célula muscular esquelética ou de uma célula nervosa. Assim</p><p>sendo, a carga dentro destas células é cerca de 90 milivolts mais negativo do que a do</p><p>líquido extracelular (Figura 4.1).</p><p>Figura 4.1 Demonstração das diferenças de cargas entre o meio interno e o meio externo da célula em</p><p>repouso.</p><p>DETERMINAÇÃO DO POTENCIAL DE MEMBRANA</p><p>Conforme o quadro a seguir o íon em maior concentração no meio intracelular é o</p><p>potássio com aproximadamente 140 mEq/L, seguido do sódio, com 12 mEq/L; cloro, 4</p><p>mEq/L; cálcio, com 1 mEq/dL; enquanto no exterior da célula o sódio é 140 mEq/L; o</p><p>cloro, 103 mEq/L; o potássio,</p><p>4 mEq/L; e o cálcio, 5 mEq/dL (Tabela 4.1).</p><p>Tabela 4.1 Concentrações iônicas nos meios intra e extracelulares</p><p>Intracelular Extracelular</p><p>K+ 150 mEq/L 4 mEq/L</p><p>Na+ 12 mEq/L 140 mEq/L</p><p>Cl- 4 mEq/L 103 mEq/L</p><p>Ca++ 1 mEq/L 5 mEq/L</p><p>Em função dessas concentrações, das características da membrana celular e do</p><p>menor tamanho do íon potássio hidratado, é conhecido que, na fibra nervosa, o íon</p><p>potássio é 100 vezes mais permeável que o íon sódio e muito mais ainda que os demais.</p><p>O fator determinante do Potencial de Membrana é, sem dúvida, a difusão K+ ao</p><p>longo do seu gradiente de concentração. O íon potássio, que no líquido extracelular está</p><p>na concentração de 4 mEq/L e no interior de 150 mEq/L, apresenta uma capacidade de</p><p>difusão muito maior que o sódio. O íon hidratado de sódio é maior que o de potássio,</p><p>diferença de 1Å de diâmetro, tendo mais dificuldade de passagem pelos poros da</p><p>membrana celular por difusão. O íon potássio, ao difundir-se com maior velocidade</p><p>para fora da célula, carrega sua carga positiva deixando o meio intracelular negativo</p><p>em relação ao extracelular.</p><p>A manutenção dessas concentrações deve-se principalmente a dois fatores: a ação</p><p>da bomba de Na+/K+/ATPase e a difusão pela membrana dos íons de potássio. A ação</p><p>da bomba de Na+/K+/ATPase estabelece gradientes através da membrana plasmática</p><p>da célula. Nos nervos, na musculatura esquelética e na cardíaca, uma pequena fração do</p><p>potencial de repouso da membrana é resultado da atividade eletrogênica da bomba de</p><p>Na+/K+/ATPase, que</p><p>contribui bombeando um maior número de cargas positivas para</p><p>o exterior, três íons de sódio para fora enquanto dois íons de potássio são bombeados</p><p>para dentro da célula, o que cria um déficit de íons positivos no interior; ou seja, um</p><p>excesso de cargas negativas na parte interna da membrana (Figura 4.2).</p><p>Figura 4.2 O íon hidratado de sódio é maior do que o de potássio, uma diferença de 1 A de diâmetro,</p><p>tendo mais dificuldade de passagem pelos poros da membrana celular por difusão. A bomba de sódio e</p><p>potássio cria o gradiente que provoca a saída de potássio, gerando o potencial de repouso da célula.</p><p>Como já vimos, o potássio é o íon que mais facilmente atravessa a membrana, sendo</p><p>o principal responsável pelo potencial de repouso da célula. Podemos confirmar isso</p><p>através de uma equação chamada Equação de Nernst. Essa equação nos permite</p><p>descobrir qual a diferença elétrica necessária para manter constante a diferença de</p><p>concentração de um íon entre o meio interno e o externo, em outras palavras, qual seria</p><p>a diferença de potencial resultante da diferença de concentração interna/externa de um</p><p>íon se a membrana fosse permeável somente a esse íon. Aplicando a equação ao íon de</p><p>potássio teríamos:</p><p>Sendo</p><p>E = potencial de repouso da célula;</p><p>K+ interno = 150 mEq/L;</p><p>K+ externo = 4,0 mEq/L.</p><p>O valor de -61 é RT/F x 2,303, em que</p><p>R = 8,315 J.K-1.mol-1 (constante dos gases perfeitos);</p><p>T = 37º C = 310,15 K;</p><p>F = 96485 C.mol-1 (constante de Faraday).</p><p>Obteríamos E = -96 mV, ou seja, se a diferença de potencial (Potencial de</p><p>Membrana) dependesse apenas das concentrações intra e extracelulares do íon de</p><p>potássio, essa seria de -96 mV, um valor muito próximo dos -90 mV mencionados</p><p>inicialmente.</p><p>ALTERAÇÕES NAS CONCENTRAÇÕES PLASMÁTICAS DE</p><p>POTÁSSIO</p><p>Alterações das concentrações de potássio no plasma levam à variação do Potencial</p><p>de Membrana. Assim, o aumento da concentração externa de 4 mEq/L para 7 mEq/L ou</p><p>9 mEq/L resultaria numa diminuição do Potencial de Membrana ou seja, diminuiria a</p><p>diferença entre o interior e exterior da célula e, sendo o gradiente de concentração</p><p>menor, a velocidade de saída do potássio por difusão cairia, diminuindo</p><p>consequentemente a negatividade no interior da célula.</p><p>Exemplos:</p><p>K+ Interior K+ exterior Pot. Membrana</p><p>150 mEq/L 4 mEq/L -96 mV</p><p>150 mEq/L 7 mEq/L -81 mV</p><p>150 mEq/L 9 mEq/L -74 mV</p><p>De forma semelhante, se cair a concentração do potássio no plasma, ocorrerá um</p><p>aumento do potencial de membrana:</p><p>Interior Exterior Pot. Membrana</p><p>150 mEq/L 2 mEq/L -114 mV</p><p>150 mEq/L 1 mEq/L -133 mV</p><p>Isso provoca um aumento da negatividade do interior da célula, ou seja, uma</p><p>hiperpolarização interna.</p><p>Resumindo: ↑[k+] extracelular = ↓diferença de concentração = diminuição do</p><p>potencial de membrana, porque a diferença é “menos negativa”.</p><p>Os rins têm por função manter as taxas iônicas do líquido extracelular estáveis,</p><p>devendo, portanto, manter as concentrações plasmáticas do potássio em torno de 4</p><p>mEq/L. No entanto, a maioria dos pacientes com insuficiência renal perdem a</p><p>capacidade de manter os níveis plasmáticos de potássio dentro dos valores normais.</p><p>Desenvolvem então a chamada hipercalemia pelo acúmulo de potássio que, traduz-se</p><p>pela diminuição do potencial de membrana para valores como, -81 mV quando o</p><p>potássio plasmático atinge valores de 7,0 mEq/L. A diminuição do potencial de</p><p>membrana torna a célula mais facilmente excitável visto que o limiar de excitação da</p><p>membrana é mais facilmente alcançado, o que pode provocar contrações musculares e</p><p>inclusive câimbras.</p><p>Por outro lado, em casos de depleção (perdas) de potássio total do organismo, o</p><p>potássio também pode diminuir suas taxas no plasma. Temos como causa os quadros</p><p>típicos de cólera e gastrenterites, em que diarreias e vômitos provocam a perda de</p><p>potássio e a diminuição do seu valor plasmático. A hipocalemia terá como</p><p>consequência a alteração das propriedades elétricas da membrana de fibras musculares</p><p>e nervosas, lentificando e “impedindo” a transmissão do impulso nervoso. Isso será</p><p>demonstrado por fraqueza muscular mínima até uma franca paralisia e por</p><p>anormalidades da função miocárdica (bloqueios de transmissão de corrente cardíaca).</p><p>Normalmente as patologias que alteram as concentrações iônicas alteram</p><p>primeiramente as concentrações extracelulares, como o que acontece na desidratação,</p><p>muito comum na pediatria. É mais difícil mover os íons intracelulares, pois existe uma</p><p>“barreira” que os protege: a membrana celular.</p><p>Um exemplo típico em que ocorre alteração dos íons intracelulares é o do uso</p><p>crônico de diuréticos. Este fármaco é administrado para diminuir o volume corporal</p><p>circulante e assim provocar a queda da pressão arterial em hipertensos. Administrando-</p><p>se um diurético, líquidos corporais serão eliminados, mas juntamente serão espoliados</p><p>íons de magnésio, potássio, sódio, dentre outros. A eliminação do magnésio diminui a</p><p>eficiência da bomba Na+/K+/ATPase (dependente de suas concentrações). Ocorrendo</p><p>isso, o K+ sairá das células por difusão e não será transportado de volta, sendo então</p><p>eliminado pelos rins. Os níveis extracelulares se manterão praticamente normais, porém</p><p>dentro da célula a concentração de potássio se tornará baixa, levando,</p><p>consequentemente, a uma diminuição do gradiente de concentração e, portanto, do</p><p>Potencial de Membrana.</p><p>Nem todas as células têm o mesmo potencial de membrana, e os valores podem</p><p>variar conforme a função, o tipo e o ambiente químico circundante, como, por exemplo,</p><p>a célula muscular lisa apresenta um potencial de repouso em torno de -60 mV, o que a</p><p>torna mais facilmente excitável.</p><p>Referências</p><p>Alberts et al. Molecular Biology of the Cell. Garland Publishing; 4th Bk&Cdr edition, 2002.</p><p>Best and Taylor. Physiological basis of medical practice. 12nd edition. Baltimore: Williams and Wilkins, 1990.</p><p>Burnes JE, Kaelber DC, Taccardi B, Lux RL, Ershler PR, Rudy Y. A field-compatible method for interpolating</p><p>biopotentials. Ann Biomed En. 1998; 26:37-47.</p><p>Frumento A. Biofísica. Buenos Aires: Editora Intermédica SAICI, 1973.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. 11ª edição. Rio de Janeiro:Elsevier, 2006.</p><p>He B. Bioeletricity of living tissue [editorial]. IEE Eng Med Biol Mag. 1998; 17:117.</p><p>Hillie B. Gating in sodium channels of nerve. Annu Ver Physiol. 1976; 38:139.</p><p>Katzung BG, Trevor AJ. Pharmacology. 4th edition. International edition. Apleton and Lange, 1995.</p><p>Lacaz-Vieira F, Malnic G. Biofísica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1981.</p><p>Moffett D, Moffett S, Schauf C. Human Physiology. 2nd edition. Missouri: Mosby, 1993.</p><p>5- POTENCIAL DE AÇÃO</p><p>Alan Arrieira Azambuja</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Lucas Luã Machado Pereira</p><p>Débora Sartori Giaretta</p><p>Um Potencial de Ação é uma alteração rápida do potencial de membrana em seu</p><p>estado de repouso, seguida por sua restauração (Figura 5.1). As células nervosas,</p><p>musculares e cardíacas possuem a capacidade de transmitir o impulso elétrico. Para</p><p>que isso seja possível são necessárias alterações rápidas do potencial de membrana</p><p>(Figura 5.1).</p><p>A partir de um estímulo, ocorrem modificações na permeabilidade da membrana de</p><p>uma célula, visto que os mecanismos de controle do fluxo de Na+ e K+ são alterados.</p><p>Figura 5.1 Potencial de ação em uma célula nervosa e suas fases: 1. Repouso; 2. Despolarização; 3.</p><p>Repolarização;</p><p>4. Ação da Bomba de Na+/K+.</p><p>POTENCIAL DE AÇÃO NA CÉLULA</p><p>O Potencial de Ação na célula nervosa e musculoesquelética, como nas outras</p><p>células, embora seja deflagrado de forma contínua, pode ser didaticamente divido em</p><p>fases.</p><p>Repouso: Nesta primeira fase, o potencial de membrana está inalterado, com o</p><p>valor estável de -90 mV. Caracteriza-se graficamente pela estabilidade do potencial de</p><p>repouso da membrana.</p><p>Despolarização: Um estímulo faz com que a membrana torne-se mais permeável.</p><p>Quando ocorre o estímulo, a quantidade de sódio que flui é capaz de despolarizar a</p><p>célula e elevar o seu potencial interno a +45 mV. A entrada de sódio inverte os</p><p>potenciais de membrana celular, tornando o seu interior positivo em relação ao</p><p>exterior,</p><p>o que pode ser acompanhado no gráfico da Figura 5.1, pela ascensão, com</p><p>velocidade de 200 a 1.200 v/s, do potencial de membrana de -90 mV para +45 mV.</p><p>Quando o potencial interno da célula atinge +45 mV, as comportas de inativação, canais</p><p>de sódio voltagem-dependentes, se fecham.</p><p>Observação: Assim como o potencial de membrana, o potencial de ação também irá</p><p>variar conforme a função, o tipo e o líquido circundante de determinadas células.</p><p>Fibras nervosas mais calibrosas têm seu potencial de ação deflagrado com valores em</p><p>torno de +45 mV; em fibras mais finas e em muitos neurônios do SNC, entretanto, o</p><p>potencial de ação não alcança valores positivos.</p><p>A variação do potencial de membrana age, então, sobre os “canais lentos de K+”,</p><p>provocando uma lenta abertura, que nesta fase ainda não permite o fluxo do íon (Figura</p><p>5.2).</p><p>Figura 5.2 Despolarização da membrana celular.</p><p>Repolarização: Atingido o valor de potencial interno igual a +45 mV, os canais que</p><p>permitiam a entrada do sódio fecham-se, e canais de potássio abrem-se (Figura 5.3).</p><p>Ocorre, portanto, um enorme fluxo de potássio para o meio extracelular, que possui</p><p>agora dois gradientes que o expulsam, o elétrico e o de concentração, fazendo com que</p><p>o potencial de membrana volte ao seu valor de repouso -90 mV rapidamente. A curva</p><p>desloca-se então em direção à linha de base.</p><p>Figura 5.3 Repolarização da membrana celular.</p><p>Aqui, as comportas de inativação de Na+ fecham-se completamente, impedindo a</p><p>difusão do mesmo para o meio intracelular. A mesma variação de voltagem que abriu</p><p>as comportas de ativação na Fase de Despolarização também fecha as de inativação</p><p>nesta fase. Enquanto isso, completa-se a abertura dos canais de K+, permitindo assim</p><p>com que a repolarização ocorra.</p><p>Ação da bomba de Na+/K+: Nesta fase final, a bomba de sódio e potássio atua no</p><p>sentido de restaurar as concentrações iniciais de sódio e potássio no interior e exterior</p><p>da célula (Figura 5.4).</p><p>Figura 5.4 Mecanismo de ação de Na+/K+/ATPase. 1. Difusão de Na+. 2. Difusão de K+. 3. Ação de</p><p>Na+/K+/ATPase, chamada eletrogênica, pois cria um déficit de íons positivos no interior da membrana</p><p>celular (bombeia três íons de Na+ para o exterior em troca de dois íons de K+ para o interior).</p><p>Visto que a repolarização ocorre de forma rápida, como a despolarização, o</p><p>fenômeno de Pós-Potencial Hiperpolarizante pode ocorrer no momento em que o</p><p>potencial de membrana for mais negativo que o potencial de repouso (Figura 5.5).</p><p>Figura 5.5 Pós-potencial hiperpolarizante que acontece logo após um potencial de ação.</p><p>Fonte: Adaptado de Frumento (1973).</p><p>A razão para tal é o não fechamento de todos os canais lentos de potássio, o que</p><p>implica um aumento da negatividade interna da célula. A origem do Pós-Potencial</p><p>Hiperpolarizante ainda não está inteiramente clara, porém pode estar relacionada aos</p><p>processos metabólicos associados à recuperação da atividade neural. De qualquer</p><p>modo, ao longo de sua duração, as fibras estão menos excitáveis.</p><p>POTENCIAL DE AÇÃO NA CÉLULA CARDÍACA</p><p>A despolarização rápida e inicial de uma célula cardíaca ocorre da mesma forma</p><p>que na despolarização de uma musculoesquelética (até agora descrita).</p><p>Repouso: Ocorre da mesma maneira que na célula nervosa.</p><p>Despolarização: Com a abertura dos canais rápidos de Na+, ocorre um grande</p><p>influxo desse íon, e o potencial de ação chega a +45 mV; o potencial de membrana</p><p>inverte e torna o interior positivo em relação ao exterior.</p><p>Início da repolarização: Entretanto, na célula cardíaca, não ocorre a repolarização</p><p>total imediata da membrana após a despolarização da mesma pelo íon de Na+. Ocorre,</p><p>então, apenas uma pequena e rápida repolarização precoce, devido à inativação</p><p>completa dos canais de Na+, e a curva desce a níveis aproximados do potencial zero. É</p><p>uma fase de curta duração e representa o início da repolarização da célula cardíaca.</p><p>Platô: O potencial de ação permanece em platô, por algum tempo. Durante este</p><p>platô ocorre a entrada de íons de cálcio (essenciais para o desencadeamento deste</p><p>processo contrátil) por canais distintos que, lentos e prolongados, mantêm a célula</p><p>despolarizada por mais tempo, aumentando, assim, o tempo de contração do músculo</p><p>cardíaco. Além disso, o platô é também causado pela lentidão dos canais de potássio e</p><p>corresponde à repolarização lenta da membrana celular.</p><p>Repolarização: Abertos os canais lentos de potássio, ocorre um influxo progressivo</p><p>desse íon para fora da célula, de forma que, ao final da curva, estabelece-se novamente</p><p>o potencial de membrana de -90 mV.</p><p>Ação da bomba de NA+/K+/ATPase: Fase de ação da bomba de NA+/K+/ATPase</p><p>em que ocorrem os mecanismos ativos das bombas iônicas capazes de remover sódio e</p><p>cálcio do interior da célula e permitir a entrada de potássio (Figura 5.6).</p><p>Figura 5.6 Despolarização da célula cardíaca e suas fases: 1. Repouso; 2. Despolarização; 3. Início da</p><p>Repolarização; 4. Platô;</p><p>5. Repolarização; 6. Ação da Bomba de Na+/K+/ATPase.</p><p>POTENCIAL DE AÇÃO NO MÚSCULO LISO</p><p>Na musculatura lisa, os potenciais de ação exibem despolarizações e repolarizações</p><p>mais lentas do que os da musculatura esquelética. As células musculares lisas não têm</p><p>canais rápidos de sódio. A despolarização é causada basicamente por canais</p><p>semelhantes aos canais lentos cardíacos de Na+ e K+. O cálcio que entra na célula é</p><p>essencial para o acoplamento de excitação-contração da musculatura lisa. A</p><p>repolarização é causada pelo fechamento dos canais lentos de Na+/Ca++ e pela</p><p>abertura simultânea dos canais de K+.</p><p>É importante lembrar que, diferentemente das outras células discutidas</p><p>anteriormente, o potencial de membrana da célula muscular lisa em seu estado de</p><p>repouso é de -60 mV e é a partir desse valor que se inicia seu Potencial de Ação.</p><p>LEI DO TUDO OU NADA</p><p>Um estímulo tem que ser suficiente para que a quantidade de Na+ que entre consiga</p><p>fazer com que o interior da célula atinja um valor mínimo de -59 mV (aproximadamente</p><p>-60 mV). Alcançado o “limiar da célula” o potencial de ação vai se desenvolver até</p><p>+45 mV (Figura 5.7).</p><p>Figura 5.7 O potencial de ação é deflagrado, num processo explosivo, quando o limiar é atingido.</p><p>Assim como o potencial de membrana, o potencial de ação também vai variar</p><p>conforme a função, o tipo e o líquido circundante de determinadas células. Fibras mais</p><p>calibrosas têm o seu potencial de ação deflagrado com valores em torno de +45 mV,</p><p>entretanto, em fibras mais finas e muitos neurônios do sistema nervoso central (SNC), o</p><p>potencial de ação não alcança valores positivos.</p><p>ACOMODAÇÃO DA CÉLULA</p><p>Quando uma célula nervosa ou muscular é despolarizada de forma muito lenta</p><p>(vários microssegundos), o limiar da célula pode ser ultrapassado sem que ocorra o</p><p>potencial de ação. Nessa despolarização lenta, os canais de sódio abertos são</p><p>inativados por voltagem, já que o aumento do potencial de membrana provoca a</p><p>abertura das comportas de ativação e também o início do fechamento das de inativação</p><p>(de Na). Assim o tempo, vários microssegundos, provoca o fechamento das comportas</p><p>de inativação, antes que o limiar seja atingido. Além disso, o número de canais abertos</p><p>não é suficiente para deflagar o potencial de ação. Portanto, há aumento do limiar dos</p><p>tecidos (-50 mV, -40 mV) durante despolarizações de intensidade de corrente muito</p><p>lenta. Além disso, os canais de potássio abrem-se em resposta ao aumento do potencial</p><p>de membrana, fazendo com que haja uma “repolarização” da membrana (antes mesmo</p><p>da despolarização), tornando-a ainda mais refratária à despolarização (Figura 5.8).</p><p>Figura 5.8 Representação esquemática do sistema de acomodação. No estímulo de número 1, a</p><p>corrente que se instala é muito lenta, desviando assim o limiar que só é atingido pelo estímulo de</p><p>número 2. O limiar só será alcançado por um rápido e intenso estímulo.</p><p>O mínimo estímulo, capaz de excitar uma fibra nervosa (estímulo limiar), dá origem</p><p>a um impulso que não é diferente do provocado por outro mais forte. O impulso gerado</p><p>por um estímulo limiar é conduzido tão rapidamente quanto o provocado por um mais</p><p>forte, e</p><p>ambos são iguais em amplitude quando analisados em relação à corrente de</p><p>ação gerada ou à resposta mecânica do músculo que a fibra enerva. Considerando-se</p><p>que as condições são adequadas por toda a membrana, o potencial propagado em uma</p><p>fibra não varia nem com a duração, tampouco com a intensidade do estímulo.</p><p>PERÍODO REFRATÁRIO</p><p>Para que ocorra um segundo ciclo (potencial de membrana + despolarização +</p><p>repolarização), é necessário que o primeiro tenha voltado ao seu estado inicial, ou seja,</p><p>ao potencial de membrana. Então, um novo potencial de ação não pode ser produzido,</p><p>independentemente de quão intenso possa ser, sem que tenha terminado a repolarização</p><p>do primeiro estímulo. Tal intervalo de tempo é denominado Período Refratário</p><p>Absoluto. A célula é refratária porque uma fração considerável de seus canais de sódio</p><p>está inativada por voltagem e não pode reabrir até a membrana se repolarizar.</p><p>Classificamos de Período Refratário Relativo o momento em que a fibra encontra-se</p><p>pronta para uma nova despolarização, apesar de o valor de potencial de repouso não ter</p><p>sido totalmente recuperado. A excitabilidade de um nervo após um impulso diminui</p><p>gradualmente com o tempo, e a intensidade que seria necessária para excitá-lo torna-se</p><p>progressivamente maior.</p><p>SOMAÇÃO DE ESTÍMULOS LOCAIS</p><p>A aplicação de um estímulo subliminar breve tem um efeito residual no nervo</p><p>mesmo quando não é provocado um impulso. Isso é revelado pelo fato de que um</p><p>segundo estímulo subliminar aplicado num mesmo nervo, 1 ms depois, pode provocar</p><p>uma resposta. A razão para tal situação é que dois estímulos subliminares podem somar</p><p>seus efeitos (por frequência) e provocar uma resposta local. São necessários pequenos</p><p>intervalos entre os estímulos. A somação por um prolongado tempo pode provocar o</p><p>quadro de tetania.</p><p>ANESTÉSICOS LOCAIS</p><p>Anestesia local é o resultado do bloqueio da transmissão sensitiva de uma área do</p><p>corpo. Anestésicos locais são drogas que impedem e bloqueiam a geração e condução</p><p>nervosa, quando aplicados diretamente no tecido nervoso. O local de ação desses</p><p>anestésicos é a membrana celular. Atuam bloqueando a condução através da redução ou</p><p>impedimento do aumento da permeabilidade da membrana aos íons de sódio,</p><p>suspendendo, assim, o desenvolvimento dos potenciais de ação; de fato, eles bloqueiam</p><p>os canais de sódio voltagem-dependentes conforme a Figura 5.9. Os anestésicos locais</p><p>também reduzem a permeabilidade do nervo, em repouso, ao potássio, assim como aos</p><p>íons de sódio. Como as alterações na permeabilidade ao potássio requerem</p><p>concentrações maiores de anestésicos locais, o bloqueio da condução não é</p><p>acompanhado por qualquer alteração significativa do potencial de repouso (Figura 5.9).</p><p>Figura 5.9 Esquema do bloqueio realizado pelos anestésicos locais sobre os canais de sódio (AL –</p><p>anestésico local).</p><p>CONDUÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO</p><p>Os potenciais de ação são conduzidos ao longo de um nervo ou de uma fibra</p><p>muscular pelo fluxo local de corrente. A propagação de uma despolarização ocorre a</p><p>partir de um estímulo local que provoca uma inversão de polaridade da membrana</p><p>(resposta local), fazendo com que a face interna da membrana passe a ser positiva,</p><p>enquanto a face externa adjacente passe a ser negativa. As diferenças de potenciais</p><p>entre as áreas vizinhas provocam o fluxo de corrente, que despolariza outros segmentos</p><p>da membrana (condução eletrônica), conforme demonstra a Figura 5.10.</p><p>A B</p><p>Figura 5.10 A) A inversão da polaridade da membrana ocorre com a despolarização local; B)</p><p>Correntes locais fluem para despolarizar as áreas adjacentes da membrana e permitem a propagação</p><p>pela membrana.</p><p>Nas fibras nervosas mielinizadas, a propagação de um potencial de ação ocorre num</p><p>processo denominado “Condução Saltatória das Fibras Mielínicas”. Tal fenômeno</p><p>caracteriza-se por ocorrer em pontos específicos ao longo da fibra mielínica, ou seja,</p><p>nos Nódulos de Ranvier (hiatos da bainha, a cada 2 mm da fibra, com 1 mm de</p><p>tamanho), que são locais em que a mielinização não está presente (figuras 5.11 e 5.12.)</p><p>Figura 5.11 A corrente elétrica flui pelos líquidos extracelulares que circundam a fibra, de nódulo em</p><p>nódulo, excitando-a.</p><p>A condução saltatória é vantajosa por ser muito rápida, pois o mecanismo de salto</p><p>por longos trechos aumenta gradualmente a velocidade de transmissão neural (quanto</p><p>maior o internódulo, a espessura do axônio e da mielina, mais rápida é a condução).</p><p>Além disso, por ser mielinizado, o axônio evita perdas de energia e, a bomba de</p><p>Na+/K+/ATPase é mais eficiente.</p><p>PRINCIPAIS ÍONS QUE ATUAM NO POTENCIAL DE</p><p>MEMBRANA</p><p>1. Potássio (K+): É o cátion intracelular mais abundante. Desempenha papel vital</p><p>na manutenção da excitabilidade elétrica dos nervos e músculos. O potássio também</p><p>desempenha importante função na gênese e correção dos desiquilíbrios do metabolismo</p><p>ácido-básico. A diferença de suas concentrações, intra e extracelulares, é a principal</p><p>responsável pelo potencial de membrana das células.</p><p>As desordens afetando o potássio ocorrem frequentemente em doenças renais ou</p><p>secundárias ao uso de diversas drogas. Sendo a homeostasia controlada tanto por</p><p>mecanismos renais como não renais (hormonais, equilíbrio ácido-básico, hemólise).</p><p>Hipercalemia: O aumento da taxa de potássio sérico acima de 5,5 mEq/L é</p><p>considerado uma emergência médica e, quando atinge níveis plasmáticos superiores a 7</p><p>mEq/L, pode ser letal. A hipercalemia pode ocorrer pelo aumento da oferta (via oral ou</p><p>endovenosa), diminuição da excreção renal (insuficiência renal) ou por saída do íon do</p><p>meio intracelular, seja secundário a traumatismo tecidual grave, casos de acidose,</p><p>alterações dos níveis de insulina, uso de drogas (digoxina, succinilcolina) etc.</p><p>As principais consequências da toxicidade hipercalêmica são notadas a nível</p><p>cardíaco. Quando as taxas de potássio extracelular atingem valores de 6,0 a 7,5 mEq/L,</p><p>a condução elétrica cardíaca torna-se demorada, lentificada. Isso pode ser observado</p><p>através do eletrocardiograma (ECG), no qual a onda P encontra-se achatada, o</p><p>complexo QRS alargado e a onda T apiculada. Podem ocorrer bloqueios átrio-</p><p>ventriculares, fibrilação ventricular e, por fim, assistolia (parada cardíaca).</p><p>Hipocalemia: A hipocalemia é a concentração de potássio sérico abaixo de 3,5</p><p>mEq/L. As causas mais comuns de hipocalemia são: diminuição da ingesta (jejum</p><p>prolongado, anorexia nervosa), perdas excessivas (diarreias, vômitos, diuréticos),</p><p>entrada de potássio para o espaço intracelular (insulinoterapia) e medicamentos</p><p>(diuréticos, antibióticos, anticoagulantes).</p><p>O quadro clínico costuma apresentar-se quando os níveis caem abaixo de 2,5</p><p>mEq/L. A hipocalemia está associada com hiperpolarização do potencial de membrana</p><p>(-107, -110 mV) das células, tornando-as menos excitáveis, e com a redução da</p><p>velocidade de repolarização celular. As manifestações clínicas são observadas</p><p>principalmente no sistema neuromuscular. Pequenas reduções do potássio sérico podem</p><p>não provocar sintomas, em especial se a sua apresentação se faz de forma lenta.</p><p>Entretanto, frequentemente é observado fadiga muscular, paralisias musculares</p><p>(começando na extremidade dos membros e progredindo de forma ascendente),</p><p>hiporreflexia, constipação, retenção urinária. Alterações sensorias e letargia indicam o</p><p>comprometimento do sistema nervoso central. Alterações no âmbito cardíaco também</p><p>ocorrem principalmente por alterações no eletrocardiograma e serão descritas no</p><p>capítulo “Eletrocardiograma”. Arritmias são muito pouco frequentes na</p><p>hipopotassemia. É importante lembrar que a hipopotassemia contribui no processo de</p><p>toxicidade por digitálicos.</p><p>2. Sódio (Na+): Ao contrário do potássio, é o íon mais abundante no líquido</p><p>extracelular. Participa como responsável pelo desencadeamento do potencial de ação</p><p>tanto nas células neuromusculares como nas cardíacas. Tem grande importância na</p><p>regulação da osmolaridade dos líquidos extracelulares.</p><p>Hiponatremia: Corresponde a concentrações de sódio sérico menor do que 135</p><p>mEq/L. Corresponde</p><p>ao distúrbio eletrolítico mais observado em pacientes</p><p>hospitalizados. Na investigação das causas de hiponatremia devemos sempre pesquisar</p><p>a osmolaridade sérica, visto que, usualmente, o problema deve-se mais a excesso de</p><p>líquidos do que a baixa do sódio por si só. Causas de hiponatremia são insuficiência</p><p>renal (déficit renal em excretar água, hemodiluindo assim o sódio), hiperglicemia,</p><p>secreção inadequada do hormônio antidiurético (SIADH), carência nutricional e uso de</p><p>diuréticos. A indução da queda nas taxas de sódio através do uso de certos diuréticos é</p><p>causada em função do bloqueio que esses fármacos promovem na reabsorção de sódio</p><p>pelos tubos renais, permitindo, assim, que esse íon seja perdido na urina.</p><p>A manifestação clínica de hiponatremia atinge em especial o sistema nervoso</p><p>central. Na hiponatremia crônica, o indivíduo poderá apresentar letargia, confusão,</p><p>alteração sensorial, estupor e coma. Quando o quadro desenvolve-se de forma mais</p><p>rápida que o poder de adaptação do cérebro, o edema cerebral, com possível herniação</p><p>tentorial, poderá ocorrer. Ainda, visto que a taxa extracelular de sódio estará muito</p><p>baixa, a quantidade desse cátion poderá ser insuficiente para o desenvolvimento do</p><p>fenômeno de despolarização nas células neuromusculares.</p><p>Hipernatremia: É definida como sendo uma concentração sérica de sódio maior ou</p><p>igual a 145 mEq/L, levando à hiperosmolaridade plasmática, com grandes chances de</p><p>induzir sequelas neurológicas permanentes e até o óbito.</p><p>As causas mais comumente relacionadas à hipernatremia são perdas de líquidos</p><p>corporais (desidratação, tratamento com lactulose ou manitol, diabetes insipidus) e uso</p><p>inadequado de soluções parenterais com sódio.</p><p>Aumento do sódio no líquido extracelular causa desvio de água do meio intracelular</p><p>para o interstício e intravascular, fazendo, assim, uma desidratação das células. Isso vai</p><p>apresentar manifestações como irritabilidade, agitação psicomotora, espasticidade,</p><p>convulsão e coma. As defesas naturais do organismo são de provocar a sensação de</p><p>sede, liberar o hormônio antidiurético (HAD), concentrar a urina, reter água e, assim,</p><p>diluir os líquidos corporais e normalizar a osmolaridade plasmática.</p><p>No sistema nervoso central a hipernatremia pode levar a desidratação cerebral</p><p>aguda e danos celulares permanentes. Com hipernatremia persistente, as células</p><p>nervosas produzem novos solutos proteicos de elevado peso molecular, chamados de</p><p>osmóis idiogênicos, que têm a função de manter o volume e osmolaridade das células</p><p>nervosas constante e equilibrado (fator protetor). Quando se processam correções de</p><p>hipernatremia, antes mesmo do desaparecimento dos osmóis idiogênicos, ocorre</p><p>intoxicação hídrica através de passagem de água em excesso para o meio intracelular.</p><p>3. Cálcio (Ca++): O cálcio participa nas comportas de sódio e potássio como um</p><p>estabilizador de canal, desempenhando importante papel na ativação e na inativação</p><p>desses. Nas despolarizações das fibras miocárdicas, os canais voltagem-dependentes</p><p>de cálcio abrem-se e permitem que esse íon flua para o interior da célula; determinando</p><p>o platô do potencial de ação cardíaco. Essa corrente permite a liberação adicional do</p><p>cálcio contido nos retículos sarcoplasmáticos.</p><p>Hipocalcemia: Corresponde a cálcio sérico menor do que 9 mg/dL. Nas situações</p><p>em que as taxas de cálcio estão abaixo de 30% do valor normal (< 5 mg/dL), nota-se a</p><p>abertura dos canais rápidos de sódio. A abertura de tais canais faz com que esse íon</p><p>flua para o citosol, ficando a fibra com um limiar menor, portanto muito excitável.</p><p>Despolarizações sem estímulos ocorrerão com frequência. O quadro clínico clássico é</p><p>de crise convulsiva, contrações musculares, aumento do intervalo QT no ECG,</p><p>arritmias cardíacas, hipotensão e insuficiência cardíaca. As causas da hipocalcemia</p><p>podem ser: carência de vitamina D (o que prejudica o mecanismo na absorção do</p><p>cálcio), diminuição da absorção, hipoparatireoidismo, insuficiência renal crônica,</p><p>alcoolismo.</p><p>Hipercalcemia: Presente quando os níveis séricos ultrapassam 11,0 mg/dL. As</p><p>elevações moderadas das concentrações de cálcio no líquido extracelular podem não</p><p>exercer influência clinicamente detectável sobre o aparelho neuromuscular. Todavia,</p><p>quando a hipercalcemia se torna extrema, o limiar de excitação nervosa e muscular</p><p>aumenta (-100, -120 mV). Essa situação manifesta-se por anorexia, náuseas e vômitos,</p><p>constipação, poliúria, fraqueza muscular, hiporeflexia, letargia, confusão psicomotora</p><p>e, por fim, o coma. As causas de hipercalcemia são excesso de vitamina D,</p><p>hiperparatireoidismo, insuficiência adrenal, síndromes paraneoplásicas, metástases</p><p>ósseas.</p><p>Bloqueadores dos canais de cálcio no tratamento anti-hipertensivo: O acréscimo</p><p>das concentrações de cálcio no citosol provoca o aumento da contração do miocárdio e</p><p>do músculo liso vascular. A entrada de cálcio extracelular pode deflagrar a liberação</p><p>de cálcio adicional dos retículos sarcoplasmáticos. Nos hipertensos esse aumento total</p><p>de cálcio citoplasmático deve ser controlado. Através de bloqueadores dos canais de</p><p>cálcio, esse fluxo é reduzido, obtendo-se como efeito hemodinâmico final o aumento do</p><p>fluxo sanguíneo e a diminuição da resistência vascular coronariana, o bloqueio de</p><p>espasmos coronarianos, a redução da pressão arterial, a diminuição da frequência</p><p>cardíaca e vasodilatação coronariana e sistêmica.</p><p>3. Magnésio (Mg++): Segundo cátion mais abundante no líquido intracelular e o</p><p>quarto cátion corporal mais abundante. Serve como cofator em mais de 300 reações</p><p>fisiológicas e bioquímicas, a maioria dessas envolvendo a geração de energia e a</p><p>alteração das propriedades de membrana. Essencial também na transmissão</p><p>neuroquímica e excitabilidade muscular, apresenta-se de grande importância por ser</p><p>responsável por parte do funcionamento da bomba de sódio e potássio. A hipomagnesia</p><p>decorrente de diarreias crônicas, hemodiálises ou pancreatites, por exemplo, pode ser</p><p>causa de hiponatremia e hiperpotassemia, pois sua diminuição paralisa parcialmente a</p><p>ação da bomba eletrogênica de Na+ e K+. Consequentemente há uma diminuição do</p><p>potencial de membrana (-70, -50 mV), provocando, então, a geração de potenciais de</p><p>ação involuntários (tetania) e até mesmo convulsões.</p><p>4. Lítio (Li+): O lítio vem comprovando grande eficácia na psiquiatria para o</p><p>tratamento do transtorno bipolar (doença maníaco-depressiva), no transtorno de</p><p>controle do impulso, na esquizofrenia e na depressão maior entre outros. É utilizado</p><p>como droga de associação em primeira escolha nos episódios maníacos depressivos;</p><p>transtorno esse que se caracteriza clinicamente por alterações do humor e que pode ser</p><p>acompanhado de psicoses, manias, fobias, além de alterações físicas e irritabilidade.</p><p>Mecanismo de ação: Em concentrações terapêuticas, é um potente inibidor da</p><p>enzima intracelular inositolmonofosfatase, o que resulta num acúmulo de inositol-1-</p><p>monofosfato e na redução da produção de inositol livre. Essa inibição enzimática</p><p>resulta em diminuição das respostas celulares aos neurotransmissores que são ligados</p><p>ao sistema de segundo mensageiro do fosfatidilinositol. Embora possa substituir o</p><p>sódio no apoio a um potencial de ação único numa célula nervosa, não é um “substrato”</p><p>para a bomba de Na+/K+/ATPase e, portanto, não consegue ser retirado da célula,</p><p>gerando toxicidade celular.</p><p>Referências</p><p>Alberts et al. Molecular Biology of the Cell. Garland Publishing; 4th Bk&Cdr edition, 2002.</p><p>Berne RM, Levy MN. Fisiologia. 2ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.</p><p>Braunwald, E, ed. Heart disease: A textbook of cardiovascular medicine. 4th edition. Philadelphia: WB Saunders,</p><p>1992.</p><p>Brennett JC, Plum F. Cecil. Tratado de Medicina Interna. 20ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.</p><p>Burnes JE, Kaelber DC, Taccardi B, Lux RL, Ershler PR, Rudy Y. A field-compatible method for interpolating</p><p>biopotentials. Ann Biomed Eng. 1998; 26:37-47.</p><p>DQweer P. Voltage dependence of the Na-K pumb. Annu Ver Physiol. 1988: 50-225.</p><p>Frumento A. Biofísica. 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Apleton and</p><p>Lange, 2000.</p><p>6- TRANSMISSÃO SINÁPTICA</p><p>Fernanda Bordignon Nunes</p><p>Alan Arrieira Azambuja</p><p>Valentina Metsavaht Cará</p><p>Laerson Hoff</p><p>No sistema nervoso dos mamíferos, a constituição de vias de condução não se</p><p>caracteriza pela continuidade anatômica direta de um neurônio com outro, ou de um</p><p>neurônio com a célula de um órgão efetuador. A transmissão de um impulso nervoso</p><p>entre células excitáveis depende de estruturas altamente especializadas para tal. Tais</p><p>estruturas são, pois, os pontos de comunicação entre duas células excitáveis e, quer</p><p>entre dois neurônios, quer entre um neurônio e um músculo ou demais órgãos,</p><p>denominam-se sinapse. Nas sinapses, as membranas das células ficam separadas por</p><p>um espaço denominado “fenda sináptica” ou “junção sináptica”.</p><p>Na sinapse, os elementos em atividade são classificados como pré-sinápticos (a</p><p>estrutura terminal) e pós-sinápticos (a estrutura seguinte). Normalmente o elemento pré-</p><p>sináptico é um axônio que dá origem a muitos ramos terminais, chamados de botões</p><p>terminais ou sinápticos. O componente pós-sináptico pode ser formado por qualquer</p><p>região da superfície de um segundo neurônio, com exceção geralmente do cone de</p><p>emergência do axônio. Comumente é um dendrito (sinapse axodendrítica), mas pode ser</p><p>o corpo celular (sinapse axossomática), como também a membrana de outro axônio</p><p>(sinapse axoaxônica) ou até mesmo terminações glandulares ou musculares (Figura</p><p>6.1).</p><p>Figura 6.1 Tipos de sinapses entre neurônios: axodendríticas, axossomáticas e axoaxônicas.</p><p>Fonte: Adaptado de Best and Taylor (1990).</p><p>SINAPSES ELÉTRICAS</p><p>São sinapses muito pouco comuns nos mamíferos, que se caracterizam pela</p><p>transmissão direta de um potencial de ação de uma célula a outra pelo fluxo direto de</p><p>corrente. As células participantes desse tipo de sinapse estão unidas por junções do</p><p>tipo gap ou junções comunicantes abertas – gap juctions – nas quais o pareamento entre</p><p>as células é muito próximo, aproximadamente 30Å, promovendo, assim, a sua conexão</p><p>elétrica e a transmissão de impulsos (Figura 6.2 e Figura 6.3).</p><p>Os critérios que identificam e qualificam as sinapses elétricas são a presença de</p><p>uma alta frequência na transmissão, pela qual não ocorre nenhum retardo sináptico, e o</p><p>fato de poderem conduzir os impulsos em ambas as direções. Entre os vertebrados e</p><p>principalmente em invertebrados, já foram descritos alguns exemplos de sinapses</p><p>puramente elétricas no sistema nervoso central e periférico. A importância desse tipo</p><p>de sinapse parece estar localizada particularmente nas vias de reflexo, onde são</p><p>necessárias a transmissão rápida entre as células, com pequeno ou nenhum retardo</p><p>sináptico, e a resposta sincrônica dos neurônios.</p><p>Figura 6.2 Modelo da estrutura das junções comunicantes abertas. As membranas plasmáticas</p><p>apresentam subunidades proteicas (seis) que se dispõem de forma hexagonal, formando, assim, canais</p><p>entre os compartimentos citosólicos das duas células.</p><p>Fonte: Adaptado de Best and Taylor (1990).</p><p>Figura 6.3 Estes canais permitem a passagem de moléculas hidrossolúveis de uma célula para a outra</p><p>e formam as vias para o fluxo de corrente. O fechamento dos canais ocorre com o aumento das</p><p>concentrações intracelulares de cálcio e hidrogênio em uma das células ou em resposta à</p><p>despolarização de uma ou de ambas as células.</p><p>Fonte: Adaptado de Best and Taylor (1990).</p><p>SINAPSES QUÍMICAS</p><p>A sinapse química é o tipo de sinapse predominante nos mamíferos. Diferentemente</p><p>da sinapse elétrica, essa possui uma distância de 200 a 300 Å entre os terminais pré e</p><p>pós-sinápticos. Assim sendo, o potencial de ação não atravessa a fenda sináptica, mas</p><p>em vez disso causa a liberação de uma substância transmissora que está contida em</p><p>vesículas dos terminais pré-sinápticos. Essa substância atravessa a fenda e liga-se aos</p><p>seus receptores específicos na membrana pós-sináptica, a qual sofrerá</p><p>consequententemente uma alteração elétrica. Dependendo da natureza do</p><p>neurotransmissor (substância transmissora) e do receptor ao qual ele se liga, a célula</p><p>pós-sináptica pode ser excitada ou inibida. Como cada neurônio possui apenas um</p><p>neurotransmissor principal (denominado de clássico por respeitar um conjunto</p><p>específico de regras que serão vistas no seguimento do capítulo), em cada sinapse em</p><p>que ele liberar essa substância, iremos ter, qualitativamente, apenas uma resposta</p><p>elétrica. Desse modo, podemos classificar as sinapses químicas em excitatórias e</p><p>inibitórias. Observação: o receptor ao qual o neurotransmissor irá acoplar-se pode ter</p><p>natureza ionotrópica (quando estiver ligado a um canal iônico) ou metabotrópica</p><p>(quando estiver conectado à proteína G, por exemplo).</p><p>TRANSMISSÃO UNIDIRECIONAL E BIDIRECIONAL</p><p>Uma característica marcante da sinapse química em relação à elétrica, que decorre</p><p>da distância entre os terminais e, assim, da necessidade do uso de neurotransmissores, é</p><p>a direção em que ocorre a transmissão sináptica. As sinapses químicas só transmitem</p><p>os impulsos em uma direção, isto é, são unidirecionais. O elemento pré-sináptico libera</p><p>a substância transmissora que se difunde através da fenda sináptica e se acopla a</p><p>receptores na membrana do elemento pós-sináptico, provocando, então, alterações das</p><p>propriedades elétricas. Caso o elemento pós-sináptico da junção for excitado primeiro,</p><p>a sinapse química é capaz de formar uma barreira protetora, eficaz contra a transmissão</p><p>antidrômica (no sentido contrário), impedindo assim o refluxo de informações. Além</p><p>disso, esse sentido unidirecional permite direcionar a passagem da informação a um</p><p>ponto específico. Desse modo, ao sabermos como é a disposição dos prolongamentos</p><p>neuronais (dendritos e o axônio), podemos inferir a função do neurônio em nosso corpo.</p><p>Caso o dendrito fazer sinapse na pele, por exemplo, e o axônio no sistema nervoso</p><p>central (SNC), infere-se que esse neurônio é aferente/sensitivo, ou seja, capta</p><p>estímulos. Caso o contrário for verificado, dendrito no SNC e axônio na periferia,</p><p>infere-se que esse é um neurônio efetor/motor.</p><p>Quanto às sinapses elétricas, algumas são capazes de transmitir impulsos em ambas</p><p>as direções, ou seja, tanto em direção ao nervo – ortodrômica – como no sentido</p><p>contrário – antidrômico. São classificadas, portanto, como bidirecionais.</p><p>Tanto os impulsos iniciados no lado pré-sináptico como os iniciados no lado pós-</p><p>sinápticos têm o seu desenvolvimento processado em função da característica de</p><p>bidirecionalidade que a maioria das sinapses elétricas possui.</p><p>SINAPSE EXCITATÓRIA</p><p>Esse tipo de sinapse está presente em uma série de estruturas em todo nosso corpo.</p><p>Um bom exemplo é a sinapse formada entre os axônios de neurônios motores</p><p>(motoneurônios) e as células musculoesqueléticas, que permite que haja a contração</p><p>muscular toda vez que essas forem excitadas. Essa sinapse, denominada de junção</p><p>neuromuscular1, foi extensamente estudada devido à facilidade de acesso para a</p><p>observação e serviu, portanto, como modelo de sinapse química em geral. Isso permitiu</p><p>a compreensão de interações sinápticas mais complexas entre os neurônios do sistema</p><p>nervoso central. Outras sinapses serão descritas mais adiante.</p><p>ESTRUTURA DA JUNÇÃO NEUROMUSCULAR</p><p>Terminal pré-sináptico: Próximo à placa motora, o nervo motor perde sua bainha</p><p>de mielina e forma numerosas terminações nervosas chamadas “botões terminais pré-</p><p>sinápticos”, revestidos apenas por neurilema, que irão percorrer a superfície do</p><p>músculo esquelético no local da placa motora.</p><p>A porção terminal dos axônios contém uma considerável quantidade de</p><p>mitocôndrias, um pequeno número de neurofilamentos e neurotúbulos, microfilamentos</p><p>de actina e muitas vesículas sinápticas de superfície lisa, com aproximadamente 400 Å</p><p>de diâmetro. Nessas vesículas são armazenados os neurotransmissores ou algum</p><p>precursor desses.</p><p>Terminal pós-sináptico: A membrana da fibra muscular, a pós-sináptica, apresenta</p><p>um grande número de invaginações chamadas de “goteiras sinápticas”, que contêm</p><p>dobras menores da membrana muscular denominadas de “pregas subneurais”, cuja</p><p>função é aumentar a área da superfície sobre a qual vai atuar o transmissor sináptico.</p><p>As moléculas receptoras do neurotransmissor concentram-se perto das aberturas das</p><p>pregas subneurais.</p><p>Os botões pré-sinápticos do nervo motor vão formar, dentro das goteiras sinápticas,</p><p>a fenda sináptica. A fenda sináptica, que separa os elementos pré e pós-sinápticos (no</p><p>caso, a célula nervosa e as células musculares), é revestida, na célula muscular, por</p><p>uma lâmina basal, formada por uma fina camada de fibras reticulares esponjosas</p><p>através da qual se difunde o líquido extracelular, além de conter material amorfo rico</p><p>em carboidratos.</p><p>As vesículas sinápticas nas terminações nervosas e nos pontos especializados de</p><p>liberação da membrana pré-sináptica estão concentradas em posição oposta às</p><p>aberturas das pregas juncionais (Figura 6.4).</p><p>Figura 6.4 Estrutura da junção neuromuscular de músculo esquelético.</p><p>Fonte: Adaptado de Berne e Levy (1988).</p><p>TRANSMISSÃO NEUROMUSCULAR</p><p>Os elementos pré-sinápticos da junção neuromuscular são os terminais nervosos</p><p>motores. Nesses terminais, há a formação e o armazenamento do neurotransmissor, que</p><p>nos sistemas somáticos dos vertebrados é a acetilcolina (Ach).</p><p>Um potencial de ação desenvolve-se através de um axônio motor na direção das</p><p>terminações axônicas pré-sinápticas. A despolarização, que alcança a membrana</p><p>celular do terminal pré-sináptico, provoca a abertura dos canais de cálcio voltagem-</p><p>dependentes, que permitem a difusão de grandes quantidades de cálcio para o interior</p><p>dessa terminação axônica. Este fluxo ocorre em função de um gradiente eletroquímico a</p><p>favor de sua entrada. O influxo de cálcio exerce uma influência atrativa sobre as</p><p>vesículas de acetilcolina, fazendo com que algumas se fundam com a membrana</p><p>plasmática neural e, pelo mecanismo de exocitose, liberem na fenda sináptica o seu</p><p>conteúdo (acetilcolina). A quantidade de substância transmissora que é liberada para a</p><p>fenda sináptica está diretamente relacionada ao número de íons de cálcio que entram no</p><p>terminal.</p><p>A acetilcolina liberada difunde-se rapidamente pela goteira sináptica, em menos de</p><p>0,6 ms, e combina-se a proteínas receptoras específicas na superfície externa da</p><p>membrana plasmática muscular da placa motora. Essas proteínas receptoras específicas</p><p>constituem os canais iônicos acetilcolina-dependentes, localizados próximos à abertura</p><p>das pregas subneurais.</p><p>Através de métodos de isolamento e purificação das proteínas da membrana e a</p><p>deflagração de raios X, revelou-se a existência de 107 a 108 locais de ligação por</p><p>placa motora.</p><p>Após a fixação da acetilcolina aos seus canais receptores, uma alteração</p><p>conformacional provoca o aumento temporário da condutância da membrana pós-</p><p>juncional aos cátions pequenos como Na+, K+, Rb+, NH4+. Entretanto, é o sódio que</p><p>flui em quantidades muito maiores pelos canais de acetilcolina, visto que este íon</p><p>apresenta a favor de sua entrada na célula dois gradientes: o de concentração e o</p><p>elétrico.</p><p>O influxo abrupto dos íons sódio para o interior da fibra muscular, consequente à</p><p>abertura dos canais de acetilcolina, resulta em uma despolarização momentânea na</p><p>região da placa motora. A essa variação do potencial de membrana denominamos de</p><p>Potencial de Placa Motora (Figura 6.4). Quando da despolarização da célula muscular,</p><p>canais de cálcio, presentes no retículo endoplasmático liso (REL) dessas células, se</p><p>abrem, permitindo a contração muscular. Como essa despolarização é apenas</p><p>momentânea, logo após o término da ação da acetilcolina, ou seja, após a</p><p>despolarização, os canais de cálcio do REL são fechados e o cálcio liberado pelos</p><p>mesmos é recolhido de volta para essa organela, fazendo o músculo relaxar.</p><p>Apresentamos uma esquematização desse fenômeno na Figura 6.5:</p><p>Figura 6.5 Processo de transmissão sináptica.</p><p>A liberação quântica de acetilcolina durante o potencial de ação na fibra pré-</p><p>sináptica varia conforme:</p><p>a. a quantidade de íons de cálcio no meio extracelular;</p><p>b. a ocorrência de uma hiperpolarização da membrana pré-sináptica;</p><p>c. as concentrações de sódio;</p><p>d. as taxas de magnésio no líquido extracelular, pois este apresenta-se como</p><p>um antagonista da ação do cálcio no botão sináptico.</p><p>Síntese de Acetilcolina: os motoneurônios e seus axônios são capazes de sintetizar</p><p>a acetilcolina; o processo da síntese está descrito abaixo.</p><p>1. O aparelho de Golgi sintetiza numerosas e pequenas vesículas, com o diâmetro de</p><p>aproximadamente 400 Å, no corpo celular do motoneurônio da medula espinhal. Essas</p><p>vesículas são então transportadas até a porção terminal do axônio. As vesículas</p><p>sinápticas também podem ser produzidas na própria terminação axônica a partir de</p><p>brotamentos do retículo endoplasmático agranular.</p><p>2. No citosol das terminações das fibras nervosas, ocorrerá a formação da</p><p>acetilcolina. A enzima colina-o-acetiltransferase, sintetizada dentro do pericário (corpo</p><p>neuroral) e em seguida transportada ao longo da extensão do axônio até sua terminação,</p><p>catalisa a condensação de acetil coenzima-A (acetil CoA) com a colina. A acetil CoA é</p><p>produzida pelo neurônio, porém a colina é obtida por captação ativa, a partir do líquido</p><p>extracelular.</p><p>3. Sintetizada a acetilcolina, ela é logo transportada para o interior das vesículas,</p><p>onde fica armazenada de forma muito concentrada. Estima-se que o número de</p><p>moléculas de Ach por vesícula varia entre 1.000 a mais de 50.000, tendo-se calculado</p><p>que um único terminal nervoso motor contém 300.000 ou mais vesículas. Além disso,</p><p>uma quantidade incerta, porém significativa, de acetilcolina está presente no citoplasma</p><p>extravesicular.</p><p>4. Enquanto cada vesícula libera o seu conteúdo de acetilcolina, a membrana dela é</p><p>incorporada à membrana celular. Em seguida, para a continuidade do funcionamento da</p><p>placa motora, as vesículas são recuperadas da membrana celular pelo processo de</p><p>endocitose. Existe, portanto, um sistema de recuperação das vesículas a partir da</p><p>membrana celular, que funciona da seguinte forma: com o término do potencial de ação,</p><p>“depressões revestidas” aparecem na superfície da membrana da terminação neural,</p><p>induzidas pelas proteínas contráteis do citosol, principalmente a catrina. Segue-se,</p><p>então, a contração dessas proteínas, o que faz com que as depressões passem para o</p><p>interior das terminações, formando novas vesículas. Dentro de poucos segundos, a</p><p>acetilcolina é transportada para o interior dessas vesículas que ficam assim prontas</p><p>para um novo ciclo de transmissão sináptica.</p><p>DESTINO DO TRANSMISSOR LIBERADO NOS</p><p>Uma vez liberada</p><p>na goteira sináptica, a acetilcolina mantém a sua ação de ativar os</p><p>canais acetilcolina-dependentes, enquanto permanecer na fenda sináptica. Assim, é</p><p>necessária a remoção rápida dessa acetilcolina para que a fibra muscular possa</p><p>recuperar-se para um segundo potencial de ação e para que não ocorra um estado de</p><p>espasmo muscular.</p><p>Dois mecanismos fazem com que a acetilcolina permaneça na goteira sináptica</p><p>apenas por um curto intervalo de tempo (milissegundos):</p><p>Mecanismo 1: grande parte da acetilcolina é destruída ou inativada pela</p><p>acetilcolinesterase (AchE). Essa enzima apresenta-se concentrada na superfície da</p><p>membrana pós-sináptica e em sua lâmina basal. O Potencial de Placa Motora é</p><p>finalizado pela hidrólise da acetilcolina em colina e ácido acético, que não são ativos</p><p>como transmissores. Cerca de metade da colina liberada pela hidrólise da Ach é</p><p>recaptada pela terminação nervosa pré-sináptica por meio de um sistema de transporte</p><p>ativo. Conforme já descrito, o motoneurônio não é capaz de sintetizar colina, de modo</p><p>que essa reciclação fornece a colina necessária à nova síntese do neurotransmissor.</p><p>Mecanismo 2: o restante da acetilcolina dissipa-se para fora da junção sináptica e</p><p>não passa mais a atuar sobre a membrana pós-juncional da fibra muscular.</p><p>Os dois efeitos supracitados também ocorrem de forma semelhante com outros</p><p>transmissores. Ainda há uma terceira maneira de remoção, como acontece com a</p><p>noradrenalina, onde há a recaptação do transmissor (íntegro) por parte do terminal pré-</p><p>sináptico, que volta a reutilizá-la.</p><p>NATUREZA DO TRANSMISSOR SINÁPTICO</p><p>Os neurotransmissores podem ser classificados, de acordo com sua natureza, em</p><p>duas simples categorias: as pequenas células transmissoras/neurotransmissores</p><p>clássicos e os neuropeptídeos.</p><p>Pequenas células transmissoras: aminoácidos (glutamato, aspartato, GABA e</p><p>glicina), catecolaminas (dopamina, noradrenalina e adrenalina), indolaminas</p><p>(serotonina e histamina) e éster (acetilcolina)</p><p>Neuropeptídeos: compreendem mais de 50 substâncias, como encefalinas,</p><p>endorfinas, substância P. Estes possuem grandes diferenças em relação ao primeiro</p><p>grupo, as quais serão vistas a seguir.</p><p>Cada neurônio possui apenas um neurotransmissor (NT) clássico, o qual lhe dará</p><p>nome (neurônio serotoninérgico, glutamatérgico, dopaminérgico...). Para que um NT</p><p>seja chamado de clássico, ele necessita preencher alguns requisitos. Destacaremos três</p><p>importantes requisitos:</p><p>1. Deve ser produzido ao nível pré-sináptico, isto é, os terminais pré-</p><p>sinápticos devem produzir o sistema enzimático pertinente à sua síntese.</p><p>2. A quantidade da substância liberada deve ser suficiente para produzir uma</p><p>resposta pós-sináptica, o que, por sua vez, indica a presença de um receptor</p><p>específico para essa substância.</p><p>3. É necessário um mecanismo para cessar a resposta produzida pelo mesmo</p><p>ao se ligar com o receptor.</p><p>No caso da acetilcolina, transmissor na junção neuromuscular, tais critérios são</p><p>perfeitamente observados.</p><p>Além do NT clássico, os neurônios podem produzir também neuropeptídios. Esses</p><p>são produzidos no corpo celular por ribossomas e vesiculado pelo complexo de Golgi</p><p>e, assim, transportado até o terminal sináptico, onde poderão ser coliberados com o NT</p><p>clássico. Os neuropeptídios exercem ação modulatória.</p><p>Hoje se sabe que há ainda outras moléculas com ação neurotransmissora, como o</p><p>ATP, a adenosina, NO e CO. Seus papéis são bastante variados, indo desde a</p><p>modulação do sono até a atuação na memória e no aprendizado.</p><p>POTENCIAIS-MINIATURA DE PLACA MOTORA</p><p>Mesmo quando o motoneurônio não é estimulado (ou seja, está em repouso), é</p><p>possível observarmos uma série de pequenas despolarizações da célula muscular pós-</p><p>sináptica (com cerca de 0.1 a 0.3 mV), denominadas de Potenciais-Miniatura de Placa</p><p>Motora (PMPM).</p><p>A ocasional fusão de uma das vesículas sinápticas com a membrana superficial da</p><p>terminação nervosa, seguindo a liberação do seu conteúdo de acetilcolina na goteira</p><p>sináptica, é a causa principal dos Potenciais-Miniatura de Placa Motora. Esses ocorrem</p><p>com frequência média de um por segundo (1/s), têm a duração de poucos milissegundos</p><p>e são restritos à pequena porção da fibra muscular em que ocorreu o vazamento da</p><p>substância transmissora.</p><p>Através de uma série de testes, descobriu-se que os PMPM correspondem a pacotes</p><p>(ou quanta) de Ach; cada pacote contendo de 103 a 104 moléculas de acetilcolina. A</p><p>magnitude desses Potenciais-Miniatura de Placa Motora está consideravelmente abaixo</p><p>do limiar necessário para deflagrar um potencial de ação muscular. Quando a</p><p>frequência de estímulos no nervo motor aumenta, um grande número de quanta é</p><p>liberado de modo sincrônico, de forma que os PMPM somados levam a membrana ao</p><p>limiar de despolarização e ao aparecimento de um potencial de ação na célula pós-</p><p>sináptica.</p><p>Fadiga Sináptica: quando uma sinapse é estimulada com uma frequência muito alta,</p><p>acima de 100 vezes por segundo, durante um largo intervalo de tempo, o número de</p><p>vesículas sinápticas liberadas a cada impulso diminui, de forma que na membrana pós-</p><p>sináptica os impulsos passam a desencadear respostas cada vez menores que,</p><p>eventualmente, desaparecem.</p><p>Visto que alguns dos impulsos que atingem a membrana pós-juncional são capazes</p><p>de provocar potenciais de ação três a quatro vezes maiores que o necessário,</p><p>classificamos Fadiga Sináptica como um “fator de segurança” para a transmissão</p><p>juncional. Dessa forma, quando áreas do sistema nervoso se tornam superexcitadas, a</p><p>fadiga faz com que esse excesso de excitabilidade se desfaça rapidamente.</p><p>A razão para este mecanismo se deve principalmente à exaustão dos estoques dos</p><p>transmissores nos terminais pré-sinápticos aliada à inativação progressiva da</p><p>membrana pós-sináptica. Portanto, ela ocorre em função da diminuição na quantidade</p><p>de transmissor liberado por estimulação, após certo período de tempo.</p><p>Relação Entrada-Saída: a junção neuromuscular é um exemplo de sinapse uma-</p><p>para-uma, ou seja, o potencial de ação que atinge a célula pré-sináptica – a entrada –</p><p>provoca um único e respectivo potencial de ação na célula pós-sináptica – a saída.</p><p>Assim, conforme a relação entre a entrada e a saída, as sinapses podem ser</p><p>classificadas como:</p><p>1. Uma-para-uma: um potencial de ação único na célula pré-sináptica provoca um</p><p>único potencial de ação na célula pós-sináptica. A entrada e a saída são respectivas.</p><p>Esse é o caso da junção neuromuscular.</p><p>2. Uma-para-muitas: um único potencial de ação na célula pré-sináptica provoca</p><p>muitos potenciais de ação nas células pós-sinápticas. Pode haver a presença de uma</p><p>célula de integração, como é o caso das células de Renshaw na medula espinhal.</p><p>3. Muitas-para-uma: por diferentes neurônios aferentes, a chegada quase que</p><p>simultânea de vários potenciais de ação é capaz de produzir um potencial de ação em</p><p>uma célula pós-sináptica. É essencial a muitas células pré-sinápticas, para que o limiar</p><p>da célula pós-sináptica seja ativado, a chegada destes vários potenciais de ação. O</p><p>motoneurônio espinhal tem esse tipo de organização sináptica.</p><p>Nesse caso de sinapse, algumas células aferentes (pré-sinápticas) podem ter</p><p>características excitatórias e outras, características inibitórias.</p><p>Retardo Sináptico: tempo em que a transmissão do impulso nervoso é retardado na</p><p>junção sináptica.</p><p>Na medula espinhal o retardo é considerado como sendo o tempo entre a chegada do</p><p>impulso pré-sináptico ao terminal nervoso e o início do impulso pós-sináptico. São</p><p>incluídos aqui como causa do retardo sináptico:</p><p>1. a redução da velocidade do impulso quando ele se aproxima da porção</p><p>amielínica dos terminais pré-sinápticos;</p><p>2. o tempo que os canais de cálcio levam para se abrir em resposta à</p><p>despolarização do terminal pré-sináptico;</p><p>3. o tempo necessário para haver liberação do transmissor;</p><p>4. o tempo necessário para que o transmissor atue sobre os receptores da membrana</p><p>pós-sináptica para dar início ao potencial funcional pós-sináptico;</p><p>5. o tempo de utilização da região do nervo onde o impulso se inicia.</p><p>Torna-se difícil precisarmos</p><p>de carbono. Outro método</p><p>para determinar o peso molecular de um composto é somar os pesos</p><p>atômicos dos átomos que compõem a molécula. Exemplo:</p><p>O peso molecular do cloreto de sódio (NaCl):</p><p>Peso atômico de Na = 23;</p><p>Peso atômico de Cl = 35,5.</p><p>O peso molecular do NaCl é a soma dos dois pesos moleculares (Na + Cl), ou seja</p><p>58,5. Um mol de cloreto de sódio é igual a 58,5 g. A expressão peso molecular em</p><p>gramas é frequentemente usada como definição de mol.</p><p>COMPARTIMENTOS DOS FLUIDOS CORPORAIS</p><p>Em condições normais, o organismo mantém sua composição interna relativamente</p><p>constante. A água é o componente mais abundante do corpo, representando 40 a 70% do</p><p>peso corporal. Essa variação é dependente da idade do indivíduo, quantidade de</p><p>gordura, ingesta e diurese.</p><p>Os fluidos corporais são compartimentalizados por membranas ou finas camadas de</p><p>células, permeáveis a água e solutos. A composição de cada compartimento estabelece</p><p>um ambiente ótimo para as reações bioquímicas. A quantidade de líquido total é</p><p>distribuída em dois grandes espaços: o extracelular e o intracelular.</p><p>O líquido extracelular compreende o plasma, o líquido intersticial, a linfa e o</p><p>chamado transcelular. O plasma corresponde a todo o meio intravascular, exceto as</p><p>células sanguíneas, sendo limitado pelo endotélio. O fluido intersticial ou linfa</p><p>intersticial é um líquido claro e transparente que banha as células. Localiza-se no</p><p>espaço linfointersticial entre o meio intracelular e os demais conteúdos extracelulares.</p><p>As trocas de água e solutos entre os meios intra e extracelular ocorrem na interface do</p><p>espaço intersticial e ambiente intracelular. O espaço do líquido transcelular</p><p>corresponde aos dos fluidos do suco gastrointestinal, urina, líquido cefalorraquidiano,</p><p>espaço subaracnoideo, cavidade cerebroespinhal, glândulas de secreção exócrina,</p><p>mucosa respiratória e líquidos entre folhetos serosos.</p><p>A proporção aproximada dos líquidos mencionados em um homem de 70 kg é</p><p>apresentada na Tabela 1.3.</p><p>Tabela 1.3 Proporção dos líquidos em um homem com 70 kg de peso corporal; excetuando-se o</p><p>plasma que corresponde a aproximadamente 61%.</p><p>Peso corporal (%) Volume (L)</p><p>Intracelular 33 23</p><p>Extracelular 12 8,5</p><p>Plasma 1,5 3</p><p>Outros (transcelular, linfointersticial etc.) 10 7</p><p>NORMALIDADE E EQUIVALENTES</p><p>Os eletrólitos se combinam entre si em proporção à sua valência iônica e não em</p><p>proporção a seu peso. Quimicamente o padrão de referência é a carga elétrica (+) de um</p><p>peso atômico de hidrogênio (1 g). Um equivalente de um íon é a quantidade que pode</p><p>ser substituída ou combinada com um grama de hidrogênio; equivalendo quimicamente</p><p>a um grama de hidrogênio. Em outras palavras, um equivalente de uma substância é o</p><p>peso atômico dividido pela valência iônica e fornece um índice quantitativo das</p><p>propriedades de combinação de todas as espécies iônicas. Esse é o método Normal (N)</p><p>de expressar concentração, por estabelecer uma norma para comparação de soluções</p><p>que reagem entre si, como ácidos, álcalis, oxidantes e redutores.</p><p>Tenhamos o exemplo do NaCl, em que o Na apresenta uma carga positiva (+) e o Cl</p><p>uma negativa (-). Um mol de NaCl apresenta um equivalente de Na e um equivalente de</p><p>Cl. Os íons que não apresentam cargas elétricas unitárias, como o cálcio e o magnésio</p><p>(Ca++, Mg++), possuem um maior poder de combinação. Portanto, um mol de um íon</p><p>divalente fornece dois equivalentes.</p><p>Exemplo: Para termos uma molécula de cloreto de cálcio necessitamos de dois íons</p><p>de cloro para neutralizar um de cálcio.</p><p>Ca++ + 2 Cl - = CaCl2</p><p>2- MEMBRANA CELULAR</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Karine Lucielle Grehs Meller</p><p>Laerson Hoff</p><p>Débora Sartori Giaretta</p><p>É cada vez mais notável a importância que a membrana plasmática tem na</p><p>manutenção da homeostase celular. Além de regular as atividades intracelulares de</p><p>maneira direta ou indireta, a membrana desempenha um papel central na comunicação</p><p>intercelular (entre células diferentes) e na comunicação com o espaço intersticial, que é</p><p>um meio líquido no qual as células se encontram suspensas.</p><p>Para manter uma comunicação tão intensa, a membrana tem que ser capaz de captar</p><p>estímulos externos e, ao mesmo tempo, gerar sinais, sejam eles químicos ou elétricos.</p><p>Assim, existem receptores específicos em sua superfície para cada tipo de estímulo que</p><p>possa chegar até a membrana. O movimento de uma bactéria em direção ao alimento, a</p><p>transformação de um estímulo luminoso em sinal elétrico na retina e a resposta de uma</p><p>célula-alvo a hormônios (como a insulina) são exemplos em que a função desses</p><p>receptores é primordial. Deve-se, deste modo, pensar a membrana como uma estrutura</p><p>heterogênea e complexa, que compreende diversas proteínas, lipídios e também alguns</p><p>açúcares.</p><p>O assunto deste capítulo, assim, será a membrana plasmática e sua estrutura,</p><p>morfologia e funções. Tratar-se-á também, de algumas doenças que têm estreita relação</p><p>com a disfunção de alguma atividade da membrana plasmática, como a diabetes.</p><p>CARACTERÍSTICAS GERAIS</p><p>A espessura da membrana pode variar entre 60 a 100 Å aproximadamente,</p><p>dependendo do tipo de célula. Em alguns casos, as membranas biológicas chegam a</p><p>constituir 80% do total da massa celular desidratada. Isso é possível visto que a célula</p><p>é constituída por um sistema de membranas que compreende não só a membrana</p><p>celular, mas também as membranas de organelas ou aquelas que servem de</p><p>compartimento para substâncias, como as enzimas e materiais fagocitados. Temos,</p><p>portanto, uma grande variedade de membranas envolvendo as mais diversas estruturas,</p><p>como, por exemplo: mitocôndrias, cloroplastos, núcleo, retículo endoplasmático (liso e</p><p>rugoso), golgi, lisossomas, peroxissomas e outros.</p><p>De uma maneira geral, a membrana plasmática é constituída por lipídios e</p><p>proteínas. Por esse motivo ela é dita uma membrana lipoproteica. Apresenta</p><p>característica anfipática, ou seja, apresenta solubilidade em água e em solventes</p><p>orgânicos, porém com maior característica lipossolúvel. As proteínas da membrana são</p><p>mediadoras de diversas reações como a de sinalização via hormônios e transporte de</p><p>substâncias, ao passo que os lipídios permitem a criação de um meio intracelular ideal</p><p>(diferente do meio extracelular) para as reações bioquímicas no interior de cada célula.</p><p>Nota-se, ainda, que a relação entre lipídios e proteínas existentes em cada tipo de</p><p>membrana varia consideravelmente, propiciando diferentes propriedades às diferentes</p><p>células. Na Tabela 2.1 mostramos duas membranas celulares com grandes diferenças</p><p>nas concentrações de lipídios e proteínas.</p><p>Tabela 2.1 Percentual de proteínas e de lipídios nas</p><p>membranas da mitocôndria e bainha de mielina.</p><p>TIPO DE ESTRUTURA % DE LIPÍDIOS % DE PROTEÍNAS</p><p>Membrana interna mitocondrial 20 - 25 75 - 80</p><p>Bainha de mielina (membrana que reveste o axônio) 75 25</p><p>Percebe-se que as estruturas mostradas na Tabela 2.1 possuem funções</p><p>completamente distintas. As membranas internas das mitocôndrias, por exemplo,</p><p>durante a respiração celular, permitem a criação de um gradiente de prótons que</p><p>permite a realização de uma reação denominada de fosforilação oxidativa, em que se</p><p>forma adenosina trifosfato (ATP), a molécula energética das células. Esse processo</p><p>requer uma intensa atividade proteica. Em contraste, a bainha de mielina, que reveste os</p><p>axônios, que, por sua vez, formam os nervos, tem função de isolar a célula nervosa do</p><p>meio externo. Para isso, necessita de uma grande quantidade de lipídios. Essa diferença</p><p>de composição entre os diversos tipos de membranas pode explicar o porquê de células</p><p>e organelas possuírem comportamentos diferentes.</p><p>Os valores da relação entre lipídios e proteínas não são constantes ao longo da vida</p><p>da célula. Esses valores também dependem do ciclo celular. Quando a célula</p><p>amadurece, o teor de proteína e de lipídio (esse em menor extensão) se altera. É a</p><p>propriedade denominada Plasticidade no Tempo, em que as membranas estão</p><p>constantemente perdendo e ganhando moléculas.</p><p>CONSTITUIÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA</p><p>A membrana é composta, principalmente, por uma matriz lipoproteica, bimolecular.</p><p>valores exatos para o retardo sináptico, pois o</p><p>verdadeiro retardo sináptico é provavelmente mais breve que os valores obtidos.</p><p>Aceita-se o fato de que o retardo sináptico nas sinapses químicas possa ser inferior a</p><p>0,5 ms.</p><p>Nas vias polissinápticas o retardo sináptico representa uma fração significativa do</p><p>tempo total de condução. Em sinapses elétricas os retardos sinápticos são inexistentes</p><p>ou extremamente curtos, visto que as junções elétricas operam através do acoplamento</p><p>elétrico entre os elementos pré e pós-sinápticos. Não há qualquer liberação de</p><p>transmissores nesses casos.</p><p>SINAPSE INIBITÓRIA</p><p>Definimos inibição como um processo ativo que ou evita o início da atividade em</p><p>uma estrutura ou a controla, fazendo até mesmo cessar uma atividade já presente.</p><p>Quando desejamos alcançar um objeto, os músculos que participam do ato devem</p><p>estar em perfeito controle, a fim de que o movimento seja preciso e não ultrapasse o</p><p>alvo. Logo, há a necessidade de uma inervação recíproca, de modo que, quando um</p><p>músculo é ativado, seu antagonista seja inibido; de outra forma o movimento</p><p>encontraria uma oposição persistente ou indesejável.</p><p>A inibição, para acontecer, seja ela pré ou pós-sináptica, depende da existência de</p><p>receptores sinápticos inibitórios. A inibição pré-sináptica é mediada por impulsos</p><p>nervosos que atuam sobre um axônio excitatório e reduzem a quantidade de transmissor</p><p>liberada por impulsos excitatórios. O mecanismo da inibição é a redução da</p><p>permeabilidade da membrana pré-sináptica à entrada dos íons de cálcio no terminal, a</p><p>partir da liberação de um transmissor que bloqueia os canais de cálcio. O resultado é a</p><p>redução da excitação neuronal, visto que esse cátion tem de entrar nos terminais pré-</p><p>sinápticos para que as vesículas liberem o neurotransmissor.</p><p>A inibição pós-sináptica pode ser atingida através da liberação de um</p><p>neurotransmissor inibitório que abrirá canais de potássio ou cloreto na célula pós-</p><p>sináptica, causando, assim, sua hiperpolarização e distanciando seu limiar de excitação</p><p>do potencial de membrana normal.</p><p>A abertura dos canais de potássio permite que esse íon difunda-se rapidamente para</p><p>fora do elemento pós-sináptico, aumentando assim a negatividade intracelular. O</p><p>aumento da condutância de íons de cloreto através da membrana pós-sináptica carrega</p><p>negativamente o interior da célula. A hiperpolarização da membrana celular traduz-nos</p><p>o efeito inibitório.</p><p>A inibição pré-sináptica difere-se da inibição pós-sináptica em seu tempo de</p><p>surgimento, ou seja, ela necessita de vários milissegundos para se desenvolver, mas</p><p>uma vez que ocorra, pode durar por minutos ou horas. Já a inibição pós-sináptica pode</p><p>durar, normalmente, poucos milissegundos.</p><p>SUBSTÂNCIAS QUE ATUAM NA TRANSMISSÃO SINÁPTICA</p><p>A excitação ou inibição provocada por um neurotransmissor será determinada não</p><p>somente pela natureza do transmissor, mas também pela natureza do receptor na</p><p>membrana pós-sináptica. Como já vimos, apenas um único tipo de neurotransmissor</p><p>clássico é liberado por um dos tipos de neurônio. Os efeitos dele vão depender da</p><p>natureza dos receptores encontrados no neurônio pós-sináptico, portanto, se são</p><p>ionotrópicos ou metabotrópicos. Os ionotrópicos são aqueles que geram respostas nos</p><p>potenciais elétricos mais rapidamente, pois esses receptores estão associados a canais</p><p>iônicos. Os metabotrópicos, em vez de abrirem canais iônicos diretamente, irão atuar</p><p>através de cascatas metabólicas para gerar suas funções, as quais podem ser desde uma</p><p>alteração de transcrição gênica até a abertura de um canal iônico (pela via metabólica).</p><p>Devido a essa característica funcional, a ação dos receptores metabotrópicos demora</p><p>mais para se instalar, porém é mais duradoura. O contrário se observa nos receptores</p><p>ionotrópicos.</p><p>AÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES SOBRE RECEPTORES</p><p>IONOTRÓPICOS</p><p>a. Se excitatória, aumentará a condutância da membrana celular, pré ou pós-</p><p>sináptica, a íons como o cálcio e o sódio, ativando, assim, a abertura de</p><p>certos canais.</p><p>b. Se inibitória, aumentará a condutância a íons como o potássio e o cloreto, ou</p><p>ambos, além de provocar o fechamento dos canais excitatórios.</p><p>AÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES SOBRE</p><p>c. Alguns transmissores podem agir através de alterações do metabolismo</p><p>intracelular, ou seja, em vez de atuarem nos canais, esses transmissores</p><p>estimulam ou inibem as enzimas receptoras ativadas, aumentando ou não o</p><p>número de receptores sinápticos. Um exemplo disso são os neuropeptídeos.</p><p>PRINCIPAIS NEUROTRANSMISSORES</p><p>1. Acetilcolina</p><p>Conforme já descrito, a Ach é o transmissor utilizado por todos os axônios motores</p><p>oriundos da medula espinhal. Apresenta um papel central no sistema nervoso autônomo,</p><p>sendo o transmissor em todos os neurônios pré-ganglionares e também nas fibras pós-</p><p>ganglionares parassimpáticas. É o grande transmissor das vias centrais.</p><p>Seus receptores são classificados como muscarínicos e nicotínicos, e a ação da</p><p>Ach sobre cada órgão depende da quantidade e dos tipos de receptores presentes.</p><p>É provável que apresente efeito excitatório em todos, ou quase todos, os locais onde</p><p>é liberada, porém sabe-se que tem efeitos inibitórios em algumas porções do sistema</p><p>nervoso periférico parassimpático, tal como a inibição do coração pelo nervo vago (X</p><p>par craniano), onde se liga aos receptores muscarínicos (inibitórios).</p><p>Nos receptores muscarínicos das terminações vagais, a acetilcolina aumenta</p><p>enormemente a permeabilidade da membrana das fibras ao potássio, o que permite o</p><p>rápido vazamento do íon para fora, provocando, assim, o aumento da negatividade</p><p>dentro das fibras, aumentando o potencial de repouso. Esse é um grande exemplo da</p><p>atividade inibitória também exercida pela acetilcolina. As atividades excitatórias ou</p><p>inibitórias da acetilcolina podem ser antagonizadas por certas substâncias, como</p><p>observa-se a seguir.</p><p>a) Antagonistas Muscarínicos</p><p>É o caso da atropina, que, por competir pelos receptores muscarínicos, cessando o</p><p>efeito inibitório da Ach no músculo cardíaco, foi muito utilizada na reversão de</p><p>paradas cardíacas. Entretanto, com a publicação dos Novos Guidelines para</p><p>Reanimação Cardiopulmonar (RCP) pela American Heart Association (AHA) em 2010,</p><p>o uso de atropina em paradas cardíacas não é mais recomendado por sua eficácia</p><p>nesses casos não ter sido comprovada. Outro exemplo é a toxina botulínica, que</p><p>compete pelos receptores de Ach no músculo esquelético e impede sua liberação, de tal</p><p>forma provocando uma paralisia muscular localizada e temporária. Enquanto a toxi-</p><p>infecção por Clostridium botulinum pode causar efeitos sistêmicos, a aplicação local</p><p>de pequenas doses da toxina botulínica purificada é utilizada com fins cosméticos para</p><p>suavizar linhas de expressão.</p><p>b) Agonistas Muscarínicos</p><p>Carbacol, Metacolina e Muscarina: são compostos ditos agonistas dos receptores</p><p>muscarínicos, ou seja, apresentam ação semelhante à da acetilcolina. Diferenciam-se da</p><p>Ach por não serem degradados pela acetilcolinesterase: dissipam-se na fenda sináptica</p><p>de forma muito lenta, de modo que têm a sua ação efetiva durante vários minutos. Esses</p><p>fármacos são utilizados para se obter efeito que mimetize o do sistema nervoso</p><p>parassimpático.</p><p>c) Antagonistas nicotínicos: curares</p><p>Succinilcolina, Atracúrio, Rocurônio, Tubocurarina: fazem parte de um grupo de</p><p>compostos conhecidos como ”substâncias curare-miméticas”, que competem com a</p><p>acetilcolina pelos receptores da membrana pós-sináptica, bloqueando a transmissão do</p><p>impulso nervoso na placa motora e causando paralisia.</p><p>Os curares eram usados pelos índios sul-americanos na ponta das flechas para a</p><p>caça. Com o veneno, os animais morriam de parada respiratória. Atualmente, as</p><p>substâncias curare-miméticas são muito utilizadas em cirurgias como adjuvantes da</p><p>anestesia por provocarem relaxamento muscular (paralisia). É importante observar que</p><p>os curares são hidrossolúveis e não ultrapassam a barreira hematoencefálica, ou seja,</p><p>não alteram o nível de consciência do paciente. Se o paciente estiver curarizado, mas</p><p>não suficientemente anestesiado, poderá</p><p>sentir dor e será incapaz de transmitir o fato ao</p><p>anestesista.</p><p>d) Anticolinesterásicos</p><p>Neostigmina, Fisostigmina, Diisopropil-Fluorofosfato: a neostigmina e a</p><p>fisostigmina são compostos que inibem a acetilcolinesterase, de modo que a</p><p>acetilcolina liberada na fenda sináptica não é mais hidrolizada. Consequentemente toda</p><p>a Ach liberada terá a sua ação acumulada e prolongada por um longo tempo.</p><p>Com o di-isopropil-fluorofosfato, o tempo de inativação da acetilcolinesterase é</p><p>muito maior, ou seja, o efeito pode se prolongar por até várias semanas.</p><p>Esses compostos facilitam, assim, a transmissão de impulsos na união</p><p>neuromuscular, sendo utilizados clinicamente para aumentar o tônus muscular em</p><p>pessoas com miastenia grave e na recuperação cirúrgica pós-anestésica (para</p><p>antagonizar os curares). Alguns compostos também são utilizados para melhora</p><p>cognitiva na doença de Alzheimer.</p><p>2. Catecolaminas: Dopamina, Noradrenalina e Adrenalina</p><p>São compostos que compartilham de via de biossíntese que começa a partir do</p><p>aminoácido tirosina. A tirosina é convertida em L-dopa pela tirosina hidroxilase, e a L-</p><p>dopa é convertida em dopamina por uma descarboxilase específica. Nos neurônios</p><p>dopaminérgicos, a via termina nessa etapa; nos neurônios noradrenérgicos, outra</p><p>enzima, a dopamina beta-hidroxilase, converte a dopamina em noradrenalina. Ainda,</p><p>para outras células, um grupamento metílico é incorporado à noradrenalina</p><p>(norepinefrina) para formar a adrenalina (epinefrina) (Figura 6.6).</p><p>Figura 6.6 Rota metabólica esquemática das catecolaminas.</p><p>As maiores taxas de dopamina são encontradas nas regiões mesencefálicas</p><p>denominadas como tegmento ventral e em regiões do prosencéfalo. É importante por</p><p>participar em sinapses de axônios responsáveis pelas respostas emocionais e pelo</p><p>controle dos movimentos complexos. Na via mesolímbica cortical há relação com</p><p>esforço-recompensa (sistema límbico). Vias evolutivas associaram comportamentos</p><p>relacionados com a sobrevivência a sensações de prazer e recompensa, dependente da</p><p>liberação de dopamina. Por exemplo: o sexo, necessário para manutenção da espécie,</p><p>está associado ao prazer pela liberação de dopamina. Da mesma forma, atividades</p><p>como ouvir música ou comer chocolate também estão relacionadas a sensações de</p><p>recompensa devido à liberação de dopamina. Esse é o mesmo mecanismo relacionado a</p><p>comportamentos abusivos e vícios, o que será discutido mais adiante.</p><p>A noradrenalina é um transmissor primário dos neurônios pós-ganglionares</p><p>simpáticos. No cérebro está presente em áreas responsáveis pela regulação do humor,</p><p>pelo sono/vigília, pela excitação e pelos sonhos.</p><p>A adrenalina é um hormônio secretado pela medula da glândula suprarrenal. Ela</p><p>possui ações semelhantes a da noradrenalina que estão associadas à parte simpática do</p><p>sistema nervoso autônomo. Assim, em situações de estresse, há uma ativação em massa</p><p>do sistema simpático através da adrenalina e noradrenalina, levando a um aumento de</p><p>ritmo cardíaco, pressão arterial, utilização de substrato energético etc. A função de</p><p>ambas as substâncias irá variar de acordo com o tipo de receptor sobre o qual atuam,</p><p>sendo que, em cada órgão, há uma preponderância de um tipo de receptor sobre o outro.</p><p>Observação: fármacos agonistas de ação simpática são ditos como simpaticomiméticos.</p><p>Receptores ALFA:</p><p>alfa 1 – pós-sináptico (geralmente, provocam estímulo, contração muscular e</p><p>vasoconstrição).</p><p>alfa 2 – pré-sináptico, inibidor.</p><p>Receptores BETA:</p><p>beta 1 – presente principalmente no coração, no qual tem efeito de aumentar a</p><p>sua função (aumento da frequência cardíaca, força de contração, velocidade de</p><p>condução etc.)</p><p>beta 2 – presente principalmente nos brônquios e nos vasos, provoca</p><p>relaxamento e dilatação.</p><p>Fármacos conhecidos como betabloqueadores (propranolol, atenolol etc.) são</p><p>utilizados no tratamento da hipertensão, por bloquear os efeitos adrenérgicos no</p><p>músculo cardíaco, promovendo redução do trabalho do miocárdio.</p><p>As enzimas responsáveis pela inativação das catecolaminas são a monoaminoxidase</p><p>(MAO) e a catecol-o-metiltransferase (COMT), que também são alvo de ação de</p><p>fármacos, como será discutido mais adiante na doença de Parkinson.</p><p>3. Serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-HT)</p><p>Sintetizada a partir do triptofano da dieta (grãos, carnes e laticínios), participa</p><p>como importante neurotransmissor no sistema nervoso central e periférico (entérico),</p><p>além de estar presente também em pequena quantidade nas plaquetas. A serotonina</p><p>participa de diversas funções no SNC, entre elas a modulação de estados de humor,</p><p>fome, sexo, sono, memória, emoção, assim como também está envolvida nas alterações</p><p>fisiopatológicas de algumas doenças psiquiátricas como depressão, ansiedade,</p><p>transtorno obsessivo-compulsivo entre outras.</p><p>Sua ação pode ser relacionada à contração da musculatura lisa, excitação nervosa e</p><p>vasodilatação. Seu emprego foi de grande utilidade para a prática médica, visto que</p><p>como agonistas dos receptores 5-HT1 serotonina são capazes de aliviar as crises de</p><p>enxaqueca de difícil manejo (sumatriptano). Por outro lado, os antagonistas dos</p><p>receptores de serotonina, em especial dos 5-HT3 (odansetron), revolucionaram o</p><p>controle antiemético, principalmente para o grupo de pacientes que realizam</p><p>quimioterapia. Acredita-se que os agentes quimioterápicos produzam náuseas e vômitos</p><p>através da liberação de serotonina das células enterocromafinas do intestino delgado e</p><p>que a serotonina liberada então ativaria os receptores 5-HT3 localizados nos aferentes</p><p>vagais para iniciar o reflexo de vômito – aí estaria a ação dos antagonistas de</p><p>serotonina.</p><p>O grupo dos bloqueadores da recaptação neural da serotonina (5-HT) constitui a</p><p>classe de drogas descobertas nos últimos anos para tratamento antidepressivo e de</p><p>quadros compulsivos (fluoxetina, paroxetina, sertralina).</p><p>4. Glutamato e Aspartato</p><p>Aminoácidos dicarboxílicos têm fortes efeitos excitatórios sobre muitos neurônios</p><p>cerebrais. Talvez sejam os transmissores excitatórios mais prevalentes no cérebro. O</p><p>glutamato liga-se a diferentes tipos de receptores: AMPA, NMDA, cainato e os</p><p>metabotrópicos mGlu. O receptor NMDA medeia o influxo de íons de Ca++ para dentro</p><p>da célula, atividade que estaria ligada a muitas formas de plasticidade sináptica,</p><p>aprendizado e formação de memória. Ao mesmo tempo, o glutamato tem efeito tóxico</p><p>quando liberado em excesso por permitir grande influxo de cálcio para dentro das</p><p>células, o que pode causar rompimento das membranas levando à morte celular. Isso</p><p>acontece por falta de aporte sanguíneo ou por ação de drogas como a cocaína, que inibe</p><p>a recaptação da dopamina provocando superexcitabilidade.</p><p>5. Ácido Gama-Aminobutírico (GABA)</p><p>Essa substância é encontrada em neurônios que têm atuação inibitória, assim como a</p><p>glicina. Trata-se de um dos neurotransmissores inibitórios mais comuns no cérebro.</p><p>Acredita-se que o GABA seja importante em muitas vias distintas de controle central,</p><p>além de estar envolvido no controle do humor e das emoções. Seu mecanismo de ação</p><p>está relacionado com o aumento da condutância de cloro e potássio nas células</p><p>nervosas.</p><p>O GABA é convertido a partir do glutamato pela enzima acidoglutâmico-</p><p>descarboxilase (GAD), que utiliza como cofator o piridoxal-fosfato, que por sua vez é</p><p>sintetizado a partir da vitamina B6. Portanto, a deficiência desta vitamina pode causar</p><p>diminuição da síntese de GABA e acúmulo de glutamato, o que pode provocar</p><p>convulsões eventualmente fatais em crianças.</p><p>O GABA tem três tipos de receptores, A, B e C, ligados a canais de cloro</p><p>(ionotrópicos) e potássio (metabotrópicos). Muitas substâncias atuam como agonistas</p><p>do GABA, causando efeitos diversos. É o caso do consumo de bebidas alcoólicas, em</p><p>que o etanol se liga aos receptores ligados a canais de cloro, promovendo o influxo</p><p>desse íon e provocando a inibição de vários sistemas. O mesmo acontece com</p><p>ansiolíticos benzodiazepínicos, por isso seus efeitos podem ser perigosamente</p><p>potencializados pelo consumo concomitante de álcool.</p><p>6. Encefalinas e Endorfinas</p><p>São neuropeptídeos conhecidos</p><p>por opioides endógenos, secretados por terminais</p><p>nervosos na medula, no tronco encefálico, no tálamo e hipotálamo. Atuam normalmente</p><p>com atividade excitatória, com função relacionada à regulação da percepção da dor e</p><p>da função cognitiva.</p><p>PATOLOGIAS</p><p>1. Doença de Parkinson</p><p>Também conhecida como Mal de Parkinson, foi descrita pelo médico James</p><p>Parkinson em 1817. Essa doença é caracterizada pelos sintomas de tremor de repouso,</p><p>rigidez, bradicinesia e instabilidade postural.</p><p>O tremor manifesta-se principalmente nas extremidades, quando elas estão paradas,</p><p>e diminui com a movimentação. A rigidez resulta de uma hipertonia de toda a</p><p>musculatura esquelética. A bradicinesia manifesta-se por uma lentidão e redução da</p><p>atividade motora espontânea, na ausência de paralisia. Há também uma grande</p><p>dificuldade para se dar início aos movimentos – instabilidade postural.</p><p>Verificou-se que, nessa patologia, ocorre a degeneração das vias bioquímicas de</p><p>sinapses dopaminérgicas, ou seja, há uma diminuição de dopamina nos neurônios que a</p><p>utilizam como transmissor. Desse modo, cessa a atividade moduladora que essas fibras</p><p>exercem sobre o circuito motor básico, permitindo o domínio da atividade colinérgica</p><p>(excitatória).</p><p>A terapêutica moderna tem, então, por objetivo, aumentar o teor de dopamina nessas</p><p>fibras mesencefálicas. Tentativas para se obter esse resultado através da administração</p><p>de dopamina não obtiveram sucesso, pois essa amina só atravessa a barreira</p><p>hemoencefálica (BHE) em concentrações muito altas e tóxicas para o restante do</p><p>organismo, visto que a dopamina é polar e a BHE dificulta a passagem de substâncias</p><p>polares. Entretanto, descobriu-se que o isômero levrógeno da di-hidroxifenilalanina (L-</p><p>Dopa ou levodopa) atravessa a barreira por ser apolar e é captado pelos neurônios e</p><p>fibras dopaminérgicas, transformando-se em dopamina.</p><p>Associados ou não, há outros medicamentos utilizados que causam a diminuição da</p><p>recaptação de dopamina junto à fenda sináptica: os inibidores da monoaminoxidase B</p><p>(MAO); os agonistas dopaminérgicos, como a bromocriptina e pergolindina; e o grupo</p><p>que atua através do bloqueio da enzima COMT.</p><p>2. Miastenia Gravis</p><p>É uma doença autoimune causada por anticorpos circulantes que lesam os</p><p>receptores de acetilcolina localizados no interior da membrana muscular pós-sináptica.</p><p>A doença manifesta-se principalmente através de sintomas no sistema</p><p>musculoesquelético, provocando ptose (queda da pálpebra), diplopia (visão dupla),</p><p>dificuldade de mastigação e deglutição, fraqueza em membros e o quadro mais grave</p><p>com paralisação da musculatura respiratória. Pacientes com essa doença apresentam</p><p>paralisia devido à incapacidade na placa motora em transmitir sinais da fibra nervosa</p><p>para a fibra muscular, ou seja, deficiência na transmissão neuromuscular.</p><p>Substâncias anticolinesterásicas, como a neostigmina e a fisostigmina (citadas</p><p>anteriormente), têm sido utilizadas com sucesso na tentativa de estabilização do quadro,</p><p>permitindo o acúmulo de acetilcolina na goteira sináptica para facilitar a transmissão</p><p>do impulso.</p><p>3. Intoxicação por Organofosforados</p><p>Organofosforados são compostos anticolinesterásicos. Como citado anteriormente,</p><p>esses fármacos interrompem a ação da acetilcolinesterase nas junções das várias</p><p>terminações nervosas colinérgicas com seus órgãos efetores, impedindo a hidrólise da</p><p>acetilcolina e permitindo que ela atue por mais tempo na fenda sináptica.</p><p>Tendo em vista a ampla distribuição dos neurônios colinérgicos nos seres vivos,</p><p>não é surpreendente que os agentes anticolinesterásicos tenham tido extensa aplicação</p><p>como agentes tóxicos na forma de inseticidas agrícolas e armas químicas potenciais sob</p><p>a denominação de “gases paralisadores dos nervos”.</p><p>Organofosforados compõem um dos principais grupos de agentes</p><p>anticolinesterásicos, altamente tóxicos, sendo a dose letal para o homem de malathion</p><p>400 mg/kg e de parathion 3 mg/kg. A extrema toxicidade desses compostos deve-se à</p><p>inativação “irreversível” da acetilcolinesterase, por fosforilação, resultando em</p><p>atividade inibitória de longa duração.</p><p>Sendo os organofosforados lipossolúveis, a absorção se faz de forma rápida e</p><p>eficaz, por qualquer via, por difusão passiva, incluindo o trato gastrintestinal, bem</p><p>como através da pele e das mucosas, após o contato com umidade, e pelos pulmões,</p><p>após inalação.</p><p>Os organofosforados são tóxicos, não apenas por inibição da acetilcolinesterase,</p><p>mas também pelo efeito direto, podendo provocar pneumonite química, alterações no</p><p>metabolismo enzimático hepático e distúrbios na coagulação.</p><p>Os efeitos da intoxicação por organofosforados e outros agentes anticolinesterásicos</p><p>manifestam-se por sinais e sintomas que incluem broncoespasmo, hipersecreção</p><p>brônquica, tosse, vômitos, diarreia, incontinência de esfíncteres, bradicardia,</p><p>vasodilatação, miose (constrição da pupila). Além desses sinais, pode haver tremores,</p><p>movimentos espontâneos incoordenados, cãimbras, sonolência, incoordenação, ataxia,</p><p>ausência de reflexos, depressão do centro respiratório e coma nos casos mais graves.</p><p>4. Esclerose Múltipla</p><p>É definida como episódios distintos de déficits neurológicos, separados no tempo,</p><p>atribuíveis a lesões desmielinizantes da substância branca que estão separadas no</p><p>espaço.</p><p>Apesar da causa exata da EM ainda não ser bem conhecida, a imunidade celular</p><p>dirigida a componentes da bainha de mielina é uma forte candidata ao mecanismo</p><p>subjacente a essa patologia.</p><p>Quando o axônio sofre um processo de degeneração, a bainha de mielina se</p><p>desintegra. Isso acontece porque a integridade da bainha de mielina depende,</p><p>fundamentalmente, da integridade do axônio. Por outro lado, em muitos casos em que a</p><p>bainha de mielina é afetada, não ocorre a destruição correspondente à fibra nervosa. É</p><p>como se o cabo condutor – a fibra nervosa – estivesse “descascando”.</p><p>De maneira geral, os fatores que permitem ou não o funcionamento normal do</p><p>axônio, após a desmielinização – isto é, depois de ocorrer a destruição e perda da</p><p>mielina –, não são completamente conhecidos. Acredita-se que as fibras nervosas são</p><p>afetadas somente quando ocorre destruição de longos segmentos de mielina, intensas</p><p>reações inflamatórias ou extrema rapidez de instalação do processo degenerativo.</p><p>No quadro clínico dos casos mais graves, o doente pode perder a capacidade de</p><p>movimentar-se, em virtude da paralisia dos membros, interrompendo-se as</p><p>comunicações entre o cérebro e os núcleos nervosos. O paciente permanece nesse</p><p>estado por alguns dias ou semanas, podendo chegar ao estado de coma.</p><p>Os sintomas mais comuns, no início da doença, são as sensações de</p><p>“formigamentos”, “peso”, “esquecimento”, incoordenação de movimentos, distúrbios</p><p>visuais e, às vezes, dificuldades em falar e tremores musculares.</p><p>Um dos aspectos mais característicos da patologia é o desaparecimento dos</p><p>sintomas por períodos de tempos variáveis. À medida que a doença progride, no</p><p>entanto, maiores porções do tecido nervoso vão sendo comprometidas e o</p><p>desaparecimento dos sintomas é cada vez mais esporádico.</p><p>Geralmente a fraqueza começa e predomina nos membros inferiores; em alguns</p><p>casos é tão intensa que chega a causar paralisia completa das pernas. Comumente, este</p><p>estado é acompanhado de espasmos musculares e reflexos exagerados e anormais.</p><p>A incoordenação motora, por sua vez, provoca movimentos descontrolados,</p><p>interrompidos, acompanhados de tremores. Já os distúrbios visuais são representados</p><p>por turvação e diminuição da acuidade visual e movimentos oculares involuntários. Nas</p><p>fases finais da doença surgem cegueira, total incoordenação motora e, às vezes, queda</p><p>das funções nervosas superiores, levando ao estado de coma.</p><p>Sabe-se que os graves sintomas neurológicos e os sinais da inflamação do encéfalo</p><p>e da medula espinhal são decorrentes da perda da função dos axônios, durante o</p><p>período agudo da inflamação. Por outro lado, o restabelecimento resulta da restauração</p><p>de função dos axônios sem a bainha de mielina.</p><p>As lesões variam muito em tamanho. Ocasionalmente ocorre atrofia do nervo óptico</p><p>e, com maior raridade, a atrofia de hemisférios cerebrais. À medida que as lesões se</p><p>tornam crônicas, vai surgindo um tecido de cicatrização que determina maior ou menor</p><p>destruição das fibras nervosas; paralelamente ocorre a repressão neurológica. Essa</p><p>multiplicidade de formas da esclerose, devido à variação em tamanho, local e forma da</p><p>lesão, consiste no problema básico em diagnosticar a patologia.</p><p>Não é conhecido um tratamento muito efetivo. Na fase aguda, podem ser usados</p><p>glicocorticoides, que agem como moduladores da resposta inflamatória. Agentes</p><p>imunossupressores também são utilizados, mas não há um consenso sobre a eficácia dos</p><p>mesmos. Infusão de plasma em combinação com imunossupressores, irradiação total de</p><p>linfonodos, ciclosporina A, a-interferon, b-interferon ou copolímero I estão sendo</p><p>investigados para o tratamento dessa patologia.</p><p>5. Doença de Alzheimer</p><p>É um processo neurodegenerativo que leva à demência, um estado de confusão</p><p>caracterizado pela perda da capacidade de aprender novas informações e de recordar</p><p>conhecimentos previamente adquiridos. A doença vai progredir de maneira lenta, de</p><p>cinco a 10 anos, e o resultado final será sempre a demência total, com as funções</p><p>motoras também sendo afetadas, e 100% de mortalidade. Os sintomas da doença de</p><p>Alzheimer se iniciam geralmente após a 5a e 6a década, mas podem começar mais cedo</p><p>com uma alteração geral das funções intelectuais mais elevadas e, às vezes, alguns</p><p>sintomas localizados de afasia, agnosia ou apraxia. Apesar de ainda não ter sido</p><p>constatada uma causa principal da patologia, 5 a 10% dos casos ocorrem em pessoas</p><p>que possuem familiares afetados pela doença.</p><p>A fisiopatologia da doença de Alzheimer está relacionada com a desestruturação do</p><p>citoesqueleto dos neurônios no córtex cerebral, uma região encefálica fundamental para</p><p>as funções cognitivas. A degeneração do tecido cerebral, com morte neuronal e</p><p>desmielinização das fibras, leva à atrofia cortical, sobretudo nas regiões frontais,</p><p>frequentemente nas regiões parietais e, em grau menor, nas regiões temporais e</p><p>occipitais. Macroscopicamente, os giros se mostram mais estreitos e os sulcos mais</p><p>largos, e a perda de tecido pode apresentar o fenômeno de hidrocefalia ex vacuo.</p><p>É importante, entretanto, ressaltar que as lesões parenquimatosas com atrofia</p><p>cortical, perda de células nervosas, degeneração neurofibrilar e formação de placas</p><p>senis podem aparecer muito cedo na vida, sem nenhuma das manifestações apresentadas</p><p>em idade mais avançada.</p><p>Atualmente, é evidente que a doença de Alzheimer está associada com</p><p>anormalidades bioquímicas bem específicas, como a deposição de corpos amiloides no</p><p>tecido cerebral, o que eleva a esperança de sermos capazes de inibir o processo</p><p>neurodegenerativo pelo tratamento medicamentoso.</p><p>Embora alterações em muitos sistemas transmissores tenham sido demonstradas em</p><p>cérebros de pacientes com Alzheimer, principalmente a partir de medições no tecido</p><p>cerebral post mortem, é característica uma perda relativamente seletiva dos neurônios</p><p>colinérgicos nos núcleos basais do prosencéfalo, que exercem ação moduladora sobre a</p><p>atividade dos neurônios do sistema límbico e do neocórtex relacionados com a</p><p>memória. As lesões dos núcleos da base produzem déficits cognitivos e do aprendizado</p><p>em animais de experiência.</p><p>Essa descoberta, feita em 1976, implicava que as abordagens farmacológicas para</p><p>restaurar a função colinérgica poderiam ser possíveis. A atividade da colina</p><p>acetiltransferase (CAT) no córtex e hipocampo é reduzida consideravelmente (30 a</p><p>70%) nessa patologia (apesar de não o ser em outros distúrbios, como a depressão ou a</p><p>esquizofrenia), e a atividade da acetilcolinesterase é também acentuadamente reduzida.</p><p>De tal forma, ocorre a depleção da acetilcolina no córtex cerebral. Ao mesmo tempo, a</p><p>quantidade de receptores muscarínicos, determinada por estudos de ligação, não é</p><p>afetada, porém o número de receptores nicotínicos, particularmente no córtex, está</p><p>reduzido.</p><p>A evidência de que as vias colinérgicas podem estar danificadas nessa patologia</p><p>tem levado a tentativas de correção farmacológica. O uso de inibidores da</p><p>colinesterase (tacrina, donezepil e rivastigmina) foi recentemente introduzido, com base</p><p>em que o aumento da transmissão colinérgica pode compensar o déficit colinérgico que</p><p>ocorre na doença de Alzheimer. Apesar disso, a eficácia desse tratamento ainda não é</p><p>totalmente comprovada.</p><p>6. Coreias</p><p>A coreia de Sydenham corresponde a uma alteração no sistema nervoso central,</p><p>decorrente da doença reumática encontrada em pessoas que têm sensibilidade especial</p><p>a infecções causadas por streptococcus. Tal afecção é considerada uma das grandes</p><p>manifestações da atividade reumática, ou seja, uma das alterações que aparece nas</p><p>fases ativas do reumatismo infeccioso. No entanto, precisa ser diferenciada de vários</p><p>outros quadros clínicos de origem diversa e, especialmente, da coreia de Huntington.</p><p>Os movimentos coreicos são característicos: várias partes do corpo movem-se</p><p>desordenadamente. Em geral são movimentos dos membros e da face. Embora o</p><p>paciente tenha consciência da “dança”, ela é totalmente involuntária. Varia desde</p><p>pequenos movimentos de curta duração de dedos, artelhos, mãos, pés e lábios, até</p><p>agitação muscular intensa, quase permanente. Nos casos mais graves, os movimentos</p><p>anormais impedem a apreensão de objetos, a marcha e a fala. A coreia é evidenciada,</p><p>particularmente, pelo tremor quase contínuo das mãos.</p><p>Além da doença reumática, outros processos inflamatórios podem ocasionar a</p><p>coreia, devido a alterações diretas ou indiretas do sistema nervoso central, como, por</p><p>exemplo, alterações dos vasos cerebrais, tumores do cérebro e doenças degenerativas</p><p>do sistema nervoso. A coreia de Huntington, uma doença hereditária, é considerada</p><p>moléstia progressiva, degenerativa do sistema nervoso central. Acredita-se que, como</p><p>nas demais coreias, a alteração de uma estrutura específica localizada na base do</p><p>cérebro, o neoestriado, seja responsável pelo aparecimento dos sintomas.</p><p>Além dos movimentos coreicos, o paciente apresenta distúrbios emocionais, queda</p><p>do nível intelectual e alterações psicológicas. A capacidade intelectiva e a memória</p><p>vão sendo progressivamente afetadas. O indivíduo torna-se irritadiço e apresenta fases</p><p>de depressão, às vezes entremeadas com crises de violência.</p><p>A natureza do defeito bioquímico primário permanece indeterminada. A</p><p>excitotoxicidade mediada pelo glutamato que envolve neurônios estriatais e corticais</p><p>foi postulada. Bird e colaboradores (1980), em um estudo de cérebros post mortem de</p><p>pacientes com a doença de Huntington, descobriram que o conteúdo de dopamina do</p><p>estriado estava normal ou discretamente aumentado, ao passo que havia 75% de</p><p>redução na atividade da descarboxilase do ácido glutâmico e uma redução menor e</p><p>mais variável na atividade da colina acetiltransferase. Acredita-se que a perda da</p><p>inibição mediada pelo GABA no estriado produz uma hiperatividade das sinapses</p><p>dopaminérgicas. Existe também uma subatividade da transmissão colinérgica, de</p><p>maneira que a síndrome é, em alguns sentidos, uma imagem em espelho da doença de</p><p>Parkinson. Os efeitos das drogas que influenciam a transmissão dopaminérgica são,</p><p>correspondentemente, o oposto daqueles que são observados na doença de Parkinson,</p><p>sendo os antagonistas da dopamina eficazes na redução dos movimentos involuntários,</p><p>enquanto drogas como a levodopa e a bromocriptina tornam isso pior. As drogas não</p><p>afetam a causa subjacente da doença.</p><p>7. Crises epilépticas</p><p>São caracterizadas por descargas (elétricas) paroxísticas de grupo neuronais. Essas</p><p>grandes quantidades de potenciais de ação feitas por esses neurônios ocorrem por uma</p><p>série de motivos, como febre, trauma e tumores, e as manifestações clínicas desses</p><p>episódios dependem do sítio de origem das descargas e a sua propagação no córtice</p><p>cerebral. De um modo geral, tem-se que as crises epilépticas decorrem de qualquer</p><p>processo que leve a um viés excitatório cortical, em detrimento do inibitório. Observa-</p><p>se no</p><p>recém-nascido, por exemplo, a presença desse viés excitatório, fazendo as crises</p><p>epilépticas serem a manifestação clínica neurológica mais comum dessa faixa etária.</p><p>Seguem-se algumas causas de crises epilépticas:</p><p>1. Processos irritativos do córtex cerebral – traumatismos cranioencefálicos,</p><p>tumores, meningites, epilepsia essencial, hipertensão intracraniana.</p><p>2. Anóxia cerebral – vasculopatias encefálicas, estado de hipossistolia</p><p>cardíaca, síndrome de Stoke-Adams. (Causa síncope por diminuição do</p><p>débito cardíaco.)</p><p>3. Distúrbios metabólicos – hipocalemia, hipoglicemia, alcaloses, acidoses,</p><p>hiperamoniemia, intoxicação pela água (hiperidratação), deficiência de</p><p>piridoxina.</p><p>4. Drogas e tóxicos – álcool, chumbo, cafeína, cardiazol, derivados</p><p>anfetamínicos, antibióticos (doses maciças), corticosteroides (doses</p><p>elevadas).</p><p>Classificam-se as crises como parciais (quando acometem apenas um hemisfério</p><p>cerebral) e generalizadas (quando acometem os dois). A crise parcial é aquela na qual</p><p>a descarga começa localmente e, na maioria das vezes, continua sendo localizada. Essa</p><p>crise pode produzir sintomas relativamente simples, tais como contrações musculares</p><p>involuntárias, experiências sensoriais anormais ou descarga autônoma, dependendo do</p><p>local de origem da crise, mas sempre sem haver alteração de consciência (crises</p><p>parciais simples). Quando uma crise parcial gerar alteração de consciência (associado</p><p>a outros sintomas motores, de comportamento etc.), denominam-se crises parciais</p><p>complexas. A crise generalizada, por sua vez, é subdividida de acordo com as</p><p>manifestações clínicas que ela provoca, a saber, se acomete ou não áreas motoras do</p><p>cérebro (tendo, portanto, repercussões na atividade muscular). Temos, assim, as crises</p><p>generalizadas de ausência (perda de consciência, mas sem acometimento motor), as</p><p>tônicas (contração muscular permanente), as atônicas (relaxamento muscular),</p><p>mioclônicas (contrações e relaxamentos musculares ritmados) e as tônico-clônicas (ou</p><p>convulsão), sendo esta a que se vê normalmente em seriados de TV e filmes. As tônico-</p><p>clônicas consistem em uma vigorosa contração inicial de toda a musculatura, que causa</p><p>espasmo extensor rígido. A respiração cessa e, com frequência, ocorrem defecação,</p><p>micção e salivação, seguem-se espasmos sincrônicos violentos que desaparecem</p><p>gradualmente. O paciente permanece inconsciente por uns poucos minutos e, a seguir,</p><p>recupera-se gradualmente, sentindo-se mal e confuso. As crises de ausência</p><p>normalmente ocorrem em crianças e são menos dramáticas, mas podem ocorrer mais</p><p>frequentemente (muitas crises todos os dias). Bruscamente, o paciente interrompe o que</p><p>quer que esteja fazendo, às vezes parando de falar no meio de uma sentença e fica com</p><p>o olhar fixo e inexpressivo por uns poucos segundos, com pouco ou nenhum distúrbio</p><p>motor. O paciente ignora tudo aquilo que o cerca e recupera-se bruscamente sem efeitos</p><p>futuros.</p><p>Os movimentos decorrentes das crises epilépticas podem ser breves e paroxísticos</p><p>(crise, acesso ou ataque) ou prolongados (durando horas ou dias), configurando o</p><p>chamado “estado de mal epiléptico”. Algumas regiões do SNC são particularmente</p><p>sensíveis às convulsões, apresentando baixo limiar de excitabilidade e alta</p><p>suscetibilidade; o córtex motor, o mesencéfalo e o tálamo são as principais.</p><p>Observação: apesar de seu nome ser crise epiléptica, pessoas que experienciam essas</p><p>crises não necessariamente possuem epilepsia. Ela tem esse nome pelo fato de a crise</p><p>ser decorrente de descargas elétricas, como ocorre na epilepsia. Logo, um paciente com</p><p>diabetes mellitus que, ao se medicar com insulina, desenvolve uma hipoglicemia e, em</p><p>consequência direta desta, uma convulsão, não possui epilepsia, apesar de estar</p><p>sofrendo uma crise epiléptica.</p><p>8. Epilepsia</p><p>A epilepsia é definida por episódios de crises recorrentes, devido primariamente à</p><p>atividade encefálica, independentemente de fatores exógenos. Assim, crises causadas</p><p>por drogas, febre, trauma e etc. são crises isoladas e, portanto, não são crises</p><p>epilépticas. Existem muitos tipos de epilepsia que podem variar em relação à</p><p>manifestação clínica e a etiologia, por exemplo. Basicamente, se caracteriza uma</p><p>epilepsia por seu tipo de crise (se parcial ou complexa) e a causa dessa epilepsia</p><p>(defeito genético, tumor, malformação).</p><p>Tem sido postulado que as células nervosas dos epilépticos apresentam alterações</p><p>da membrana citoplasmática condicionando impermeabilidade da mesma, tornando as</p><p>células mais suscetíveis à ativação por fatores como hipertonia, hipoglicemia, hipóxia,</p><p>hipocalcemia, hiponatremia e outros estímulos (luz e certas fases do sono). Tais</p><p>distúrbios conduziriam à despolarização excessiva e prolongada da membrana da</p><p>célula nervosa, resultando num defeito do processo de recuperação bioelétrica pós-</p><p>excitatória. Esse grupo de células, que representa um agregado de neurônios</p><p>bioeletricamente alterado, constitui verdadeiro foco de hiperexcitabilidade nervosa,</p><p>com tendência a descargas paroxísticas. Uma vez iniciadas as descargas anormais, elas</p><p>podem se propagar a áreas cerebrais normais, desencadeando e generalizando a</p><p>convulsão.</p><p>Distúrbios enzimáticos também parecem participar da fisiopatologia das</p><p>convulsões. Acredita-se que a alteração enzimática mais importante esteja relacionada</p><p>com a fosfatopiridoxina. Esse fermento está diretamente envolvido no ciclo metabólico</p><p>do ácido aminobutírico (GABA), que tem efeito inibidor da atividade neuronal. A</p><p>deficiência de fosfatopiridoxina traz como consequência a diminuição do GABA e</p><p>maior predisposição às convulsões. Admitem-se também a alteração da citocromo-</p><p>oxidase, que condicionaria diminuição do ciclo de Krebs, e distúrbios da regulação</p><p>local de íons extracelulares tais como potássio, cálcio, sódio e/ou magnésio.</p><p>As diferenças de apresentação das convulsões, assim como o término e duração das</p><p>mesmas, estão supostamente relacionadas com o esgotamento ou exaustão da célula</p><p>nervosa e por outro lado com um processo positivo de inibição. O último seria</p><p>veiculado pelo subsistema reticular descendente de inibição.</p><p>Mecanismo de ação dos fármacos anticonvulsivantes – admite-se que os atuais</p><p>fármacos anticonvulsivantes ajam principalmente pelos seguintes mecanismos: a)</p><p>reduzindo a excitabilidade elétrica das membranas celulares, possivelmente através do</p><p>bloqueio uso-dependente dos canais de sódio; b) exacerbando a inibição sináptica</p><p>mediada por GABA, inibindo a GABA-transaminase, ou por medicamentos com</p><p>propriedades diretas GABA-agonistas. Os fármacos que bloqueiam os receptores dos</p><p>aminoácidos excitatórios são eficazes em modelos animais, porém ainda não foram</p><p>desenvolvidos para uso clínico.</p><p>9. Esquizofrenia</p><p>A esquizofrenia é caracterizada por uma perda de contato com a realidade e por</p><p>perturbações de pensamento, percepção, humor e movimento. Trata-se de uma das</p><p>formas mais importantes de enfermidade psiquiátrica, pois costuma afetar pessoas</p><p>muito jovens além de poder ser crônica e altamente incapacitante. Existe um poderoso</p><p>fator hereditário em sua etiologia, o que aponta para a possibilidade de uma</p><p>anormalidade bioquímica fundamental. Os sintomas dessa enfermidade se dividem em</p><p>duas categorias:</p><p>– Sintomas positivos (refletem a presença de comportamentos e pensamentos</p><p>anormais): delírios, alucinações, distúrbio ideativo.</p><p>– Sintomas negativos (refletem a ausência de respostas que normalmente estão</p><p>presentes): afastamento dos contatos sociais e nivelamento das respostas emocionais.</p><p>O tipo de esquizofrenia depende da predominância dos sintomas apresentados. Na</p><p>esquizofrenia paranoide, a pessoa pode manifestar delírios de perseguição e</p><p>alucinações auditivas, como ouvir vozes; já na esquizofrenia desorganizada,</p><p>predominam os sintomas negativos, como a falta de expressão emocional e discurso</p><p>incoerente. A esquizofrenia catatônica é caracterizada por distúrbios dos movimentos</p><p>voluntários, como catatonia e posturas bizarras.</p><p>Foi sugerido que os sintomas positivos resultam de alguma anormalidade</p><p>neuroquímica mais específica, enquanto os sintomas negativos</p><p>podem refletir uma</p><p>anormalidade cerebroestrutural. Entretanto, a causa da esquizofrenia continua sendo</p><p>misteriosa. A doença mostra uma grande tendência hereditária: gêmeos monozigóticos</p><p>de pais esquizofrênicos têm 50% de chance de desenvolver a doença; entretanto, o fator</p><p>ambiental como desencadeante também influencia muito na manifestação da</p><p>esquizofrenia. Ainda não foi identificado nenhum distúrbio bioquímico definido; as</p><p>hipóteses incluem sugestões de que a esquizofrenia pode acontecer devido a uma</p><p>infecção por vírus lento, associada possivelmente a um processo autoimune ou a uma</p><p>anormalidade de desenvolvimento envolvendo os lobos temporais. Além disso, o</p><p>estresse ambiental pode exacerbar o curso da doença no adulto.</p><p>Hipótese dopaminérgica. Existe concordância geral (porém, certamente, sem ser</p><p>universal) de que a hiperatividade da dopamina explica pelo menos os sintomas</p><p>positivos da esquizofrenia. Entretanto, vários outros transmissores, particularmente 5-</p><p>HT (serotonina) e noradrenalina, interagem poderosamente com as vias da dopamina,</p><p>podendo ser importantes em relação às ações dos medicamentos neurolépticos e,</p><p>possivelmente, também na etiologia da esquizofrenia. O aumento nos receptores de</p><p>dopamina no sistema límbico (especialmente no hemisfério esquerdo) é observado</p><p>sistematicamente. O subtipo D4 do receptor, presente em nível cortical, pode estar</p><p>especificamente aumentado. A hipótese dopaminérgica pode ser comprovada pela</p><p>melhora dos sintomas psicóticos com o uso de drogas chamadas neurolépticas, que</p><p>bloqueiam estes receptores de dopamina. Ao mesmo tempo, as drogas conhecidas como</p><p>neurolépticos atípicos têm pouco efeito sobre os receptores de dopamina, indicando</p><p>que há mais neste transtorno do que apenas uma superativação do sistema</p><p>dopaminérgico.</p><p>Hipótese serotoninérgica. Já a sugestão de que a deficiência de serotonina (5-HT)</p><p>pudesse ser a base subjacente da esquizofrenia baseou-se na observação de que o LSD</p><p>(dietilamida do ácido lisérgico) produz alucinações e distúrbios sensoriais. Pela</p><p>semelhança entre as moléculas, o LSD ocupa os receptores destinados à serotonina e o</p><p>faz com mais eficiência, resultando em alucinações e delírios. A produção excessiva de</p><p>um metabólito normal de serotonina, dimetiltriptamina (DMT), que exerce um efeito</p><p>alucinógeno semelhante ao LSD no homem, foi proposta como mecanismo na</p><p>esquizofrenia, porém continua sendo extremamente fraca a evidência bioquímica para</p><p>essa teoria ou outras baseadas nos alucinógenos de produção endógena. Da mesma</p><p>forma, não existe evidência bioquímica incontestável sugerindo qualquer alteração no</p><p>metabolismo de serotonina ou de seus receptores na esquizofrenia, porém muitos</p><p>fármacos neurolépticos eficazes, além de bloquearem os receptores de dopamina, agem</p><p>também como antagonistas do receptor 5-HT2 de serotonina. Como a serotonina exerce</p><p>um efeito modulador sobre as vias da dopamina, as teorias se sobrepõem, sem se</p><p>completarem.</p><p>Hipótese glutamatérgica. Essa hipótese surgiu a partir dos efeitos do fármaco</p><p>fenciclidina (PCP, da sigla em inglês), que surgiu na década de 1950 como um</p><p>anestésico. Entretanto, seu uso foi descontinuado, pois os pacientes apresentavam</p><p>efeitos adversos duradouros, como alucinações, paranoia, pensamento desordenado,</p><p>sentimento de afastamento do meio ambiente e catatonia. A PCP age inibindo os</p><p>receptores NMDA de glutamato, então, de acordo com a hipótese glutamatérgica da</p><p>esquizofrenia, a ativação desses receptores de glutamato estaria diminuída no encéfalo</p><p>dos pacientes com o transtorno. Testes com camundongos geneticamente modificados</p><p>para expressar menos receptores NMDA demonstram alteração de comportamento e</p><p>menor interação social – sintomas que melhoram com o tratamento com neurolépticos,</p><p>corroborando a teoria.</p><p>10. Distúrbios afetivos</p><p>Os distúrbios afetivos caracterizam-se primariamente muito mais por alterações de</p><p>humor (depressão ou mania) que por distúrbios ideativos. A depressão é a</p><p>manifestação mais comum e pode variar desde uma condição muito ligeira, confinando</p><p>com a normalidade, até depressão grave – às vezes denominada depressão psicótica –,</p><p>acompanhada por alucinações e delírios. Os sintomas de depressão incluem: tormento,</p><p>apatia e pessimismo; autoestima baixa, sentimento de culpa, inadequação e feiura;</p><p>indecisão, perda da motivação; retardo do pensamento e da ação; distúrbio do sono e</p><p>perda do apetite.</p><p>A mania é, na maioria dos aspectos, exatamente o oposto, com exuberância</p><p>excessiva, sendo esses sinais combinados frequentemente com irritabilidade,</p><p>impaciência e raiva. Existem dois tipos de síndrome depressiva: unipolar e bipolar</p><p>(oscila entre depressão e mania).</p><p>A principal teoria bioquímica que foi formulada é a hipótese da monoamina, a qual</p><p>estabelece que a depressão é causada por um déficit funcional dos transmissores de</p><p>monoamina em certos locais do cérebro, enquanto a mania resulta de um excesso</p><p>funcional.</p><p>Inicialmente, a hipótese da monoamina foi formulada em termos de noradrenalina,</p><p>porém pesquisa subsequente mostrou que a maioria das observações eram igualmente</p><p>compatíveis com 5-TH como sendo a substância-chave. Essa teoria baseia-se na</p><p>capacidade de fármacos antidepressivos conhecidos (TCA e IMAO) em facilitar a</p><p>transmissão monoaminérgica e de certos medicamentos, como a reserpina, em causar</p><p>depressão. Não existe outra evidência farmacológica em apoio da hipótese da</p><p>monoamina.</p><p>Outros estudos bioquímicos realizados em pacientes deprimidos em geral não</p><p>apoiam a hipótese da monoamina, à exceção de que são encontradas concentrações</p><p>sistematicamente baixas de 5-HIAA (5-hidroxi-indolacético), principal metabólito da</p><p>serotonina no líquor.</p><p>Uma resposta anormalmente fraca do cortisol plasmático ao esteroide exógeno</p><p>(teste de supressão com dexametasona) é comum na depressão, podendo refletir a</p><p>transmissão defeituosa da monoamina no hipotálamo. Apesar de a hipótese da</p><p>monoamina em sua forma mais simples não ser mais sustentável como explicação para</p><p>a depressão, a manipulação farmacológica da transmissão da monoamina continua</p><p>sendo a abordagem terapêutica mais bem-sucedida. Os fármacos têm como objetivo</p><p>aumentar a ação dos neurotransmissores no encéfalo.</p><p>DROGAS</p><p>A humanidade há muito tempo tem o conhecimento de substâncias psicoativas.</p><p>Desde seu uso religioso/espiritual na busca pelo contato com o divino ao uso</p><p>recreativo, que hoje em muitos casos é ilegal, as drogas psicoativas mais utilizadas são</p><p>substâncias que reproduzem ou interagem com o funcionamento dos neurotransmissores</p><p>e seus efeitos sobre os respectivos receptores.</p><p>1) Estimulantes: Cocaína e Anfetaminas</p><p>O principal mecanismo de ação é o bloqueio da recaptação das catecolaminas,</p><p>principalmente a dopamina e noradrenalina, além do estímulo para liberação de</p><p>dopamina. Dessa forma, essas drogas prolongam e intensificam os efeitos das</p><p>catecolaminas no organismo, mimetizando a ativação do sistema nervoso simpático.</p><p>Assim, provocam em seus usuários sentimento de alerta, de autoconfiança e euforia,</p><p>mas também aumentam a pressão arterial, a frequência cardíaca, a dilatação das pupilas</p><p>etc.</p><p>A cocaína é um alcaloide, derivado do arbusto Erythroxylon coca, nativo da</p><p>América do Sul, onde as folhas eram mascadas pelos habitantes locais para a obtenção</p><p>de efeitos estimulantes e anestésicos. As anfetaminas foram sintetizadas pela primeira</p><p>vez em 1887, mas seu uso se difundiu com a Segunda Guerra, quando eram utilizadas</p><p>pelos soldados para manterem-se alertas. Durante algumas décadas, essas drogas</p><p>chegaram a ser utilizadas como revigorantes e adjuvantes de dietas, até seu uso ser</p><p>regulado e restrito pela descoberta de que, assim como a cocaína, causam dependência</p><p>e podem ser perigosas em altas doses. O mecanismo da dependência se dá pela relação</p><p>da dopamina com o sistema límbico de recompensa, em que o usuário pretende</p><p>prorrogar ao máximo as sensações agradáveis induzidas pela droga. Contudo, com a</p><p>estimulação excessiva e crônica, o organismo sofre down-regulation (diminuição) de</p><p>receptores, causando a tolerância à droga, em que</p><p>o usuário precisa de doses cada vez</p><p>maiores para atingir o efeito desejado.</p><p>2) Alucinógenos: LSD, psilocibina, mescalina, cogumelos</p><p>O ácido lisérgico, ou LSD, assim como a psilocibina, derivada de um fungo, e os</p><p>ingredientes ativos de certos cogumelos e cactos, como o peyote, que gera a mescalina,</p><p>têm estrutura bastante semelhante à serotonina, e entre os efeitos comportamentais de</p><p>tais drogas consta um aumento extremo da percepção sensorial, mesclando sensações</p><p>de imagens, odores, sons etc. Apesar do LSD ser um agonista não seletivo dos</p><p>receptores de serotonina, o mecanismo pelo qual as alucinações são causadas ainda não</p><p>foi totalmente elucidado.</p><p>3) Nicotina</p><p>Os efeitos da nicotina sobre o organismo são complexos, não podendo ser</p><p>classificados apenas como inibição ou estimulação. Ela se liga aos receptores</p><p>nicotínicos de acetilcolina, causando excitação neuronal, mas também provoca</p><p>dessensibilização dos receptores, causando bloqueio sináptico. Provoca dependência</p><p>por se ligar a neurônios dopaminérgicos no SNC, aumentando a liberação de dopamina,</p><p>efeito discutido anteriormente.</p><p>4) Heroína</p><p>A heroína é uma droga opioide, assim como a morfina, alcaloide derivado do bulbo</p><p>da papoula (Papaver somniferum). Assim como outros fármacos narcoanalgésicos, é</p><p>agonista dos receptores opioides (m - mu, k - kappa e s - sigma), nos quais</p><p>fisiologicamente se ligam às endorfinas e encefalinas, importantes neurotransmissores</p><p>na regulação da dor. Esses receptores estão espalhados pelo encéfalo, e sua ativação</p><p>está relacionada com o aumento do limiar à dor em área cortical. A heroína, entretanto,</p><p>é utilizada em doses muito superiores ao dos fármacos narcoanalgésicos. O mecanismo</p><p>de prazer e bem-estar produzido pelo seu consumo ainda não está completamente</p><p>desvendado, mas sabe-se que interfere nas vias dopaminérgicas mesolímbicas</p><p>corticais, efeito semelhante ao de outras drogas recreativas.</p><p>5) Etanol</p><p>O etanol, assim como os fármacos benzodiazepínicos, tem ação neurodepressora,</p><p>pois potencializa a ação do GABA (aumentando tempo e frequência dos canais iônicos)</p><p>ao se ligar aos receptores GABAA. Também inibe efeitos excitatórios do glutamato e</p><p>interage com as vias dopaminérgicas mesolímbicas, incentivando o sistema de</p><p>recompensa. É uma droga dose-dependente, ou seja, o efeito varia de acordo com a</p><p>quantidade consumida, mas mesmo as ações excitatórias do álcool que aparecem com o</p><p>consumo de doses moderadas estão associadas à supressão do sistema inibitório. O</p><p>córtex cerebral possui uma função integradora de estímulos e ações, que é inibida sob</p><p>efeito do álcool, explicando os efeitos cognitivos. A perda de equilíbrio e da</p><p>coordenação motora fina é explicada pela grande quantidade de neurônios gabaérgicos</p><p>no cerebelo.</p><p>6) Maconha</p><p>A maconha é o fumo feito dos extratos do cânhamo (Cannabis sativa). O princípio</p><p>ativo é o D9-tetra-hidrocanabinol (THC) e seus metabólitos. O THC atua</p><p>principalmente no SNC, ativando receptores gabaérgicos, opioides e canabinoides,</p><p>produzindo uma mistura de efeitos psicotomiméticos e depressores. Os receptores</p><p>canabinoides pertencem à família de receptores acoplados à proteína G, que exercem</p><p>efeitos sobre as funções dos canais de cálcio e potássio, provocando inibição das</p><p>sinapses. Pesquisas acerca desses receptores levaram à descoberta da anandamida,</p><p>canabinoide endógeno derivado do ácido araquidônico que produz efeitos de curta</p><p>duração semelhantes aos canabinoides.</p><p>ELETROENCEFALOGRAMA</p><p>As células especializadas na condução de estímulos e impulsos – as células</p><p>nervosas – apresentam elevada capacidade de alterar seu potencial elétrico. As células</p><p>nervosas do encéfalo (e do cérebro, que é uma parte dele) possuem atividade elétrica</p><p>definida.</p><p>Os especialistas dispõem de poderosos amplificadores que permitem identificar as</p><p>correntes elétricas produzidas pelo cérebro, apesar da atenuação da corrente, após</p><p>atravessar o osso e a pele. O aparelho usado para o registro da atividade elétrica do</p><p>cérebro humano é o eletroencefalógrafo.</p><p>Ainda que nenhum movimento muscular seja exteriormente perceptível, como pode</p><p>acontecer, por exemplo, numa pessoa em anestesia profunda ou em estado comatoso, as</p><p>células nervosas estão em constante ação. Os inúmeros grupos de neurônios que</p><p>compõem o córtex cerebral e que também estão distribuídos por todo o eixo nervoso,</p><p>desde a extremidade cefálica até a terminação espinhal, trabalham sem cessar – de</p><p>maneira semelhante a diminutas centrais elétricas, produzem energia continuamente, e</p><p>as ondas elétricas emitidas e captadas por essas células nervosas altamente</p><p>especializadas podem ser identificadas por meio do eletroencefalógrafo. Para isso, os</p><p>eletrodos encarregados de detectar a corrente elétrica são colocados em determinadas</p><p>regiões da cabeça, sobre o couro cabeludo. Os eletrodos correspondem a pequenas</p><p>placas de metal, aplicadas sobre a pele molhada com água ou com uma pasta especial.</p><p>A água, assim como a pasta usada para esse fim, é ótima condutora de eletricidade.</p><p>Através desse meio condutor, os impulsos elétricos desprendidos das células nervosas</p><p>em atividade são captados e, através dos fios a que os eletrodos estão ligados, chegam</p><p>a um dispositivo registrador. Nesse dispositivo, a mensagem elétrica é amplificada, e o</p><p>resultado vai sendo inscrito em tinta numa fita de papel.</p><p>Existem diferentes tipos de ondas elétricas, que apresentam frequência e potencial</p><p>variáveis, identificadas com letras do alfabeto grego. As que predominam,</p><p>normalmente, são as chamadas ondas alfa, entre 8 e 13 Hz, e estão associadas a estados</p><p>de vigília; além dessas, existem as ondas beta, maiores que 14 Hz, que sinalizam um</p><p>córtex ativado; ondas teta, que se situam entre 4 e 7 Hz, ocorrem durante alguns estados</p><p>de sono; e as ondas delta, lentas, menores que 4 Hz, indicam sono profundo (ver Figura</p><p>6.7 e 6.8). As ondas normais seguem a forma aproximada da letra S, na posição</p><p>horizontal. Em determinadas enfermidades neurológicas, as ondas podem parecer</p><p>cúpulas, ou formas achatadas como barras gregas, ou ainda como se fossem pontas de</p><p>lança.</p><p>Figura 6.7 Representação esquemática das ondas do EEG.</p><p>Figura 6.8 Traçado eletroencefalográfico de um paciente normal.</p><p>Fonte: Guyton e Hall (1992).</p><p>Os traçados elétricos do EEG de um indivíduo dormindo são muito diferentes de</p><p>quando acordado. Os traçados elétricos de vigília (e do sono com sonhos) são ditos</p><p>dessincronizados, pois o córtex está mais ativamente envolvido no processamento de</p><p>informações, com cada grupo de neurônios desempenhando atividades diferentes.</p><p>Assim, as ondas alfa e beta predominam, com o EEG apresentando ondas de alta</p><p>frequência e baixa amplitude (Figura 6.9). Os traçados de sono ou de estágios</p><p>patológicos do coma, por sua vez, são ditos sincronizados, pois os neurônios não estão</p><p>envolvidos em atividades de processamento e são excitados de maneira fásica, lenta e</p><p>igual. Assim, o EEG apresenta baixa frequência e alta amplitude.</p><p>Figura 6.9 Adulto em vigília. EEG normal apresentando ritmo alfa.</p><p>Nas figuras 6.10 e 6.11 são apresentados exemplos de EEG patológicos.</p><p>Figura 6.10 Adulto em vigília. EEG patológico com presença de ondas em ponta de lança.</p><p>Figura 6.11 Adulto em vigília. EEG patológico com presença de ondas lentas.</p><p>O sono ativo. Pode-se dizer que o EEG é o espelho da atividade cerebral. Num</p><p>recém-nascido, o ritmo é instável e não se diferencia muito sob estímulo externo: o</p><p>sistema nervoso ainda não está amadurecido e não apresenta reações imediatas a todos</p><p>os estímulos externos. À medida que avança o aprendizado e se desenvolve o eixo</p><p>nervoso, as curvas vão se tornando cada vez mais diferenciadas, com maiores</p><p>variações. O traçado torna-se cada vez mais rápido. No recém-nascido, o ritmo de</p><p>registro das ondas vai de um a três ciclos por segundo: por volta dos 13 aos 15 anos,</p><p>chega a 30 ciclos por segundo.</p><p>Os progressos dos estudos da atividade elétrica do cérebro permitiram identificar</p><p>várias características dos fenômenos corticais no homem. Sabe-se que a atenção da</p><p>pessoa ou uma atividade mental qualquer pode</p><p>alterar o traçado. O sono modifica o</p><p>EEG, de forma que, quando um indivíduo dorme, espontaneamente ou sob efeito de um</p><p>barbitúrico, registram-se modificações profundas no traçado. Esse fato atesta que o</p><p>sono não é um fenômeno passivo: ao contrário, é uma forma diferente de atividade</p><p>cerebral.</p><p>Atividade e morte. A moderna cirurgia dos transplantes tem no</p><p>eletroencefalograma um valioso instrumento. Na verdade, só o EEG pode identificar</p><p>precocemente a morte das células do cérebro. Por esse motivo, o registro contínuo</p><p>dessa atividade é de importância indiscutível para se obter a confirmação da morte de</p><p>um possível doador, no exato momento em que cessa a produção energética do córtex</p><p>cerebral.</p><p>O EEG oferece aplicações em inúmeros setores da psiquiatria e neurologia. É, por</p><p>exemplo, o método de escolha para identificação, orientação e tratamento da epilepsia.</p><p>Inúmeros outros distúrbios psíquicos ou mentais, que se verificam ou se difundem ao</p><p>nível do córtex cerebral, também podem ser avaliados pelo EEG.</p><p>Muitos casos de tumores cerebrais podem ser identificados e localizados com bases</p><p>nas informações fornecidas pelo traçado eletroencefalográfico. Os derrames, acidentes</p><p>que ocasionam traumatismos cerebrais e inúmeras outras alterações podem ser</p><p>diagnosticadas com esse recurso.</p><p>Referências</p><p>Bennett JC, Plum F Cecil. Tratado de Medicina Interna. 20ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.</p><p>Berne RM, Levy MN. Fisiologia. 2ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988.</p><p>Best and Taylor. Physiological basis of medical practice. 12th edition. Baltimore: Willians and Wilkins, 1990.</p><p>Bird ED, Spokes EG, Iversen LL. Dopamine and noradrenaline in post-morten brain in Huntington’s disease and</p><p>schizophrenic illness. Acta Physciatr Scan Suppl 1980; 01(280):63-73.</p><p>Bus R; Pikula S. Synapsis-intracellular ATp receptors in the neurotransmitter release process. Postepy Biochem 1999;</p><p>45(3):211-7.</p><p>Carroll FI; Howell LL; Kuhar MJ. Pharmacotherapies for treatment of cocaine abuse: preclinical aspects. J Med</p><p>Chem 1999; 42(15):2721-36.</p><p>Cartmell J, Schoepp DD. Regulation of neurotransmitter release by metabotropic glutamate receptors. J Neurochem</p><p>2000; 75(3):889-907.</p><p>Gasnier B. The loading of neurotransmitters into synaptic vesicles. Biochimie, 2000; 82(4):327-37</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.</p><p>Hardman JG, Limbird, LE, Molinoff PB et al. Goodman and Gilman’s. The pharmacological basis of therapheutics. 9th</p><p>edition. International edition: Mc Graw-Hill, 1996.</p><p>Montgomery R, Conway TW, Spector AA. Bioquímica, uma abordagem dirigida por casos. 5ª edição. Porto Alegre:</p><p>Artes Médicas, 1994.</p><p>Prasad C. Food, mood and health: a neurobiologic Outlook. Braz J Med Biol Res 1998; 31(12):1517-27.</p><p>Stryer L. Bioquímica. 3ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.</p><p>Tierney L, McPhee SJ, Papadakis MA. Current medical diagnosis and treatment. International edition. Apleton and</p><p>Lange, 2000.</p><p>1 Também chamada de junção mioneural e placa motora.</p><p>7- RECEPTORES SENSORIAIS</p><p>Fernanda Bordignon Nunes</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Pedro Luã Machado Pereira</p><p>Valentina Metsavaht Cará</p><p>A adaptação do homem à sociedade requer o processamento constante de</p><p>informações recebidas do meio em que está inserido e dos seres que nele vivem. Para</p><p>tanto, qualquer forma de atividade constitui um processo de interação entre os meios</p><p>externo e interno do indivíduo, no qual cada tipo de movimento ou de ação produz</p><p>alteração. A detecção dessas alterações através dos sistemas sensitivos permite, assim,</p><p>a regulação e o controle de ações subsequentes.</p><p>Grande parte do que forma a consciência parece envolver imagens sensoriais.</p><p>Pensamos em termos de imagens visuais e auditivas e também de imagens que</p><p>envolvem os outros sentidos. Embora no estudo analítico dos processos sensitivos haja</p><p>sempre a tendência de considerá-los dimensões independentes, a percepção do meio</p><p>ambiente, assim como nosso relacionamento com ele, depende na realidade de muitas</p><p>interações das diferentes modalidades sensoriais.</p><p>Dentro da evolução geral dos sistemas sensoriais, os mamíferos adquiriram a</p><p>capacidade de qualificar e quantificar os parâmetros dos estímulos em termos de</p><p>modalidade do estímulo existente (mecânico, fótico, térmico etc.), duração do estímulo,</p><p>intensidade e localização em que ele está sendo aplicado.</p><p>Todas as interações do ser com seu meio externo precisam passar primeiramente</p><p>por unidades periféricas denominadas Receptores Sensoriais. Esses são as únicas</p><p>interfaces entre o sistema nervoso e o meio ambiente.</p><p>CLASSIFICAÇÃO MORFOLÓGICA DOS RECEPTORES</p><p>Existem basicamente dois grandes grupos de receptores sensoriais:</p><p>1. Receptores Especiais: são os mais complexos e relacionam-se com o neuroepitélio.</p><p>Fazem parte dos chamados órgãos especiais dos sentidos: órgãos da visão, audição e</p><p>equilíbrio, gustação e olfação.</p><p>2. Receptores Gerais: apresentam estruturas mais simples que a dos receptores</p><p>especiais e estão mais concentrados na pele. Do ponto de vista morfológico, são</p><p>divididos em:</p><p>a. receptores livres: são os mais frequentes, ocorrendo em toda a pele e</p><p>emergindo de redes nervosas subepiteliais e ramificações entre as células</p><p>da epiderme. São exemplos de receptores livres os Discos de Merkel.</p><p>b. receptores encapsulados: são ramificações da extremidade do axônio,</p><p>envoltas por uma cápsula conjuntiva. Compreendem os corpúsculos</p><p>sensitivos da pele: Corpúsculos de Meissner, Ruffini, Vater-Paccini e</p><p>Krause e Órgãos Tendinosos de Golgi.</p><p>Exemplos de receptores livres e encapsulados podem ser vistos na Figura 7.1.</p><p>Figura 7.1</p><p>A) Receptores livres: Discos de Merkel.</p><p>B) Receptores encapsulados: Corpúsculos de Paccini.</p><p>CLASSIFICAÇÃO FISIOLÓGICA DOS RECEPTORES</p><p>1. Mecanorreceptores: detectam a deformação mecânica do receptor ou de células</p><p>adjacentes. Estão envolvidos nos sistemas somatossensorial, auditivo e vestibular.</p><p>a. Sensibilidades táteis:</p><p>Terminações Nervosas Livres;</p><p>Discos de Merkel;</p><p>Terminações de Ruffini;</p><p>Corpúsculo de Meissner;</p><p>Corpúsculo de Krause;</p><p>Corpúsculo de Paccini;</p><p>Fusos Musculares;</p><p>Receptores Tendinosos de Golgi.</p><p>b. Audição:</p><p>Receptores Sonoros da Cóclea.</p><p>c. Equilíbrio:</p><p>Receptores Vestibulares.</p><p>d. Pressão arterial:</p><p>Barorreceptores dos Seios Carotídeo e Aórtico.</p><p>2. Quimiorreceptores: receptores sensíveis a estímulos químicos.</p><p>a. Gustação:</p><p>Receptores das Papilas Gustativas.</p><p>b. Olfação:</p><p>Receptores do Epitélio Olfativo.</p><p>c. Oxigênio Arterial:</p><p>Receptores dos Corpúsculos Carotídeos e Aórtico.</p><p>d. CO2.</p><p>e. Glicose.</p><p>f. Aminoácidos.</p><p>g. Ácidos Graxos Sanguíneos.</p><p>3. Fotorreceptores ou Receptores Eletromagnéticos: detectam a luz incidente sobre</p><p>a retina do olho.</p><p>a. Visão:</p><p>Cones</p><p>Bastonetes</p><p>4. Termorreceptores: envolvidos no sistema somatossensorial, detectam alterações da</p><p>temperatura – frio e calor.</p><p>a. Frio:</p><p>Receptores do Frio</p><p>b. Calor:</p><p>Receptores do Calor</p><p>5. Nociceptores: detectam a dor, sendo ativados quando há lesões teciduais, sejam elas</p><p>físicas ou químicas. São nociceptores as Terminações Nervosas Livres.</p><p>6. Osmorreceptores: capazes de detectar as variações da pressão osmótica dos</p><p>líquidos corporais.</p><p>CLASSIFICAÇÃO QUANTO À LOCALIZAÇÃO DOS</p><p>RECEPTORES</p><p>1. Exteroceptores: localizam-se na superfície externa do corpo. Respondem a</p><p>estímulos originados por agentes externos, tais como a luz, a pressão sonora, a pressão</p><p>mecânica, o contato com objetos de diferentes temperaturas ou com substâncias</p><p>químicas de diferentes gostos ou cheiros.</p><p>2. Proprioceptores: localizam-se nos músculos esqueléticos, tendões, articulações,</p><p>seio carotídeo e paredes gastrointestinais. Detectam estímulos gerados pelos</p><p>movimentos do corpo ou por alterações na tensão muscular. Os receptores vestibulares</p><p>não auditivos do labirinto respondem às acelerações angular e linear, que podem ser</p><p>impostas passivamente ao organismo ou geradas por atos motores. São também</p><p>importantes para o controle dos movimentos oculares e, portanto, para a percepção</p><p>visual.</p><p>3. Interoceptores ou Visceroceptores: respondem a substâncias</p><p>ingeridas ou inaladas,</p><p>além de sensações como fome, sede, prazer sexual e alterações das pressões osmótica e</p><p>arterial do sangue. Localizam-se nas mucosas de revestimento dos tratos respiratório e</p><p>digestivo e nos vasos. Os interoceptores transmitem, na maioria das vezes, impulsos</p><p>inconscientes ao sistema nervoso central.</p><p>SENSIBILIDADE DIFERENCIAL DOS RECEPTORES</p><p>Os receptores sensoriais são elementos capazes de converter um determinado tipo</p><p>de energia do estímulo (luz, calor etc.) em um potencial elétrico lento e graduado</p><p>denominado Potencial Gerador ou Potencial Receptor. Cada espécie de receptor é</p><p>extremamente sensível a um estímulo específico, sendo, no entanto, praticamente</p><p>insensível a outras formas de estímulo. Assim, os receptores apresentam alto grau de</p><p>especificidade em relação aos estímulos.</p><p>Entretanto, essa especificidade é relativa. Um fotorreceptor na retina, por exemplo,</p><p>tem um baixo limiar de potencial gerador para a energia fótica externa, mas também</p><p>poderá gerar um potencial a partir de estímulos de outra natureza desde que sejam</p><p>suficientemente intensos para ultrapassar o limiar. A compressão do globo ocular, se</p><p>intensa o bastante, excita os fotorreceptores e a resposta é percebida como pontos ou</p><p>manchas luminosas (“ver estrelas”), e não como pressão.</p><p>POTENCIAL GERADOR</p><p>O potencial gerador acontece através da despolarização da membrana dos</p><p>receptores. A diminuição da negatividade interna dos receptores, se alcançar uma certa</p><p>magnitude – o limiar –, é capaz de estimular a própria fibra nervosa. A variação do</p><p>potencial de membrana, ou seja, a despolarização, ocorre em função de alterações na</p><p>permeabilidade da membrana dos receptores. Tais alterações de permeabilidade</p><p>podem ser obtidas por meio de:</p><p>a. distorções mecânicas da membrana do receptor, provocando assim a</p><p>abertura dos canais iônicos, sobretudo os de sódio;</p><p>b. alterações na temperatura da membrana;</p><p>c. substâncias químicas;</p><p>d. radiações eletromagnéticas, provocando alterações das propriedades da</p><p>membrana.</p><p>As quatro formas de excitação descritas correspondem aos quatro tipos básicos de</p><p>receptores (mecanorreceptores, termorreceptores, quimiorreceptores e fotorreceptores,</p><p>respectivamente).</p><p>Se estimularmos um receptor sensorial qualquer, podemos registrar a atividade</p><p>elétrica por ele produzida. Essa atividade tem origem nos terminais nervosos e</p><p>permanece restrita a eles, isto é, não se propaga ativamente para o restante da fibra</p><p>nervosa sensitiva. Caracteriza-se, portanto, como um fenômeno elétrico local que:</p><p>1. não se propaga, porém atinge regiões adjacentes eletronicamente,</p><p>apresentando o decrescimento eletrônico típico;</p><p>2. tem amplitude e resposta gradativas;</p><p>3. não apresenta período refratário;</p><p>4. é pouco afetado por anestésicos locais;</p><p>5. é monofásico, de latência relativamente curta.</p><p>Um potencial de ação só irá desenvolver-se no restante da fibra nervosa sensitiva</p><p>quando o potencial gerador for alto o suficiente para alcançar o valor limiar local.</p><p>Além disso, à medida que o valor de estimulação é aumentado, o potencial gerador</p><p>atinge a amplitude crítica mais rapidamente, permitindo uma frequência maior de</p><p>disparos (Figura 7.2).</p><p>Figura 7.2 Relação entre o potencial gerador dos receptores e o desenvolvimento do potencial de</p><p>ação. Quando o limiar local for alcançado, um potencial de ação desenvolve-se; quando o potencial</p><p>gerador se eleva acima do nível limiar, a frequência dos potenciais de ação aumenta.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>ADAPTAÇÃO DOS RECEPTORES</p><p>Alguns receptores possuem a propriedade especial de, após certo período de tempo,</p><p>adaptar-se aos estímulos aos quais são sensíveis. Isso significa que o receptor responde</p><p>inicialmente com uma frequência de impulsos muito alta, mas que, com a persistência</p><p>do estímulo, cai progressivamente até desaparecer.</p><p>Receptores de Adaptação Rápida: o corpúsculo de Paccini é um exemplo de</p><p>receptor fásico ou de adaptação rápida, cujos potenciais geradores ocorrem por pouco</p><p>tempo e durante variações rápidas da pressão, como acontece no início e no término do</p><p>estímulo (ver Figura 7.3).</p><p>O corpúsculo de Paccini é constituído de uma fibra nervosa central envolta por</p><p>inúmeras camadas capsulares concêntricas. Ao vestirmos uma roupa, por exemplo, os</p><p>corpúsculos de Paccini presentes na pele, devido às suas propriedades viscoelásticas,</p><p>transmitem diretamente a força aplicada sobre um de seus lados para o mesmo lado de</p><p>sua fibra central, originando assim um potencial gerador. Em seguida, o líquido do</p><p>interior dos corpúsculos se redistribui de maneira que a pressão se torna</p><p>essencialmente igual em todo o seu interior e sobre todos os pontos da fibra central.</p><p>Consequentemente, os potenciais geradores não mais se desenvolvem e a sensação de</p><p>estar vestido desaparece. Porém, quando retiramos a roupa, a força de compressão é</p><p>também retirada e os corpúsculos de Paccini produzem novos potenciais geradores,</p><p>agora de forma inversa. Isso explica por que, no dia a dia, percebemos a roupa durante</p><p>os primeiros instantes em que nos vestimos, mas, após algum tempo, a sensação</p><p>desaparece e o fato de estar ou não com a peça deixa de ser conciente.</p><p>Figura 7.3 Receptores de adaptação rápida. A) Corpúsculo de Paccini. B) A força aplicada (ex: vestir</p><p>uma roupa) origina potencial gerador. C) O líquido se redistribui, e a pressão fica igual sobre todos os</p><p>pontos da fibra central. D) Com a cessação da pressão (ex: tirar a roupa), o movimento do líquido no</p><p>sentido inverso produz novos potenciais geradores. Após algum tempo, a sensação acaba e o fato de</p><p>estar ou não com a peça só volta a ser consciente quando nos despimos dela.</p><p>As respostas fásicas, como as exemplificadas pelo corpúsculo de Paccini, têm</p><p>papel importante no processamento de informações sobre mudanças rápidas da pressão</p><p>exercida contra o corpo. Além disso, são indicadores de uma mudança que ainda está</p><p>para começar, sendo que o número de impulsos transmitido é diretamente proporcional</p><p>ao grau de velocidade com que a mudança ocorre. Por isso, esses receptores são</p><p>denominados receptores fásicos, de frequência ou de movimento.</p><p>Não obstante, células fásicas são pouco adequadas à percepção quantitativa da</p><p>magnitude das alterações e à distinção entre aumento e diminuição da intensidade dos</p><p>estímulos.</p><p>Receptores de Adaptação Lenta: são aqueles cujo potencial gerador produzido é</p><p>mantido enquanto durar o estímulo, com adaptação apenas discreta, ou seja, o potencial</p><p>gerador decresce muito lentamente durante um estímulo persistente.</p><p>São importantes por manterem o córtex cerebral “sempre” informado sobre a</p><p>situação corporal e sua relação com o ambiente. Em função da capacidade de transmitir</p><p>informações por muito tempo, os receptores de adaptação lenta são também</p><p>denominados receptores tônicos.</p><p>São exemplos os órgãos tendinosos de Golgi, que mantêm o sistema nervoso central</p><p>constantemente informado sobre o estado da contração muscular e a carga de força a</p><p>que determinado tendão muscular está sendo submetido.</p><p>SENSIBILIDADE TÁTIL</p><p>Os terminais sensitivos para o toque respondem à pressão não uniforme que resulta</p><p>da deformação da pele, do movimento dos pelos cutâneos ou da sensação de vibração.</p><p>As pressões mínimas para provocar os potenciais geradores variam num fator de mais</p><p>de 25 para um, dependendo da região do corpo que se considera. O nariz, os lábios e as</p><p>pontas dos dedos requerem somente 2 a 3 g/mm2. São exigidas pressões</p><p>progressivamente mais altas na parte dorsal da mão, na panturrilha, ombro, abdome,</p><p>parte frontal de perna, planta do pé e porção posterior do braço. Uma pressão de</p><p>aproximadamente 50 g/mm2 é necessária no dorso.</p><p>Na pele existem receptores relativamente elaborados para o tato, sendo que os</p><p>principais são:</p><p>1. Corpúsculo de Meissner: presentes na pele glabra, nas pontas dos dedos,</p><p>nos lábios, mamilos, ponta da língua e em outras áreas da pele onde está</p><p>altamente desenvolvida a capacidade de discernir as características</p><p>especiais das sensações de toque.</p><p>2. Discos de Merkel: frequentes na palma da mão, na ponta</p><p>dos dedos e na</p><p>planta dos pés, são estruturas que fornecem sinais de situações estacionárias</p><p>que permitem a detecção do toque continuado de objetos sobre a pele, bem</p><p>como a textura do que está sendo sentido.</p><p>3. Corpúsculos Encapsulados de Ruffini e Krause: são estruturas que</p><p>detectam os estados de deformação continuada da pele e dos tecidos mais</p><p>profundos principalmente.</p><p>4. Corpúsculos de Vatter-Paccini: encontrado praticamente em todas as</p><p>camadas da pele, no tecido conjuntivo em geral, incluindo o mesentério. São</p><p>capazes de captar movimentos rápidos dos tecidos e particularmente</p><p>vibração.</p><p>5. Terminações Livres: responsáveis pela percepção de lesão por meio da</p><p>sensação de dor.</p><p>A sensibilidade tátil varia entre as diferentes regiões do corpo e está relacionada</p><p>com a quantidade de fibras nervosas e receptores que estão presentes em cada região.</p><p>Os estímulos percebidos pelos receptores sensoriais são transmitidos por meio de</p><p>fibras mielinizadas grossas que penetram na medula espinhal através das raízes dorsais</p><p>dos nervos espinhais. A maior parte dessas fibras segue em sentido ascendente pela</p><p>coluna dorsal da medula até o córtex cerebral passando pelo bulbo (onde sofrem</p><p>decussação) e pelo tálamo. A área do córtex cerebral que recebe a informação</p><p>proveniente dos receptores táteis se chama córtex somatossensorial e se situa no giro</p><p>pós-central do córtex parietal.</p><p>Algumas regiões do corpo estão relacionadas a grandes áreas do córtex</p><p>somatossensorial – como lábios, língua, ponta dos dedos – enquanto outras regiões</p><p>estão relacionadas a pequenas áreas do córtex – como tronco e membros inferiores. O</p><p>tamanho dessas áreas corticais é diretamente proporcional ao número de receptores</p><p>sensoriais encontrados em cada região respectiva do corpo. Por exemplo, um grande</p><p>número de receptores sensoriais é encontrado nos lábios e na língua enquanto um</p><p>número relativamente pequeno de receptores é encontrado no tronco e nos membros</p><p>inferiores.</p><p>Dessa forma, a localização de um toque sobre a pele na qual um estímulo tátil é</p><p>aplicado pode ser identificado com relativa precisão pelo homem. Tal precisão varia</p><p>com a região da pele envolvida, e não há correspondência direta entre a exatidão com</p><p>que um ponto de estímulo pode ser localizado e o limiar para a detecção desse</p><p>estímulo. Os lábios e os dedos, por exemplo, para os quais o limiar tátil é baixo,</p><p>também permitem uma localização precisa.</p><p>É possível mensurar um limiar de localização discriminativa pelo “Teste do Limiar</p><p>a Dois Pontos”. Duas pontas cegas de um compasso podem ser aplicadas à pele em</p><p>diversas regiões do corpo. A distância entre os pontos é variada a fim de determinar a</p><p>mínima separação necessária para que o indivíduo perceba o estímulo como dois</p><p>pontos distintos. Nessas mensurações o paciente nunca sabe se o contato será feito por</p><p>um ou por dois pontos. Desse modo, o experimentador consegue uma medida objetiva</p><p>da exatidão descrita.</p><p>Como era de se esperar, o espaçamento mínimo detectável entre os dois pontos está</p><p>intimamente relacionado com a quantidade de fibras nervosas e receptores disponíveis</p><p>para as diversas regiões da superfície corporal. Dois pontos podem ser distintamente</p><p>percebidos nas pontas dos dedos quando separados por pouco mais de 2 mm, enquanto</p><p>uma separação de até 6 ou 7 cm pode ser necessária na pele do centro do dorso, do</p><p>braço e da coxa.</p><p>SENSIBILIDADE TÉRMICA</p><p>A temperatura de diversas partes do corpo pode variar dentro de uma faixa</p><p>relativamente pequena sem que haja riscos ao organismo, porém o calor ou o frio</p><p>excessivos são capazes de causar lesão. Temperaturas acima de 45° C podem resultar</p><p>na desnaturação de proteínas e isso está associado à sensação de dor. Temperaturas</p><p>muito baixas podem também provocar lesão, mas o efeito anestésico do resfriamento,</p><p>nas condições apropriadas, pode obscurecer o fato de estar ocorrendo uma lesão, e a</p><p>dor não é sentida até que a temperatura seja novamente aumentada.</p><p>Dentro da faixa de calor que não provoca lesões, os receptores respondem a</p><p>quantidades relativamente pequenas de alterações na temperatura. As sensações</p><p>resultantes são o frio ou o calor. É razoável, por isso, presumir que elas possam ser</p><p>mediadas por terminais receptores especializados.</p><p>Uma antiga hipótese apresentada sugeria que o estímulo adequado para um receptor</p><p>térmico poderia ser um gradiente de temperatura ao longo da sua extensão física.</p><p>Assim, se a porção externa do receptor periférico estivesse mais fria ou mais quente</p><p>que a porção interna, o resultado seria a estimulação do receptor térmico e</p><p>consequentemente a geração de potenciais. Afirmava, portanto, que a detecção térmica</p><p>resultava do efeito físico direto do calor ou do frio sobre as terminações nervosas.</p><p>A possibilidade de que isso ocorresse, no entanto, foi negada a partir da</p><p>constatação de que o calor ou o frio são capazes de modificar a velocidade das reações</p><p>químicas intracelulares (aumenta de duas a três vezes a velocidade para cada 10° C de</p><p>variação positiva). Tal modificação acaba por alterar o ritmo metabólico dos</p><p>receptores térmicos, o que resulta na estimulação dos mesmos quando ocorrem</p><p>variações térmicas.</p><p>A sensibilidade à temperatura é distribuída de modo puntiforme, ou seja, algumas</p><p>áreas respondem ao frio, mas não ao calor, e vice-versa. Portanto, existem receptores</p><p>de calor e receptores de frio, localizados sob a pele em uma proporção de três a dez</p><p>vezes mais receptores de frio que de calor por centímetro quadrado. Os receptores de</p><p>calor estão mais comumente associados às fibras amielínicas, enquanto que as fibras</p><p>dos receptores de frio são quase exclusivamente mielínicas. A maioria dos receptores</p><p>de frio não disparam a temperaturas acima de 35° C, a menos que a temperatura seja</p><p>elevada a intensidades capazes de causar lesões ou próximas a isso. Essas respostas,</p><p>que no homem ocorrem entre 43 e 47° C, são apropriadamente denominadas “Respostas</p><p>Paradoxais” e, como exemplo, temos o frio brusco sentido quando entramos</p><p>subitamente embaixo de um chuveiro quente. Respostas paradoxais dos receptores do</p><p>calor (atividades a baixas temperaturas) foram observadas, porém a descarga tem</p><p>frequência relativamente baixa e só é encontrada em alguns poucos receptores.</p><p>SENSIBILIDADE GUSTATÓRIA</p><p>Os receptores de gustação estão localizados nos calículos gustatórios (botões</p><p>gustatórios). Cada receptor tem um pelo gustatório (microvilosidade) que se projeta na</p><p>superfície externa do calículo gustatório através do poro gustatório.</p><p>Os calículos encontram-se nas papilas da língua. As papilas circunvaladas estão na</p><p>porção posterior da língua, enquanto que as fungiformes e as filiformes estão</p><p>espalhadas por toda a sua superfície.</p><p>Para que os receptores gustatórios sejam estimulados, as substâncias devem ser</p><p>dissolvidas na saliva para que possam penetrar nos poros gustatórios. Uma vez que uma</p><p>substância com sabor entra em contato com a membrana plasmática dos pelos</p><p>gustatórios, um potencial gerador é desencadeado, iniciando um impulso nervoso.</p><p>Existem cinco sensações primárias do paladar: ácido, salgado, doce, amargo e</p><p>umami (que na língua japonesa significa “delicioso”, atualmente é o termo científico</p><p>para descrever o gosto dos glutamatos e nucleotídeos; sabor encontrado, por exemplo,</p><p>em caldos de carne, queijos amadurecidos e no molho de soja). Todos os outros</p><p>sabores, como chocolate, café etc. são combinações dessas cinco sensações,</p><p>modificadas pela sensação do olfato que as acompanha.</p><p>A sensação de queimação que se tem ao provar alguns tipos de pimentas (sabor</p><p>apimentado) se deve à capsaicina, presente em grandes quantidades em sementes e</p><p>frutos dessas plantas. Estudos mostram que a capsaicina se liga a receptores conhecidos</p><p>como TRPV1 (receptor de potencial transiente, vaniloide 1), presentes em membranas</p><p>de neurônios para dor e sensação de calor. O TRPV1 é um canal de cálcio que se abre</p><p>quando exposto a temperaturas entre 37 e 45° C. Na presença de capsaicina, esse canal</p><p>se abre mesmo em temperaturas inferiores a 37° C, o que explica o fato de essa</p><p>substância</p><p>Os lipídios geralmente estão presentes em maior concentração que as proteínas, porém</p><p>têm peso molecular menor.</p><p>LIPÍDIOS</p><p>Por definição, toda substância insolúvel em água e altamente solúvel em solventes</p><p>orgânicos (como o clorofórmio) é considerada um lipídio. Os lipídios são moléculas</p><p>anfipáticas, ou seja, possuem uma parte hidrófila, que tem grande afinidade com a água,</p><p>e outra parte hidrófoba, que não tem afinidade nenhuma com a água.</p><p>De um modo geral, os lipídios têm forma retangular. A extremidade hidrófila é</p><p>representada por um círculo, que também é denominado “cabeça polar” (veremos por</p><p>que mais adiante). A outra extremidade, hidrófoba, é representada por duas linhas</p><p>paralelas e onduladas que partem do círculo. Veja a Figura 2.1.</p><p>Figura 2.1 Desenho esquemático de um lipídio.</p><p>Os lipídios são divididos em três grupos principais: glicolipídios, fosfolipídios e</p><p>colesterol.</p><p>GLICOLIPÍDIOS</p><p>Esses lipídios são assim denominados porque contêm moléculas de carboidratos. O</p><p>exemplo mais simples é o cerebrosídio, porque ele possui somente um resíduo de “ose”</p><p>(glicose ou galactose). Os gangliosídios (glicolipídio mais complexo) podem ter até</p><p>sete resíduos de “oses” e, quando se acumulam no organismo devido a problemas</p><p>genéticos, causam uma doença denominada Tay-Sachs (mais frequente na comunidade</p><p>judaica). A concentração desse tipo de lipídio na membrana é baixa (Figura 2.2).</p><p>Figura 2.2 Modelo de um glicolipídio.</p><p>FOSFOLIPÍDIOS</p><p>Esses são os lipídios predominantes nas membranas celulares, que se diferenciam</p><p>por possuírem, em uma de suas extremidades, um radical polar, que é o fosfato (PO4-</p><p>3). Na outra extremidade, apresentam duas cadeias de ácidos graxos, como os demais</p><p>lipídios.</p><p>Os fosfolipídios derivados do glicerol, que é um álcool de três carbonos, são</p><p>denominados fosfoglicerídeos ou também glicerofosfolipídios. Esses são mais</p><p>numerosos do que os esfingolipídios, que são derivados da esfingosina (um álcool mais</p><p>complexo). Veja a Figura 2.3.</p><p>Figura 2.3 Desenho esquemático mostrando a estrutura de um fosfolipídio.</p><p>COLESTEROL</p><p>O colesterol é um lipídio neutro, já que não possui nenhum radical livre, como o</p><p>grupo fosfato (PO4-3) dos fosfolipídios. É composto por um álcool e pode estar ligado</p><p>a um éster (colesterol esterificado). Ele está presente apenas em membranas de seres</p><p>eucarióticos, variando muito sua concentração de célula para célula. No homem, possui</p><p>inúmeras funções, entre elas, formação da bile e precursor de hormônios esteroides. As</p><p>células mais ricas em colesterol são as hemácias, as células hepáticas e as células</p><p>nervosas mielinizadas.</p><p>Esses três grupos de lipídios anteriormente citados estão presentes em todas as</p><p>membranas plasmáticas (o colesterol, somente em seres eucarióticos). Suas taxas</p><p>variam consideravelmente de célula para célula (Tabela 2.2). Esses valores vão</p><p>depender da função da célula em questão. Cada tipo de lipídio apresenta uma função</p><p>diferente, e isso vai se refletir na sua concentração na membrana de uma determinada</p><p>célula (Tabela 2.2).</p><p>Tabela 2.2 Diferentes composições de membranas.</p><p>Tipo de Membrana Razão Lipídio / Proteína Razão Molar de Colesterol /</p><p>Fosfolipídio Principais Fosfolipídios</p><p>Bainha de mielina 4:1 0,7:1,2 fosfatidiletanolamina</p><p>colina</p><p>cerebrosídios</p><p>Célula hepática 0,7:1,0 0,3:0,5 fosfatidiletanolamina</p><p>colina</p><p>serina</p><p>Retículo endoplasmático 0,8:1,4 0,03:0,08 fosfatidilcolina</p><p>livre de ribossomas serina</p><p>esfignomielina</p><p>É necessário enfatizar que não somente entre as células de um mesmo indivíduo há</p><p>variação na concentração dos lipídios da membrana plasmática, mas que células de</p><p>mesma função, porém de espécies animais diferentes, podem apresentar diferenças nos</p><p>teores de lipídios (Figura 2.4).</p><p>Figura 2.4 Composição lipídica das membranas de hemácias de diferentes mamíferos (C = colesterol,</p><p>PE = fosfatidiletanolamina, PC = fosfatidilcolina, SP = esfingomielina).</p><p>ÁCIDOS GRAXOS</p><p>Um ácido graxo é um composto que possui uma longa cadeia de hidrocarbonetos</p><p>(carbono e hidrogênio) e, em uma de suas extremidades, apresenta um grupo carboxila</p><p>(COOH), ou seja, possui uma porção hidrófila ou também chamada polar. Essa porção</p><p>polar varia, em sua constituição, de acordo com o tipo de ácido graxo.</p><p>Os ácidos graxos são apolares, não possuem ligações livres e são, portanto,</p><p>hidrófobos (não têm afinidade com a água). Cada molécula de ácido graxo pode ter</p><p>conformações diferentes, tais como estado rígido, estado ordenado e estado fluido</p><p>(desordenado), conforme a temperatura. A figura que segue apresenta uma</p><p>esquematização desses três estados (Figura 2.5).</p><p>Figura 2.5 Desenho esquemático, mostrando os estados de agregação das cadeias de ácido graxo.</p><p>O primeiro tipo é o estado rígido, que é favorecido pela presença de resíduos de</p><p>acilas saturadas, visto que suas cadeias hidrofóbicas retas interagem fortemente umas</p><p>com as outras.</p><p>O segundo tipo é o estado ordenado. Nesse caso, uma dupla ligação CIS formou um</p><p>ângulo na cadeia de hidrocarbonetos saturados. Esse ângulo impossibilitou o encaixe</p><p>perfeito das cadeias. Formaram-se, assim, espaços entre as cadeias.</p><p>O último tipo, o estado fluido (desordenado), é uma resultante dos dois anteriores.</p><p>Esse estado proporciona maiores espaços entre as cadeias de ácidos graxos,</p><p>aumentando a permeabilidade.</p><p>A passagem de um estado para o outro depende diretamente da temperatura. Quando</p><p>a temperatura de fusão é atingida, as cadeias mudam de conformação. Essa temperatura</p><p>de fusão vai depender do comprimento das cadeias de ácido graxo e do seu grau de</p><p>insaturação.</p><p>Quanto mais longas as cadeias de ácido graxo, mais fortemente elas interagem entre</p><p>si, portanto, a temperatura de fusão também tem que ser mais elevada. Isso também</p><p>ocorre em cadeias com um grau muito baixo de insaturação. As cadeias mais saturadas</p><p>possuem uma temperatura de fusão maior, porque elas interagem mais fortemente do</p><p>que as cadeias insaturadas, que são modificadas com uma maior facilidade.</p><p>ÁCIDOS GRAXOS E A FLUIDEZ DA MEMBRANA</p><p>A fluidez da membrana depende diretamente da configuração das cadeias de ácido</p><p>graxo que a constituem. Há uma relação direta entre a fluidez da membrana e o grau de</p><p>insaturação da cadeia hidrocarbonada, ou seja, quanto maior o número de ligas duplas,</p><p>mais fluida será a membrana. O comprimento das cadeias também influencia. Cadeias</p><p>longas interagem mais fortemente que as curtas, deixando menos espaços entre elas,</p><p>reduzindo a fluidez da membrana.</p><p>Tudo isso foi evidenciado, experimentalmente, com o uso de membranas</p><p>plasmáticas de Escherichia coli. Ao baixar a temperatura de 42° para 27° C, a relação</p><p>entre cadeias de hidrocarbonetos saturados e insaturados diminui de 1,6 para 1,0.</p><p>Quando se fala em cadeia de hidrocarboneto insaturado, refere-se àquelas cadeias em</p><p>que ocorreu uma dupla ligação CIS. Qualquer composto que apresenta, pelo menos,</p><p>uma ligação dupla ou tripla é considerado insaturado.</p><p>FUNÇÕES DOS LIPÍDIOS</p><p>Os lipídios apresentam várias funções na membrana plasmática. Descrevem-se a</p><p>seguir algumas dessas funções.</p><p>Glicolipídios: atuam na regulação das interações celulares, tais como o crescimento</p><p>e o desenvolvimento celular. Sua porção glicídica possui papel antigênico. Ainda</p><p>possuem função como reserva nutritiva para a célula, como exemplo o TAG</p><p>(triacilglicerol).</p><p>Fosfolipídios: possuem funções variadas como reservatório de mensageiros (PIP2),</p><p>ancoramento de proteínas à membrana, constituinte fundamental da bainha de mielina</p><p>(esfingomielina) e, fora da membrana, como constituintes da bile e do surfactante</p><p>(dipalmitoil-lecitina), os quais possuem ação detergente, e os fatores ativadores de</p><p>plaquetas (PAF) que são propriamente glicerofosfolipídios.</p><p>Colesterol: é um esteroide característico dos tecidos animais, sendo essencial para</p><p>os mesmos: possui função estrutural e regula a fluidez da membrana celular. Quanto</p><p>maior for a taxa de colesterol em uma membrana, maior é a sua fluidez. Fora dela, ele é</p><p>usado como precursor de hormônios esteroides, sais biliares e vitamina D endógena</p><p>(Vitamina D2). Não possui, entretanto,</p><p>estar relacionada à sensação de queimação.</p><p>As pessoas com resfriados ou alergia frequentemente queixam-se de não sentir o</p><p>gosto do que comem. Na verdade, suas sensações de gosto provavelmente estão</p><p>operando normalmente, mas suas sensações olfativas não.</p><p>Muito do que pensamos ser gosto, na realidade, é olfato, pois os odores dos</p><p>alimentos sobem para estimular o sistema olfatório. De fato, uma determinada</p><p>concentração de uma substância estimula o sistema olfatório milhares de vezes mais do</p><p>que estimula o sistema gustatório.</p><p>Certas regiões da língua reagem mais fortemente a determinados gostos primários</p><p>que a outros. O ápice da língua, por exemplo, reage a todas as sensações primárias, mas</p><p>é altamente sensível a substâncias doces e salgadas. As margens laterais são</p><p>predominantemente sensíveis às substâncias ácidas (Figura 7.4).</p><p>Figura 7.4 Representação esquemática das regiões gustatórias da língua.</p><p>Os impulsos do gosto são enviados através dos nervos cranianos facial,</p><p>glossofaríngeo e vago até o bulbo, e então ao tálamo. Eles terminam na área gustatória</p><p>primaria no giro pós-central do lobo parietal do córtex cerebral.</p><p>SENSIBILIDADE OLFATÓRIA</p><p>Os receptores para a olfação estão localizados na porção superior da cavidade do</p><p>nariz (Figura 7.5). São neurônios que contêm um dendrito arredondado em uma</p><p>extremidade de onde se projetam vários cílios. Esses cílios reagem aos odores do ar e</p><p>então estimulam os receptores olfatórios. Os seres humanos possuem cerca de 350 tipos</p><p>de receptores olfatórios diferentes, sendo capazes de perceber por volta de 20 mil tipos</p><p>distintos de odor.</p><p>Figura 7.5 Representação dos receptores olfatórios.</p><p>Fonte: Adaptado de Tortora (2000).</p><p>Para uma substância ser detectada pelo olfato (cheirada), ela deve se tornar um gás</p><p>para que possa penetrar pelas narinas. Além disso, a substância deve ser hidrossolúvel</p><p>para que possa dissolver-se no muco nasal e fazer contato com os receptores olfatórios.</p><p>Finalmente, ela deve ter um caráter também lipossolúvel para poder passar através da</p><p>membrana plasmática dos cílios olfatórios e iniciar um impulso nervoso. Uma vez que a</p><p>adaptação é muito rápida, isso pode ser importante em casos de emergência, tal como</p><p>sentir cheiro de gás ou de fumaça.</p><p>O sinal que leva a informação captada pelos receptores olfatórios (células</p><p>olfatórias) é transmitido por nervos olfatórios até o bulbo olfatório (parte integrante do</p><p>sistema límbico), sendo então direcionado para níveis superiores do sistema nervoso</p><p>central como o núcleo olfativo anterior, córtex piriforme, amígdala medial e córtex</p><p>entorrinal. No córtex cerebral, esse sinal é interpretado como odor e origina a sensação</p><p>do olfato.</p><p>DOR</p><p>É uma sensação de extrema importância, devido ao papel que ela desempenha na</p><p>proteção do organismo contra agentes perigosos. Os reflexos ativados por um estímulo</p><p>doloroso evitam ou minimizam queimaduras, cortes e todos os modos de lesões em</p><p>potencial. Além dessa relação direta com os reflexos de proteção, a dor é importante no</p><p>aprendizado do organismo para evitar contatos futuros com agentes dolorosos</p><p>eventualmente encontrados. Para o médico, o relato da dor pelo paciente, sua</p><p>localização, qualidade e intensidade podem ter um papel importantíssimo no</p><p>diagnóstico clínico.</p><p>Receptores da Dor: são terminações nervosas livres – nociceptores – não</p><p>especializados, existentes na pele e em outras áreas como músculos, vísceras, córnea,</p><p>artéria e periósteo.</p><p>Estimulação Dolorosa: os terminais dolorosos respondem de modo</p><p>“indiscriminado” a qualquer estímulo – mecânico, químico ou térmico – quando esse é</p><p>suficientemente intenso. Entretanto, algumas fibras são mais propensas a responder</p><p>determinado tipo de estímulo e podem ser denominadas como nociceptores mecânicos,</p><p>térmicos ou químicos, especificamente. A generalização que pode ser feita é a de que</p><p>um estímulo doloroso, devido à sua natureza ou intensidade, é capaz de provocar lesão</p><p>celular. Algumas substâncias que são capazes de estimular os nociceptores químicos:</p><p>bradicinina, serotonina, prostaglandinas, leucotrienos, produtos da degradação do ácido</p><p>araquidônico, entre outros.</p><p>O limiar para a percepção da dor, baseado em estudos quantitativos com</p><p>estimulação térmica, revelou-se muito estável entre os indivíduos (Figura 7.6).</p><p>Figura 7.6 Curva média da temperatura cutânea mínima que causa dor.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>A mesma quantidade de estimulação deve resultar numa percepção limiar no mesmo</p><p>indivíduo em diferentes tempos e em diferentes indivíduos. A natureza de reação ao</p><p>estímulo doloroso, entretanto, varia muito de indivíduo para indivíduo. Varia também</p><p>em um mesmo indivíduo de acordo com a circunstância presente. Não se sabe com</p><p>certeza se o efeito ocorre na sensação de dor propriamente dita ou na natureza da</p><p>reação a ela.</p><p>Ainda devemos considerar o fato de que a percepção da dor pode ser influenciada</p><p>por agentes químicos, como álcool e drogas, e por hipnose.</p><p>Qualidade da Dor: em função da diversidade das sensações dolorosas que</p><p>conhecemos, podemos qualificar a dor como:</p><p>a ) Dor aguda (dor em pontada ou dor elétrica): normalmente de curta duração,</p><p>sentida mais intensamente nos tecidos externos (pele); é transmitida para a medula</p><p>espinhal através de fibras do tipo Aδ em velocidades entre 6 e 30 m/s.</p><p>b) Dor crônica (dor difusa, dor em queimação, dor contínua, dor latejante ou dor</p><p>nauseante): de duração prolongada, está comumente associada à destruição tecidual.</p><p>Pode ser sentida tanto na pele como nos tecidos profundos; é transmitida para a medula</p><p>espinhal através de fibras do tipo C em velocidades entre 0,5 e 2 m/s.</p><p>A sensação corporal de dor chega ao tálamo, sendo então emitida para o córtex</p><p>somatossensorial (onde a dor passa a ser consciente) e para o giro cingulado do sistema</p><p>límbico (onde são atribuídas qualidades emocionais ou afetivas à dor).</p><p>Hiperalgesia: Em algumas situações, a sensação de dor pode se apresentar de</p><p>forma exagerada, denotando um quadro de hiperalgesia. Dependendo do motivo que</p><p>provocou a dor, a hiperalgesia poder ser classificada como primária ou secundária. A</p><p>hiperalgesia primária se refere à dor excessiva causada por uma hipersensibilização</p><p>dos nociceptores. Um bom exemplo desse tipo de hiperalgesia é a provocada por</p><p>queimadura solar. Nesse tipo de lesão, ocorre eritema ou vermelhidão da pele como</p><p>consequência da vasodilatação. Esse mecanismo é atribuído à liberação de algumas</p><p>substâncias químicas (como prostaglandinas e leucotrienos) na região lesada pelo</p><p>tecido atingido e nas regiões vizinhas, como resultado da ação nas fibras nervosas que</p><p>estão envolvidas. A hiperalgesia secundária ocorre quando a dor se deve à facilitação</p><p>da transmissão sensorial através das fibras nervosas. Esse tipo de hiperalgesia pode ser</p><p>provocado pela estimulação elétrica repetitiva de uma região cutânea focal, sendo</p><p>também comum em lesões na medula espinhal ou no tálamo. A hiperalgesia secundária</p><p>estende-se muito além da região do eritema. Não há redução no limiar; e de fato, o</p><p>limiar pode estar ligeiramente elevado. A sensação de dor, uma vez iniciada, é muito</p><p>mais intensa que a normal. A duração da hiperalgesia secundária é mais curta que a da</p><p>hiperalgesia primária, a qual pode durar muitos dias após uma lesão grave.</p><p>Dor Referida: Esse termo diz respeito à dor sentida em regiões do corpo que ficam</p><p>distantes do tecido que originou o sinal doloroso. Por exemplo, dores em órgãos</p><p>viscerais são referidas em certas áreas da pele. A dor referida tem grande importância</p><p>no diagnóstico clínico por ser a única manifestação de algumas doenças viscerais.</p><p>A provável explicação de como acontece a dor referida está na medula espinhal.</p><p>Algumas das fibras para dor visceral que chegam à medula fazem sinapse com os</p><p>mesmos neurônios que se ligam a fibras para a dor vindas da pele. Assim, quando as</p><p>fibras viscerais para a dor são estimuladas, o sinal doloroso se propaga também</p><p>através de algumas fibras para a dor da pele, e o córtex cerebral interpreta a dor como</p><p>originada da pele propriamente dita.</p><p>Referências</p><p>Bennett GJ. Update on the neurophysiology of pain transmission and modulation: focus on the NMDA-receptor. J Pain</p><p>Symprom Manage 2000; 19: 2-6.</p><p>Bennet JC, Plum F Cecil. Tratado de Medicina Interna. 20ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.</p><p>Berne RM, Levy MN. Fisiologia. 2ª. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.</p><p>Best and Taylor. Physiological basis of medical practice. 12th edition. Baltimore: Williams and Wilkins, 1990.</p><p>Bus R; Pikula S. Synapsis-intracellular ATP receptors in the neurotransmitter release process. Postepy Biochem 1999;</p><p>45(3):211-7.</p><p>Carroll FI; Howell LL; Kuhar MJ. Pharmacotherapies for treatment of cocaine abuse: preclinical aspects. J Med</p><p>Chem 1999; 42(15):2721-36.</p><p>Cartmell J, Schoepp DD. Regulation of neurotransmitter release by metabotropic glutamate receptors. J Neurochem</p><p>2000;75(3):889-907.</p><p>Gasnier B. The loading of neurotransmitter into synaptic vesicles. Biochimic 2000;82(4):327-37.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Guanabara</p><p>Hardman JG, Limbird, LE, Molinoff PB et al. Goodman and Gilman’s. The pharmacological basis of therapheutics. 9th</p><p>edition. International edition: Mc Graw-Hill, 1996.</p><p>Montgomery R, Conway TW, Spector AA. Bioquímica, uma abordagem dirigida por casos. 5ª edição. Porto Alegre:</p><p>Artes Médicas, 1994.</p><p>Prasad C. Food, mood and health: a neurobiologic Outlook. Braz J Med Biol Res 1998; 31(12):1517-27.</p><p>Schadrack J, Zieglgansberger W. Pharmacology of pain processing systems. Z Rheumatol 1998;57S 2:1-4.</p><p>Tierney L, McPhee SJ, Papadakis MA. Current medical diagnosis and treatment. International edition. Apleton and</p><p>Lange, 2000.</p><p>Tortora GJ. Corpo Humano: Fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4ª edição. Porto Alegre: Artes Médicas, 2000.</p><p>Yamamoto T, Nozaki-Taguchi N, Sakashita Y, et al. Nociceptin/ orphanin FQ: role in nociceptive information</p><p>processing. Prog Neurobiol 1999;57(5):527-35.</p><p>8- VISÃO</p><p>Fernanda Bordignon Nunes</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Melissa Guerra Simões Pires</p><p>Karine Lucielle Grehs Meller</p><p>Laerson Hoff</p><p>A LUZ</p><p>Na antiguidade, alguns filósofos acreditavam que a luz era composta de minúsculas</p><p>partículas que se alinhavam em linha reta e que possuíam uma velocidade muito grande.</p><p>A primeira pessoa a contrariar essa ideia foi Leonardo da Vinci, em meados do ano</p><p>1500 d.C. Leonardo da Vinci comparou o fenômeno do eco, que é de característica</p><p>ondulatória, com o fenômeno da reflexão da luz. Devido à grande semelhança entre</p><p>esses dois fenômenos, ele levantou a hipótese de que a luz seria uma onda e não um</p><p>conjunto de partículas.</p><p>Mais tarde, no século XVII, essas duas teorias ganharam dois fortes adeptos.</p><p>Newton defendia a ideia dos antigos filósofos gregos, dando a ela o nome de modelo</p><p>corpuscular da luz. Christiaan Huygens, um físico holandês, defendia a teoria de</p><p>Leonardo da Vinci, dando a ela o nome de modelo ondulatório da luz.</p><p>Finalmente, no início do século XIX, Thomas Young observou o fenômeno da</p><p>interferência com a luz (Figura 8.1).</p><p>Figura 8.1 Experimento demonstrando o fenômeno da interferência com raios luminosos.</p><p>Como a interferência é um fenômeno caracteristicamente ondulatório, a teoria</p><p>corpuscular de Newton estava começando a cair por terra.</p><p>Em 1862, estudando o fenômeno da refração, o físico francês, Michel Foucault,</p><p>conseguiu medir a velocidade da luz na água. Newton dizia que esse valor seria maior</p><p>do que a velocidade da luz no ar, devido a uma força de atração F, que provocaria uma</p><p>mudança na direção do movimento das “partículas” do feixe luminoso. Foucault</p><p>observou exatamente o contrário: a velocidade da luz, na água, era menor do que a sua</p><p>velocidade no ar. Com tudo isso, as teorias do Newton, sobre esse assunto, foram</p><p>abandonadas.</p><p>A REFRAÇÃO DA LUZ</p><p>Experiências demonstram que, ao passar através de meios diferentes, a luz sofre</p><p>uma mudança na sua direção de propagação. Isso acontece porque a velocidade da luz</p><p>varia de acordo com o tipo de meio em que ela se propaga. Veja a Figura 8.2.</p><p>Figura 8.2 Refração da luz. As velocidades de propagação da luz na água e no vidro são diferentes, por</p><p>isto ela muda de direção.</p><p>A refração da luz é, por definição, a passagem da luz de um meio para outro. Esse</p><p>fenômeno ocorrerá somente quando a velocidade de propagação da luz nesses dois</p><p>meios for diferente. Quando o raio incidente for perpendicular ao plano, não haverá</p><p>desvio na sua trajetória, do contrário, o mesmo ocorre, como demonstra a Figura 8.3.</p><p>Figura 8.3 Representação do fenômeno de refração: Se traçarmos uma normal perpendicular ao plano</p><p>entre os dois meios, veremos que o feixe luminoso forma ângulos diferentes com esta reta. O</p><p>primeiro deles, 01, é o ângulo de incidência, e o segundo, 02, é o ângulo de refração.</p><p>LEI DE SNELL</p><p>O matemático holandês, Snell, observou que, para dois meios determinados, o</p><p>senѲ1 sobre o senѲ2 resultava sempre em uma constante:</p><p>senѲ1 /senѲ2 = constante</p><p>Evidentemente essa constante varia para cada par de meios diferentes.</p><p>Sabendo que essa constante é igual ao quociente entre as velocidades de</p><p>propagação da luz nesses dois meios, temos:</p><p>senѲ1 /senѲ2 = v1/v2</p><p>Se pegarmos um caso específico, em que o meio 1 é o vácuo e o meio 2 é outro</p><p>qualquer, temos:</p><p>senѲ1 /senѲ2 = c/v</p><p>em que c é a velocidade da luz no vácuo;</p><p>v é a velocidade da luz naquele meio.</p><p>Esse quociente, c /v, é denominado de índice de refração e é representado pela letra</p><p>n.</p><p>n = v da luz no vácuo / v da luz no meio</p><p>Como a velocidade da luz no vácuo é maior do que sua velocidade em qualquer</p><p>outro meio, o valor de n é sempre maior do que um, com exceção do ar atmosférico,</p><p>porque a velocidade da luz aqui é aproximadamente igual à velocidade da luz no vácuo</p><p>(3,0 x 108 m/s). Veja a Tabela 8.1.</p><p>Tabela 8.1 Índices de refração nos diferentes meios.</p><p>Substância Índice de refração (n)</p><p>Gelo 1,31</p><p>NaCl 1,54</p><p>quartzo 1,54</p><p>zicônio 1,92</p><p>diamante 2,42</p><p>rutilo 2,80</p><p>vidro 1,50</p><p>álcool etílico 1,36</p><p>água 1,33</p><p>glicerina 1,47</p><p>Retomando a expressão:</p><p>senѲ1 /senѲ2 = v1 /v2</p><p>Organiza-se assim:</p><p>1/v1• senѲ1 = 1/v2• senѲ2 senѲ1 /v1 = senѲ2 /v2</p><p>Multiplicando todos os membros por c (velocidade da luz no vácuo):</p><p>c/v1• senѲ1 = c/v2• senѲ2</p><p>Como c / v1 é o índice de refração no meio 1, e c / v2 é o índice de refração no meio</p><p>2, temos:</p><p>n1• senѲ1 = n2• senѲ2 senѲ1 /n1 = senѲ2 /n2</p><p>Essa é a lei de Snell, que explica, matematicamente, o fenômeno da refração da luz.</p><p>FENÔMENOS QUE DEPENDEM DA REFRAÇÃO DA LUZ</p><p>FORMAÇÃO DE IMAGENS</p><p>Na Figura 8.4, temos um exemplo muito comum de como a refração da luz interfere</p><p>na visão de certos objetos. Um observador, olhando um peixe em um aquário, não verá</p><p>uma imagem real dele e sim uma imagem virtual. Isso, porque os raios luminosos que o</p><p>peixe reflete sofrem refração ao passarem da água para o ar até o olho do observador.</p><p>O cérebro interpreta esses raios como se eles tivessem uma trajetória retilínea. O local</p><p>onde os prolongamentos retos desses raios se cruzam é o local onde se formará uma</p><p>imagem virtual do peixe, o qual, na verdade, está localizado abaixo dessa imagem.</p><p>Figura 8.4 Imagem virtual de um objeto dentro de um aquário, visto por um observador externo.</p><p>A DURAÇÃO DO DIA</p><p>A duração do dia é prolongada devido à refração da luz solar na atmosfera.</p><p>Na Figura 8.5, o fenômeno que acontece é o mesmo do caso do aquário. Mesmo que</p><p>o sol se encontre abaixo da linha do horizonte, o observador continua “enxergando” e</p><p>recebendo os raios luminosos dele. Isso, porque, ao penetrar na atmosfera, os raios</p><p>solares sofrem várias refrações até chegarem ao olho do observador. Apesar desses</p><p>desvios, o cérebro interpreta os raios como se eles tivessem uma trajetória retilínea, e</p><p>o observador “enxerga” um sol virtual.</p><p>Figura 8.5 Ilustração de como a duração do dia é prolongada devido à refração da luz solar na</p><p>atmosfera.</p><p>CORES</p><p>É importante definir, antes de prosseguirmos, que, ao nos referir à cor de um objeto,</p><p>estamos supondo que ele esteja sendo iluminado por luz branca. A luz branca é, na</p><p>verdade, uma composição de várias cores, cada uma com um índice de refração (n)</p><p>diferente e</p><p>um comprimento de onda (l) também diferente. Veja a Tabela 8.2.</p><p>Tabela 8.2 Índice de refração do vidro crown para diversas cores.</p><p>Cor n</p><p>vermelho 1,513</p><p>amarelo 1,517</p><p>verde 1,519</p><p>azul 1,528</p><p>violeta 1,532</p><p>Uma maneira de comprovar a composição da luz branca é fazer um feixe de raios</p><p>dela atravessar um prisma de vidro, conforme a Figura 8.6.</p><p>Figura 8.6 Ao atravessar o prisma, a luz branca se decompõe em várias cores, dando origem a um</p><p>espectro. Percebe-se que a cor vermelha foi a que menos mudou de sentido. Isso é porque o</p><p>vermelho é a cor de menor índice de refração. A cor violeta, ao contrário, é a que tem maior índice de</p><p>refração, e, por isso, se desvia mais.</p><p>VISÃO DAS CORES</p><p>A observação de um objeto que apresenta a coloração branca pode estar</p><p>relacionada a dois fatores importantes:</p><p>1º Pode ser decorrente da incidência de todos aos comprimentos de onda do</p><p>espectro, na faixa da luz visível.</p><p>2º Pode estar ligado à percepção da cores denominadas de complementares.</p><p>Para o nosso cérebro, nas duas maneiras a sensação é de estar visualizando a “cor”</p><p>branca. Uma melhor compreensão só é possível após definir o que vem a ser “cor” e</p><p>qual o mecanismo de detecção que possuímos.</p><p>COR</p><p>A luz é composta por comprimentos de onda visíveis que variam para os humanos</p><p>na faixa dos 400 aos 750 nm. A luz composta pelo somatório desses comprimentos de</p><p>onda nos dá a sensação visual do branco. Um objeto será percebido como branco se</p><p>todos os raios do espectro visível que batem são refletidos e o somatório desses é que</p><p>nos darão a sensação da cor. Portanto, a cor é uma sensação psicofisiológica que está</p><p>associada aos comprimentos de onda e à maneira de percebê-los.</p><p>Alguns pesquisadores não aceitam a denominação de “cor” branca, pois a</p><p>consideram um somatório de comprimentos de onda. Se cada comprimento de onda tem</p><p>sua cor, seria então uma mistura e não uma cor única, da mesma forma como não se</p><p>aceita a definição de “cor preta”, pois, para visualizarmos preto, o objeto em questão</p><p>deverá absorver todos os comprimentos de onda não havendo reflexão de qualquer</p><p>comprimento de onda na faixa do visível. Não havendo reflexão, não há cor. Portanto, o</p><p>preto é o grau máximo de redução da intensidade luminosa do branco.</p><p>A “cor” cinza, por sua vez, também não é uma cor, e sim é o branco com intensidade</p><p>luminosa diferente. Para exemplificar melhor, façamos o seguinte experimento: pega-se</p><p>uma folha de coloração cinza e visualiza-se na presença de muita luz e depois na</p><p>sombra; ao visualizarmos a folha na sombra veremos esta de coloração branca,</p><p>enquanto que, na presença de muita luz, ela estará com a coloração cinza.</p><p>Esses fatos geram dificuldades junto às pessoas, pois ao nos dirigirmos a uma loja</p><p>de tintas, vemos escrito na lata “cor cinza”. Agora o que é correto do ponto de vista da</p><p>física? A explicação para tal fato está no conceito de cor monocromática e</p><p>policromática.</p><p>Cor monocromática, como já diz o nome, é composta de um único comprimento de</p><p>onda e é específico para cada cor, um exemplo na natureza é o arco-íris que é</p><p>decorrente da ação de prisma (difração da luz) exercido pelas gotículas de água</p><p>dispersas na atmosfera. O vermelho, o verde, o amarelo, o azul, dentre outras, são cores</p><p>monocromáticas com comprimentos específicos, que podem ser gerados artificialmente</p><p>em equipamentos de laboratórios, televisores etc.</p><p>Cor policromática é a mistura de elementos com pigmentos distintos que, ao</p><p>sofrerem a incidência de luz branca, absorvem alguns comprimentos de onda e refletem</p><p>outros. Esses refletidos somados são os que nos darão a sensação de cor verde,</p><p>amarela, azul, vermelha etc., que poderá, inclusive, no espectro refletido, não existir o</p><p>comprimento de onda característico da cor observada e é neste momento que entra em</p><p>ação a parte psicofisiológica do nosso cérebro. Dependendo de características</p><p>psicológicas e educacionais podemos ver cores, ou tonalidades dessas, de formas</p><p>distintas. Esses pigmentos são encontrados comercialmente em todos os produtos</p><p>coloridos.</p><p>PERCEPÇÃO DAS CORES</p><p>Ao conceituarmos o que é cor, pode-se notar que existe uma diferença significativa</p><p>entre o conceito físico de cor vermelha, por exemplo, e outro sobre a sensação visual</p><p>para o vermelho. O primeiro é devido ao comprimento de onda gerado ser</p><p>característico a esta ou aquela cor, e o segundo é à maneira como o cérebro interpreta</p><p>os comprimentos de onda que chegam à retina. Isso nos leva a uma conclusão lógica: a</p><p>cor que nós vemos é decorrente da composição do espectro refletido pelo objeto e</p><p>captado na retina.</p><p>Cores primárias. O espectro de cores pode ser reproduzido a partir de uma mistura</p><p>de três cores iniciais, denominadas de primárias. A visualização dessas múltiplas cores</p><p>é possível alterando a intensidade de cada comprimento de onda envolvido. As cores</p><p>primárias são azul, amarelo e vermelho.</p><p>Cores complementares. Como já foi colocado na introdução dessa seção, vimos</p><p>que a sensação de branco normalmente é devido ao somatório total dos comprimentos</p><p>de onda. Se misturarmos, no entanto, adequadamente alguns comprimentos de onda tais</p><p>como o azul 486 nm com o laranja 588 nm ou o azul 492 nm com o vermelho 656 nm ou</p><p>o violeta 380 nm com o verde 569 nm, o nosso cérebro irá interpretar como sendo</p><p>branco. Essa característica recebe o nome de cor complementar.</p><p>Cores secundárias. São denominadas de cores secundárias todas as demais cores</p><p>oriundas de misturas de pigmentos e/ou comprimentos de onda.</p><p>OLHO HUMANO E AS CORES</p><p>As células especializadas em identificar as cores são os cones e os bastonetes. Os</p><p>bastonetes estão relacionados com a visão claro-escuro, ou seja, com a intensidade</p><p>luminosa (do branco até o preto). Eles são muito efetivos quando com pouca</p><p>luminosidade, a exemplo da visão noturna.</p><p>A teoria atualmente aceita quanto à visão de cores está baseada em trabalhos</p><p>realizados por Young e posteriormente desenvolvidos por Helmholtz, que apregoam a</p><p>existência de três tipos de cones, sendo também conhecida como a teoria da visão</p><p>tricromática das cores.</p><p>Os humanos apresentam três tipos de cones, cada um deles apresentando maior</p><p>afinidade a um determinado intervalo de comprimento de onda. Os cones responsáveis</p><p>pela visão para a cor azul apresentam um intervalo de + 400 a + 530 nm, enquanto nos</p><p>cones para o verde o intervalo fica compreendido entre + 450 e + 630 nm e para o</p><p>vermelho de + 480 e + 750 nm. A Figura 8.7 mostra o gráfico da distribuição de</p><p>comprimentos e suas inter-relações na estimulação de receptores.</p><p>Figura 8.7 Distribuição dos comprimentos de onda. Cada pigmento tem um pico de absorção diferente</p><p>( azul, verde, vermelho). (Adaptado de Best and Taylor: Physiological basis of medical</p><p>practice. 1990)</p><p>A aplicação dessa teoria nos permite avaliar a maneira de como o cérebro humano</p><p>recebe os estímulos visuais para as cores. Por exemplo: um estímulo de 460 nm terá</p><p>uma representação proporcional de 78 partes de azul, duas partes de verde e duas</p><p>partes de vermelho; um estímulo de 550 nm terá uma representação proporcional de 88</p><p>partes de verde, 50 partes de vermelho e seis partes de azul; um estímulo de 580 nm</p><p>terá uma proporcionalidade de 69 partes de vermelho, 68 partes de verde e 1,5 parte de</p><p>azul, assim como um estímulo de 650 nm terá a representação proporcional de 18 partes</p><p>de vermelho e 1,5 parte de verde. Como vemos ao incidir um comprimento de onda</p><p>qualquer, mais de um tipo de cone poderá estar ativado.</p><p>Existem pessoas que apresentam defeitos nessas células, podendo até mesmo</p><p>desativar certos cones. Quando esse defeito for em um só tipo de cone, a visão nesse</p><p>paciente será denominada de visão dicromática. Dentre as alterações possíveis,</p><p>destacamos a deficiência de receptor para o azul, que clinicamente recebe o nome de</p><p>cianoanopia, ou ainda, tritanopia; quando o receptor para o verde estiver lesado, é</p><p>denominado de deuteronopia (daltonismo); e, quando o receptor para o vermelho</p><p>estiver ausente ou com mau funcionamento, é denominado de protanopia ou rodoanopia;</p><p>quando a perda é total dos receptores, a denominação</p><p>usada é de acromatopsia. Essa</p><p>diferença de nomenclatura é devido a questões linguísticas, em algumas literaturas os</p><p>defeitos de visão para cores são denominados de uma maneira genérica de daltonismo,</p><p>sendo o mais comum aquele para a cor verde (deuteroanopia). Uma abordagem mais</p><p>detalhada sobre o daltonismo será feita no decorrer do capítulo.</p><p>LENTES</p><p>As lentes são dispositivos constituídos por um meio transparente, que pode ser o</p><p>vidro, o ar ou até a água. Elas estão presentes em vários objetos de uso diário como</p><p>óculos, máquinas fotográficas e microscópios. As lentes geralmente apresentam faces</p><p>curvilíneas, mas podem também ser planas. Observe a Figura 8.8.</p><p>Figura 8.8 Diferentes formas de lentes.</p><p>De uma maneira geral, temos dois tipos de lentes: convergentes (de extremidades</p><p>finas) e divergentes (de extremidades espessas). Essas duas lentes direcionam os raios</p><p>luminosos que as atingem de maneiras diferentes (Figura 8.9).</p><p>Uma lente convergente converge as ondas luminosas que incidem nela paralelamente</p><p>ao seu eixo. Isso quer dizer que os raios aproximam-se do eixo. Uma lente divergente</p><p>faz o contrário. Os raios que incidem nela são direcionados de maneira que eles tendem</p><p>a se afastar do eixo da lente.</p><p>Figura 8.9 Representação esquemática de como as lentes convergentes (a) e divergentes (b)</p><p>direcionam os raios luminosos que incidem nelas, paralelamente ao seu eixo.</p><p>As lentes possuem certos pontos importantes que servem como referência para</p><p>analisar a exata trajetória dos raios luminosos. O primeiro deles é o eixo, que é uma</p><p>linha imaginária que passa no centro da lente, perpendicular a ambas as faces. Outro</p><p>ponto é o chamado foco da lente. Suponhamos que um feixe de raios esteja incidindo</p><p>em uma lente convergente (paralelamente ao seu eixo). Após penetrarem na lente, esses</p><p>raios convergem para o mesmo ponto. A esse ponto damos o nome de foco (F1) da</p><p>lente, e sua distância até a face da lente é denominada distância focal (f). Veja a Figura</p><p>8.10.</p><p>Figura 8.10 Representação do foco e distância focal de uma lente.</p><p>Essa experiência pode ser realizada do outro lado da lente. Os raios vão convergir</p><p>em um ponto chamado foco (F2) da lente. Esse ponto está à mesma distância da face da</p><p>lente e do foco F1.</p><p>Para uma lente divergente, podemos verificar a posição do foco através dos</p><p>prolongamentos retos dos raios refratados. Veja a Figura 8.11.</p><p>Figura 8.11 Representação do foco de uma lente divergente.</p><p>Uma lente tem, portanto, três pontos importantes: um eixo principal e dois focos. A</p><p>distância focal varia de lente para lente e depende, também, do meio no qual a lente</p><p>está suspensa (ar, água, glicerina etc.).</p><p>As lentes convergentes têm uma propriedade especial denominada poder de</p><p>convergência (D). Quanto menor for a distância focal, maior será o poder de</p><p>convergência da lente. Esses valores são inversamente proporcionais, o que nos</p><p>permite usar uma fórmula:</p><p>Poder de convergência = 1</p><p>distância focal (em metros)</p><p>A unidade dessa fórmula é dada em dioptrias.</p><p>Essa fórmula pode ser usada, por exemplo, para calcular quantas dioptrias uma</p><p>lente precisa ter para que a imagem caia na retina do olho do paciente, corrigindo o</p><p>defeito de focalização.</p><p>Poder de convergência do olho: o tamanho do globo ocular é de aproximadamente</p><p>17 mm (0,017 m), portanto o poder de convergência das lentes do olho é:</p><p>D = 1 / 0,017</p><p>D = 58.8 dioptrias</p><p>Anatomia do Olho Humano</p><p>Figura 8.12 Anatomia do olho humano, mostrando algumas estruturas. (Adaptado do site da American</p><p>Academy of Ophtalmology).</p><p>O olho humano tem uma forma aproximadamente esférica. Ele compreende dois</p><p>polos, um anterior e outro posterior, possuindo um diâmetro de aproximadamente 24</p><p>mm.</p><p>Esse órgão possui três túnicas: interna, média e externa.</p><p>A túnica externa compreende a parte fibrosa posterior, protetora do olho, chamada</p><p>de esclera e uma parte fibrosa anterior, a córnea. A córnea é avascular e recebe</p><p>nutrição através de difusão dos meios líquidos circundantes (como, por exemplo, o</p><p>humor aquoso e a lágrima). A superfície externa é revestida por uma camada epitelial</p><p>denominada túnica conjuntiva, que também reveste interiormente a pálpebra.</p><p>A túnica média é muito vascularizada. É nessa túnica em que se encontra a íris, a</p><p>porção pigmentada do olho. A íris delimita duas câmaras, a câmara anterior, situada à</p><p>frente da íris, e a posterior, que se localiza entre a íris e o cristalino. Essas câmaras</p><p>estão preenchidas pelo humor aquoso. Esse líquido possui diversos elementos</p><p>químicos, como glicose, cloretos, proteínas, aminoácidos entre outros, e apresenta um</p><p>índice de refração de aproximadamente 1,335 dioptria. Esse líquido, um ultrafiltrado</p><p>celular, é secretado por capilares sanguíneos dos processos ciliares1. Ele depois é</p><p>drenado para o seio venoso da esclerótica através do canal de Schlemm, uma passagem</p><p>localizada no ângulo da câmara anterior, lugar onde a esclerótica e a córnea se</p><p>encontram. A pressão do olho é denominada de pressão intraocular (PIO) e é produzida</p><p>principalmente pelo humor aquoso. Quando temos uma PIO anormalmente elevada,</p><p>devido principalmente ao acúmulo de humor aquoso, temos uma patologia denominada</p><p>de Glaucoma. O Glaucoma pode progredir da disfunção leve até o ponto em que os</p><p>neurônios da retina são destruídos, podendo resultar em cegueira. A cavidade maior</p><p>situada atrás do cristalino contém o humor vítreo, fluido este de viscosidade muito</p><p>maior (devido à grande presença de glicosaminoglicanos e glicoproteínas) e cuja</p><p>composição assemelha-se a do líquido extracelular. O poder de refração do humor</p><p>vítreo é de aproximadamente 1,331 dioptria. Ainda na túnica média, temos a corioide,</p><p>estrutura muito rica em melanina e em vasos sanguíneos, que, além de ter função</p><p>importante na fisiologia normal do olho devido à melanina, se destaca por nutrir</p><p>principalmente a parte anterior da retina através de seus vasos.</p><p>A túnica interna compreende a retina, que é a porção mais inervada do olho e que</p><p>também é responsável pela condução nervosa do estímulo luminoso. O local de</p><p>emergência do nervo óptico (também chamado de II par craniano) na retina cria uma</p><p>região denominada de ponto cego. Nessa área não existem fotorreceptores e para ela</p><p>convergem os vasos sanguíneos responsáveis pela nutrição dos tecidos do olho e pela</p><p>formação dos humores transparentes. Um esquema das três túnicas citadas acima e sua</p><p>composição está na Figura 8.13. O centro da retina possui uma região muito importante</p><p>para a visão, denominada de fóvea. Ela, diferentemente das outras regiões da retina,</p><p>não possui vasos sanguíneos (os quais podem, naturalmente, serem visualizados em um</p><p>exame de fundo de olho), um dos motivos pelos quais temos ali a formação de melhores</p><p>imagens, pois retiramos um potencial fator de distorção óptica. Já que não possui</p><p>vasos, a fóvea obtém nutrientes a partir da corioide e do epitélio pigmentar (porção</p><p>mais externa da retina). Uma discussão mais detalhada da fóvea será feita no</p><p>seguimento do capítulo. O epitélio pigmentar, por sua vez, compreende a porção mais</p><p>externa da retina. Ele possui duas importantíssimas funções: (1) remoção dos discos</p><p>dos fotorreceptores que já foram usados e (2) regeneração dos fotopigmentos contidos</p><p>nesses discos.</p><p>Figura 8.13 Túnicas e suas divisões no globo ocular.</p><p>O cristalino é a mais espessa das lentes do olho e é nele que ocorrem as maiores</p><p>refrações da luz vinda do exterior. Ele se caracteriza por crescer durante toda a vida da</p><p>pessoa, acrescentando camadas de células longitudinalmente organizadas a sua estrutura</p><p>(como uma cebola), logo permanecendo o mesmo durante toda a vida da mesma –</p><p>camadas mais internas são, assim, as mais antigas. Isso faz com que possíveis lesões a</p><p>ele, que gerem, por exemplo, opacidade, não regridam, afetando indefinidamente a</p><p>visão da pessoa.</p><p>A córnea é uma lente que é delgada no centro (0,5 mm) e mais espessa na periferia</p><p>(1 mm). Ela está preenchida por uma substância aquosa chamada de substância própria,</p><p>que é responsável pela sua nutrição. Essa característica é de suma importância, pois,</p><p>já</p><p>que não é necessário sangue para sua nutrição, os transplantes de córnea não geram uma</p><p>reação do hospedeiro contra o enxerto e são, assim, amplamente realizados.</p><p>Ambas as lentes não possuem certos tipos de organelas, como as mitocôndrias, pois</p><p>essas são muito refringentes e, por isso, desviariam o curso da luz.</p><p>ACOMODAÇÃO DO CRISTALINO</p><p>À medida que uma pessoa aproxima um objeto do olho, a imagem tende a cair atrás</p><p>da retina. Para que a imagem seja bem focalizada, ela tem que cair na retina,</p><p>especificamente na mácula/fóvea – local de maior concentração de cones. Na medida</p><p>em que o objeto é aproximado, as lentes do olho têm que aumentar o seu poder de</p><p>convergência. A única lente capaz de fazê-lo é o cristalino.</p><p>Para aumentar o seu poder de convergência, o cristalino tem que diminuir o seu</p><p>comprimento e aumentar o seu abaulamento. Para que isso aconteça, a zônula ciliar de</p><p>Zinn tem que diminuir a sua pressão de adesão ao cristalino. Assim, o músculo ciliar se</p><p>contrai e o cristalino fica mais “solto”, assumindo uma forma mais abaulada (Figura</p><p>8.14). Isso é feito da seguinte maneira: visto que os ligamentos suspensores conectam o</p><p>músculo ciliar ao cristalino, quando aquele se contrai, diminuindo de tamanho, ele</p><p>acaba por puxar esses ligamentos que, por sua vez, distendem ainda mais o cristalino, o</p><p>que diminui seu poder de convergência. Se, por outro lado, o músculo ciliar relaxar, ele</p><p>aumenta de tamanho, diminuindo a tensão sobre os ligamentos suspensores, que,</p><p>consequentemente, tornam o cristalino mais abaulado, aumentando seu poder de</p><p>convergência (Figura 8.15). Existe uma situação em que o cristalino torna-se opaco,</p><p>devido, principalmente, ao diabetes mellitus. Essa doença chama-se catarata.</p><p>Figura 8.14 Estruturas envolvidas na acomodação do cristalino.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>Figura 8.15 Representação das diferenças no poder de convergência ao fazer uma lente ficar cada vez</p><p>mais curva. O mesmo se aplica ao nível de abaulamento do cristalino em relação seu poder de</p><p>convergência.</p><p>ERROS DE REFRAÇÃO DO OLHO HUMANO</p><p>O olho normal é conhecido como emetrope (emetrópico) e pode refratar</p><p>suficientemente os raios da luz proveniente de um objeto para localizar uma imagem</p><p>clara na retina.</p><p>Presbiopia. Com o avanço da idade, o cristalino vai ficando cada vez menos</p><p>elástico, perdendo o seu poder de convergência. A imagem, muitas vezes, cai atrás da</p><p>retina. Quando isso acontece, as pessoas têm uma imagem mal focalizada. Esses casos</p><p>prescindem do uso de óculos de lentes convergentes, para corrigi-lo.</p><p>Hipermetropia. A imagem tende a cair atrás da retina, devido à forma irregular do</p><p>globo ocular, que pode ser muito pequeno ou ter um diâmetro ântero-posterior menor do</p><p>que o normal. Devem ser usadas lentes convergentes para aumentar o poder de</p><p>convergência. Nesse tipo de alteração ocular, os objetos próximos ao olho não podem</p><p>ser vistos com clareza – o oposto que ocorre com a miopia.</p><p>Miopia. A imagem tende a cair antes da retina. Isso pode ter várias causas. O globo</p><p>ocular pode ser grande demais ou uma das lentes do olho pode ter um poder de</p><p>convergência maior do que deveria. É indicado o uso de óculos de lentes divergentes,</p><p>para diminuir o poder convergência do olho. Pode também ser indicada uma cirurgia,</p><p>que consiste em pequenos cortes na córnea, fazendo-a esticar, perdendo o poder de</p><p>convergência, colocando a imagem na retina. Hoje em dia, com o avanço da tecnologia,</p><p>isso é feito de uma maneira mais eficaz através de lasers.</p><p>Observação: Pessoas míopes, com o avanço da idade, tendem a ter presbiopia como</p><p>qualquer outra pessoa, o que acaba melhorando a sua visão. Pessoas míopes enxergam</p><p>muito bem de perto, porque, à medida que o objeto vai se aproximando, a imagem vai</p><p>se formando cada vez mais posteriormente, até atingir a retina.</p><p>Astigmatismo. Acontece quando uma das lentes do olho apresentar um defeito em</p><p>sua forma, como irregularidades na superfície, de tal maneira que o olho terá dois ou</p><p>mais focos. Pode ser um defeito na córnea por exemplo. É recomendado o uso de lentes</p><p>cilíndricas e esféricas. A pessoa que tem astigmatismo pode ser, ao mesmo tempo,</p><p>míope ou hipermetrope.</p><p>A Tabela 8.3 resume, de maneira esquemática, as patologias anteriormente citadas.</p><p>Tabela 8.3 Resumo dos erros de refração do olho humano e sua correção.</p><p>RECEPTORES DA VISÃO</p><p>Os cones e bastonetes localizam-se na retina, que é a porção do olho responsável</p><p>pela criação do impulso nervoso, que será conduzido até o lobo occipital do cérebro.</p><p>Devido a essa função, a retina é uma estrutura rica em acetilcolina, acetilcolinesterase e</p><p>colinacetilase.</p><p>A retina é um dos poucos lugares do corpo onde os vasos sanguíneos podem ser</p><p>vistos diretamente. Utilizando um aparelho especial, denominado oftalmoscópio, é</p><p>possível examinar a retina e detectar as alterações vasculares associadas à hipertensão,</p><p>à aterosclerose e ao diabetes. A retina consiste de uma parte interna de tecido nervoso</p><p>e uma parte externa pigmentada. Um problema frequente relacionado à retina é o</p><p>“descolamento da retina”, que pode ocorrer no trauma, como, por exemplo, um golpe na</p><p>cabeça. Esse descolamento ocorre entre a parte nervosa da retina e a parte pigmentada.</p><p>Em consequência disso, uma quantidade de líquido acumula-se entre essas duas</p><p>estruturas, resultando em uma visão distorcida, podendo chegar à cegueira.</p><p>A parte de tecido nervoso da retina contém três camadas de neurônios, uma camada</p><p>de células fotorreceptoras, outra camada de células bipolares e uma última camada de</p><p>células ganglionares. As células fotorreceptoras são células de dois tipos – os cones e</p><p>os bastonetes, denominados assim devido às suas formas. A função dos cones e</p><p>bastonetes é a de transformar energia luminosa em impulsos elétricos através de</p><p>reações fotoquímicas, sendo o primeiro associado à visão de maior qualidade e das</p><p>cores, e o segundo, à visão de menor qualidade em preto e branco. Se analisarmos a</p><p>população de bastonetes comparada a de cones, atinaremos ao fato de que existem</p><p>quase vinte vezes mais bastonetes do que cones na nossa retina, entretanto a sua</p><p>distribuição nessa possui algumas peculiaridades. A fóvea (ou mácula) é uma região</p><p>localizada mais ou menos no centro da retina onde existe uma concentração de cones</p><p>maior que a de bastonetes e, associada a isso, uma relação de um para um para as</p><p>outras células da parte interna da retina (o que não ocorre no restante dela). Isso faz</p><p>com que tenhamos uma alta acuidade visual (qualidade da imagem) nessa região,</p><p>fazendo com que danos a ela remetam a importantes perdas visuais. À medida que nos</p><p>dirigimos dessa região central e posterior da retina e analisamos as características das</p><p>outras porções, observamos que a densidade de bastonetes se torna muito maior e,</p><p>consequentemente, a acuidade visual dessas regiões também diminui. Podemos aferir,</p><p>assim, o porquê de possuirmos uma ampla e especializada musculatura para a</p><p>movimentação do globo ocular: aquilo que é considerado importante para nós necessita</p><p>ser focalizado na fóvea para melhor e maior obtenção de dados.</p><p>De um modo geral, podemos dividir o processo bioquímico da visão em três etapas:</p><p>(1) reação fotoquímica, que é dependente da luz; (2) reação de decomposição, que é</p><p>independente da luz; e (3) reações de regeneração, que também são independentes da</p><p>luz. As primeiras duas etapas ocorrem na retina, e a última etapa ocorre na retina e no</p><p>fígado.</p><p>1 . Reação fotoquímica: essa etapa consiste na excitação de um determinado</p><p>pigmento, através da absorção de energia luminosa.</p><p>2. Reação de decomposição: ocorre a decomposição daquele pigmento, que acaba</p><p>liberando energia química para o impulso nervoso.</p><p>3. Reação de regeneração: ocorre a regeneração do pigmento que foi decomposto.</p><p>Antes de passarmos ao estudo separado da visão dos cones e dos bastonetes, é</p><p>preciso ter uma ideia geral de seus pigmentos, tipos de visões e composição dos seus</p><p>pigmentos. Esses aspectos são mostrados na Tabela 8.4.</p><p>Tabela 8.4 Características dos cones e bastonetes.</p><p>CÉLULAS PIGMENTOS TIPOS DE</p><p>VISÃO COMPOSIÇÃO DO PIGMENTO</p><p>bastonetes rodopsina na obscuridade cromóforo* e proteína</p><p>cones iodopsina na claridade cromóforo*</p><p>e outros e visão a cores com várias proteínas</p><p>* Cromóforo é um íon ou grupo de átomos que confere cor a um composto químico.</p><p>BASTONETES</p><p>Os bastonetes são estruturas cilíndricas, cuja função é a visão do preto e do branco</p><p>(e tons intermediários, como o cinza). O seu pigmento é a rodopsina, que consiste em</p><p>uma parte proteica, a opsina, que tem seu pico de absorção em 275 nm, e uma parte</p><p>cromófora, o retinal, que tem seu pico de absorção em 500 nm.</p><p>O retinal é um aldeído da vitamina A. Essa vitamina também existe na forma de</p><p>álcool, o retinol. O retinol, porém, não tem afinidade nenhuma com a opsina. Esse</p><p>álcool pode ser transformado em aldeído através de uma reação de oxidação e pode</p><p>existir sob duas formas diferentes: o todo-transretinal, que não possui afinidade com a</p><p>opsina, e o 11-cisretinal, que se liga à opsina espontaneamente. Veja a Figura 8.16.</p><p>Figura 8.16 Ação da luz sobre a molécula de retinal.</p><p>O 11-cisretinal, quando está ligado à opsina, denomina-se rodopsina, que é</p><p>altamente fotossensível, ou seja, descora-se imediatamente em presença da luz e se</p><p>decompõe.</p><p>Trataremos, a seguir, das reações químicas que ocorrem nos bastonetes, que nos</p><p>permitem enxergar.</p><p>1ª Etapa: Fotoquímica – dependente de luz. O 11-cisretinal-opsina absorve a</p><p>energia luminosa (fóton) vinda do meio externo e isomeriza-se, transformando-se em</p><p>todo-transretinal, que não se desliga da opsina, apesar de não ter nenhuma afinidade</p><p>com ela, porque há entrada de energia livre no sistema, justamente para manter essa</p><p>ligação estável. Podemos, assim, chamar essa reação de reação endógena.</p><p>11-cisretinal-opsina + energia luminosa ® todo-cisretinal-opsina</p><p>2ª Etapa: Reação de decomposição - independente da luz. O complexo todo-</p><p>transretinal-opsina se desfaz, liberando energia. A diferença de energia entre os</p><p>produtos e os reagentes dessa reação é a energia química necessária para a formação</p><p>do impulso nervoso.</p><p>todo-transretinal-opsina ® todo-transretinal + opsina + energia</p><p>3ª Etapa: Reação de regeneração - independente da luz. Ocorre a regeneração</p><p>da rodopsina (11-cisretinal-opsina), in situ, na retina e no fígado. Cada molécula de</p><p>rodopsina quebrada tem que ser substituída por outra. O todo-transretinal é</p><p>transformado em 11-cisretinal, que se liga à opsina (uma proteína transmembrana),</p><p>espontaneamente, formando a rodopsina. Mas essa não é uma reação direta. Existem</p><p>reações intermediárias entre o produto inicial e o reagente final, que estão</p><p>esquematizadas na Figura 8.17 que segue.</p><p>O CICLO VISUAL RODOPSINA-RETINAL</p><p>Figura 8.17 O clico visual rodopsina-retinal no bastonete.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (2008).</p><p>O todo-transretinal, em presença de NADH, transforma-se em transretinol (vitamina</p><p>A).</p><p>No fígado, a redução do aldeído para álcool é uma reação necessária, antes da</p><p>isomerização transretinol para 11-cisretinol. Logo depois, uma desidrogenase alcoólica</p><p>catalisa a reação de transformação do 11-cisretinol em 11-cisretinal, que, na retina,</p><p>através de outra enzima, a retinal isomerase, combina-se com a opsina, formando o 11-</p><p>cisretinal-opsina, ou seja, a rodopsina.</p><p>Depois de analisar esse ciclo, vê-se que concentrações suficientes de vitamina A</p><p>são indispensáveis para que todas essas reações decorram normalmente. A</p><p>insuficiência de vitamina A leva à condição denominada de Nictalopia ou cegueira</p><p>noturna. A pessoa tem uma visão normal durante o dia, com muita luminosidade, devido</p><p>à ação dos cones. Logo que escurece, a visão dos bastonetes torna-se deficiente,</p><p>porque, sem vitamina A, a formação de retinal fica comprometida, diminuindo, por</p><p>conseguinte, a formação de rodopsina.</p><p>HIPERPOLARIZAÇÃO DOS CONES E BASTONETES</p><p>Nos receptores da visão a quebra da rodopsina pela luz provoca um bloqueio nos</p><p>canais passivos de entrada de sódio na célula, provocando hiperpolarização do</p><p>receptor. Esse fenômeno ocorre nos discos, que se encontram empilhados no segmento</p><p>externo dos cones e bastonetes (Figura 8.18).</p><p>A hiperpolarização leva à inibição da liberação de glutamato, passando a</p><p>informação de excitação luminosa para as células bipolares e horizontais.</p><p>O bloqueio dos canais de sódio ocorre quando a rodopsina ativada pela luz ativa</p><p>uma fosfodiesterase, que, por sua vez, hidroliza o GMPc (guanosina monofosfato</p><p>cíclica). Sabe-se que o GMPc, quando presente, liga-se à proteína do canal do sódio,</p><p>mantendo-o aberto. Logo, quando o GMPc é destruído, este efeito é anulado, e o canal</p><p>fecha-se, provocando a hiperpolarização.</p><p>Figura 8.18 Mecanismo da hiperpolarização nos cones e bastonetes.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>CONES</p><p>Os cones, como seu nome indica, têm forma cônica e são as estruturas</p><p>predominantes na retina. Os processos químicos que ocorrem aqui são semelhantes aos</p><p>dos bastonetes, só que o pigmento dos cones não é a rodopsina e, sim, a iodopsina (e</p><p>outros), que são semelhantes à rodopsina. A iodopsina é composta pelo retinal</p><p>(cromóforo) e por uma opsina diferente daquela dos bastonetes.</p><p>Além da iodopsina, existem outros três pigmentos, que estão associados com a</p><p>visão das cores. Cada pigmento tem um pico de absorção característico: 430 nm para o</p><p>azul, 540 nm para o verde e 575 nm para o vermelho.</p><p>Cada pigmento é quebrado, então, por determinada quantidade de energia, ou seja,</p><p>por determinado comprimento de onda, com uma determinada amplitude (Figura 8.19).</p><p>Figura 8.19 Distribuição dos comprimentos e suas inter-relações na estimulação de receptores.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>Ao analisarmos a Figura 8.17, percebe-se que, se um comprimento de onda de 450</p><p>nm atinge a retina, os três pigmentos irão se sensibilizar, cada um com uma intensidade</p><p>diferente. O resultado será uma combinação dessas três cores, que formarão uma quarta</p><p>cor diferente. É a mesma situação de um pintor que mistura tintas de duas cores</p><p>diferentes, para obter uma terceira cor (vermelho + amarelo = laranja, por exemplo).</p><p>Se a retina recebe um comprimento de onda de 430 nm, vai ser ativada uma parte</p><p>das outras cores, mas vai predominar tanto o azul que o cérebro interpreta só azul. Se</p><p>todos os pigmentos forem quebrados da mesma maneira e com a mesma intensidade, a</p><p>pessoa vai enxergar a cor branca.</p><p>DALTONISMO</p><p>O daltonismo é uma dicromatopsia, ou seja, cegueira total para uma ou mais cores.</p><p>A causa pode ser a ausência de um ou mais pigmentos na retina ou a simples diminuição</p><p>da sensibilidade desses pigmentos.</p><p>Se faltar o pigmento para o vermelho, por exemplo, quando incidir um comprimento</p><p>de onda de 575 nm, a pessoa vai enxergar verde. Um daltônico enxerga branco quando</p><p>são estimulados todos os pigmentos que ele possui, de maneira e intensidades iguais.</p><p>Esses pigmentos variam para cada daltônico.</p><p>ADAPTAÇÃO AO CLARO E AO ESCURO</p><p>Se uma pessoa está em um ambiente muito iluminado e passa, imediatamente, para</p><p>um ambiente escuro, vai ter dificuldade para enxergar. Isso acontece porque a</p><p>regeneração da rodopsina é mais lenta do que o tempo de mudança de ambiente. Como</p><p>resultado, falta rodopsina, e a pessoa enxerga quase tudo preto nos primeiros segundos.</p><p>Logo, a concentração de rodopsina normaliza-se, e a pessoa passa a enxergar</p><p>normalmente.</p><p>Algo semelhante acontece quando uma pessoa está em um ambiente escuro e passa,</p><p>imediatamente, para um ambiente muito iluminado. Devido à falta de luz, acumula-se</p><p>rodopsina na retina. Quando a luz vier, quebrará toda aquela rodopsina, e a pessoa vai</p><p>ter imagens ofuscadas, devido a intensas reações químicas nos primeiros segundos.</p><p>Seguem-se, muitas vezes, pequenos pontos claros na imagem até que a concentração de</p><p>rodopsina volte ao normal.</p><p>PONTO CEGO</p><p>Após passar pelos neurônios fotorreceptores, a informação é conduzida às células</p><p>bipolares e depois às células ganglionares. Os axônios das células ganglionares</p><p>estendem-se, posteriormente, a uma pequena área da retina denominada disco do nervo</p><p>óptico, onde todos eles saem como nervo óptico (II par craniano).</p><p>O ponto cego é assim</p><p>denominado porque não contém fotorreceptores.</p><p>A existência do ponto cego pode ser facilmente demonstrada. Para tal, deve-se olhar</p><p>para a estrela da Figura 8.20 com o olho esquerdo fechado. A figura deve então ser</p><p>aproximada do olho até alcançar uma distância na qual o círculo se torna invisível. Isso</p><p>ocorre quando a imagem do círculo recai sobre o ponto cego da retina.</p><p>Figura 8.20 Teste para demonstração da existência do ponto cego.</p><p>PONTO REMOTO E PONTO PRÓXIMO</p><p>Ponto remoto é o ponto mais próximo que o olho consegue focalizar uma imagem</p><p>sem que o cristalino se acomode. Isso acontece quando o objeto está a uma certa</p><p>distância em que os raios refletidos por ele entrem no olho, paralelamente ao seu eixo</p><p>óptico. Esse ponto remoto é em torno de seis metros. Para um olho normal, de seis</p><p>metros em diante é o infinito. Para uma distância menor do que seis metros, o cristalino</p><p>vai ter que aumentar o seu poder de convergência, para focalizar bem a imagem.</p><p>Observe a Figura 8.21.</p><p>Figura 8.21 Representação do ponto remoto (A) e ponto próximo (B).</p><p>Ponto próximo é a distância máxima em que o cristalino se acomoda, ou seja, é a</p><p>distância máxima que um objeto pode ter do olho do observador, a ponto que o</p><p>cristalino se acomode. Essa distância é de 25 cm (0,25 m). Isso quer dizer que, se um</p><p>objeto estiver a uma distância menor do que essa do olho, o cristalino não consegue</p><p>mais aumentar o seu poder de convergência, e a imagem cairá atrás da retina. O ponto</p><p>próximo de uma criança é menor do que o ponto próximo de um idoso, porque, com o</p><p>avanço da idade, as pessoas tendem a ter presbiopia, diminuindo o poder de</p><p>convergência do cristalino.</p><p>ANÁLISE DA IMAGEM</p><p>Além de todo o aparato biológico necessário para podermos enxergar, ou seja,</p><p>captação do estímulo luminoso, transdução desse para um potencial de ação nos</p><p>neurônios etc., é necessário que se interprete aquilo que estamos vendo. A área</p><p>primária da visão no cérebro está localizada no córtex occipital. Nesse local,</p><p>simplesmente vemos a imagem, mas não a interpretamos; assim, se um leão estivesse</p><p>correndo em nossa direção e só tivéssemos essa área disponível, estaríamos</p><p>observando ele vir, mas não iríamos associar isso com um perigo iminente, por</p><p>exemplo.</p><p>A abstração da função da visão ou, em outras palavras, a interpretação do que se vê</p><p>ocorre outras áreas do nosso cérebro. No lobo temporal, temos uma região relacionada</p><p>com o reconhecimento de objetos e formas, além da memória visual. No lobo parietal,</p><p>temos uma região que está associada à detecção de aspectos espaciais da visão, como a</p><p>movimentação e posição de objetos no campo visual. Podemos, assim, fazer análises</p><p>daquilo que está sendo visto independentemente do ângulo em que se vê o objeto ou da</p><p>distância. Uma célula, por exemplo, ao microscópio, em uma objetiva de maior</p><p>aumento, forma uma grande imagem na retina, e um avião no céu forma uma pequena</p><p>imagem na retina. Mesmo assim, sabemos as reais proporções de cada um desses</p><p>objetos observados.</p><p>DEGENERAÇÃO MACULAR RELACIONADA À IDADE</p><p>Já sabemos da grande importância da fóvea para a visão e das consequências de</p><p>danos a ela. Dentre as várias possíveis causas de dano, se destaca a degeneração</p><p>macular relacionada à idade (DMRI). Essa doença possui duas formas principais: a</p><p>seca e a molhada (wet and dry forms). Na molhada, há um crescimento anormal de</p><p>vasos sanguíneos na região que leva ao extravasamento de proteínas e fluidos</p><p>(formação do chamado exsudato), gerando danos irreversíveis e de rápida progressão.</p><p>Na forma seca, a qual compreende certa de 90% dos casos de DMRI, temos uma perda</p><p>gradual do epitélio pigmentado. Esse processo leva à atrofia gradual da mácula e,</p><p>concomitantemente, a uma perda gradual da visão. As causas da DMRI ainda</p><p>permanecem desconhecidas. Sabe-se, porém, que a sua incidência cresce de acordo</p><p>com a idade do paciente, fazendo com que a prevalência em idosos de 75 a 85 anos de</p><p>idade seja de até 30%. A genética, é claro, tem grande importância na predisposição de</p><p>o paciente ter DMRI. Infelizmente, não há ainda tratamentos eficazes para a doença.</p><p>Referências</p><p>Bennet JC, Plum F Cecil. Tratado de Medicina Interna. 20ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.</p><p>Berne RM, Levy MN. Fisiologia. 2ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.</p><p>Best and Taylor. Physiological basis of medical practice. 12th edition. Baltimore: Williams and Wilkins, 1990.</p><p>Cronet LJ, Albright TD. Seeing the big picture: integration of image cues in the primate visual system. Neuron 1999;</p><p>24(4):77-89.</p><p>Dale Purves, George J. Augustine, David Fitzpatrick. Neurociências. 4ª Edição. Artmed, 2010.</p><p>Duane TD, Jaeger EA (eds). Clinical ophtalmology. Harper and Row, 1986.</p><p>Frumento A. Biofísica. Buenos Aires: Editora Intermédica SAICI, 1973.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Fisiologia Humana e Mecanismos das Doenças. 6ª Edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,</p><p>2008.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.</p><p>Neitz M, Neitz J. Molecular genetics of color vision and color vision defects. Arch Ophthalmol 2000; 118(5):691-700.</p><p>Pichaud F, Briscoe RA, Hunter PA. Atlas of clinical ophtalmology. Lippincott, 1984.</p><p>Stryer L. Bioquímica. 3ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.</p><p>Tierney L, McPhee SJ, Papadakis MA. Current medical diagnosis and treatment. Internationational edition. Apleton</p><p>and Lange, 2000.</p><p>1 O corpo ciliar compreende o músculo ciliar e o processo ciliar.</p><p>9- AUDIÇÃO</p><p>Fernanda Bordignon Nunes</p><p>Vanessa Cabrera</p><p>Paulo Harald Wächter</p><p>Pedro Luã Machado Pereira</p><p>O aparelho auditivo torna possível ao homem compreender uma série de</p><p>compressões mecânicas que se propagam em um meio material (como o ar, por</p><p>exemplo) na forma de som. Para ser percebido pelo ser humano, um som deve ter uma</p><p>frequência entre 20 Hz e 20.000 Hz. Sons acima e abaixo dessa faixa de frequência são</p><p>classificados como ultrassom e infrassom, respectivamente.</p><p>ORELHA EXTERNA</p><p>É composta pelo pavilhão auricular e pelo conduto auditivo externo, ambos</p><p>formados por uma armação de cartilagem coberta de pele. Possuindo trajeto irregular, a</p><p>parte interna da orelha externa está escavada no osso temporal, tendo por limite a</p><p>membrana timpânica.</p><p>O pavilhão auricular contribui para a localização dos sons. Esses são captados pelo</p><p>pavilhão da orelha e em seguida são amplificados no conduto auditivo externo, que os</p><p>concentra no tímpano. É sabido que a audição diminui com o acúmulo de cerúmen no</p><p>pavilhão.</p><p>A orelha externa protege a membrana timpânica, esquentando o ar e impedindo, pela</p><p>presença de pelos e de cera, a entrada de pó e de insetos (Figura 9.1).</p><p>Figura 9.1 Orelha externa, média e interna.</p><p>Fonte: Adaptado de Moffett e Moffett (1993).</p><p>ORELHA MÉDIA</p><p>É uma cavidade cheia de ar, limitada externamente pela membrana timpânica e</p><p>internamente pelas janelas oval e redonda, entre as quais existe uma saliência chamada</p><p>promontório.</p><p>A orelha média tem a função de transmitir à orelha interna, com intensidade</p><p>aumentada, as vibrações sonoras que chegam pelo ar e, às vezes, pelos ossos do crânio.</p><p>Simultaneamente, protege a si mesma e à orelha interna dos efeitos prejudiciais dos</p><p>sons intensos.</p><p>É composta pelas partes apresentadas a seguir.</p><p>MEMBRANA DO TÍMPANO</p><p>As ondas sonoras provocam variações de pressão, e elas, ao se chocarem com o</p><p>tímpano, fazem com que esse vibre, reproduzindo a forma das ondas. Os sons são</p><p>conduzidos através do canal auditivo. No momento em que cessa a onda sonora, a</p><p>membrana timpânica para de vibrar, funcionando assim como uma espécie de</p><p>amortecedor para sons muito fortes.</p><p>Embora seja importante, pode-se ouvir sem a membrana do tímpano. Processos</p><p>crônicos, como as otites crônicas, tão comuns em crianças, podem provocar</p><p>rompimento da membrana timpânica e mesmo assim essas crianças podem perceber os</p><p>estímulos sonoros.</p><p>OSSÍCULOS</p><p>Martelo, bigorna e estribo formam uma cadeia interligada, que se estende da</p><p>membrana timpânica (que mantém contato com o martelo) até a janela oval (na qual se</p><p>liga o estribo).</p><p>A cadeia</p><p>de ossículos funciona como um meio de transmissão das vibrações</p><p>timpânicas para a membrana da janela oval (Figura 9.2).</p><p>Figura 9.2 Orelha média com maior detalhe. Janela oval (O), Janela redonda (R).</p><p>Fonte: Adaptado de Moffett e Moffett (1993).</p><p>Quando os sons são pouco intensos, os ossículos se movimentam suavemente e</p><p>tencionam a membrana timpânica, fazendo com que ocorra maior vibração. Com os</p><p>sons muito intensos ocorre justamente o contrário.</p><p>MÚSCULOS</p><p>Os músculos estapédio e tensor do tímpano têm funções antagônicas: o primeiro</p><p>tende a tirar a base do estribo da janela oval, enquanto o segundo tende a empurrá-la</p><p>mais para dentro, ao mesmo tempo em que distende o tímpano. A contração simultânea</p><p>dos dois músculos aproxima os ossículos e estira o tímpano.</p><p>A contração desses músculos é reflexa e muito rápida: basta que o som chegue a</p><p>uma orelha para que os músculos da orelha oposta também se contraiam. A anestesia</p><p>anula esses efeitos.</p><p>TUBA AUDITIVA</p><p>Conhecida anteriormente como Trompa de Eustáquio, é o conduto que comunica a</p><p>orelha média com a nasofaringe. Essa estrutura tem a função de igualar a pressão do ar</p><p>em ambas as faces do tímpano, conseguindo esse equilíbrio porque se abre durante os</p><p>bocejos e a deglutição. Quando a tuba não se abre nessas situações, ocorre um</p><p>desequilíbrio de pressões, e isso provoca deformação do tímpano e diminuição da</p><p>audição. Esse desequilíbrio pressórico acontece, por exemplo, num resfriado, que</p><p>oblitera a tuba; ou durante a aterrissagem ou decolagem de um avião, quando então não</p><p>há tempo ou força suficiente para que a tuba se abra.</p><p>Se a diferença entre as pressões interna e externa do ar em relação ao tímpano for</p><p>muito grande, esse pode romper-se.</p><p>ORELHA INTERNA</p><p>Localiza-se numa escavação do osso temporal. É composta por vestíbulo e canais</p><p>semicirculares, responsáveis pelo equilíbrio e inervados pelo ramo vestibular do</p><p>oitavo par craniano (nervo vestíbulo-coclear); e cóclea ou caracol, responsável pela</p><p>audição e inervada pelo ramo coclear do oitavo par craniano (Figura 9.3).</p><p>Figura 9.3 Orelha interna.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>CÓCLEA</p><p>É um sistema de tubos enrolados em espiral, em torno de um eixo central chamado</p><p>modíolo. Podem-se identificar três rampas nesse conjunto de tubos: vestibular, média e</p><p>timpânica. Entre as rampas vestibular e média encontra-se a membrana vestibular ou de</p><p>Reissner e entre as rampas média e timpânica está localizada a membrana basilar.</p><p>Essas três rampas são envolvidas por líquidos, como, aliás, o são todos os condutos da</p><p>orelha interna, líquido esse denominado perilinfa (Figura 9.4).</p><p>Figura 9.4 Representação da Cóclea.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>Na sua parte mais distal, as rampas se intercomunicam através de uma pequena</p><p>abertura chamada helicotrema, que tem por função igualar as pressões das perilinfas</p><p>vestibular e timpânica.</p><p>MEMBRANA BASILAR</p><p>Possui fibras, ditas fibras basilares, que correm ao longo de sua extensão. Essas</p><p>fibras têm tamanhos diferenciados, aumentando de tamanho da cóclea em direção ao</p><p>helicotrema.</p><p>Funcionalmente, o significado dessa diferença de tamanho reside na intensidade da</p><p>frequência ressonante com que essas fibras vibram: as fibras curtas vibram com maior</p><p>frequência ressonante (atuam na percepção dos sons agudos); as mais longas vibram</p><p>com menor frequência ressonante (atuam na percepção dos sons graves), e as fibras</p><p>médias vibram com frequência ressonante intermediária (Figura 9.5).</p><p>Figura 9.5 Ondas sonoras através da membrana basilar – diferentes frequências.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>As ondas sonoras atravessam as fibras basilares, mas o seu comportamento depende</p><p>da frequência. Dessa forma, uma onda de alta frequência percorre apenas uma curta</p><p>distância da fibra e depois desaparece; a de média frequência percorre uma distância</p><p>um pouco maior, e a de baixa frequência percorrem a fibra toda antes de se extinguir.</p><p>Segundo o exposto anteriormente, fundamenta-se o mecanismo de percepção da</p><p>altura do som (grave ou agudo). Quanto à percepção da intensidade do som (forte ou</p><p>fraco), está relacionada à quantidade de células ciliadas (essas células estão, por sua</p><p>vez, relacionadas ao órgão de Corti, que será descrito posteriormente) que são</p><p>sensibilizadas pelo som, o que depende da amplitude das ondas sonoras. Dessa</p><p>maneira, quanto maior for a amplitude de uma onda sonora, maior número de células</p><p>ciliadas entrarão em atividade, produzindo um som mais forte e vice-versa.</p><p>ÓRGÃO DE CORTI</p><p>É relacionado à membrana basilar, tendo como função gerar impulsos nervosos a</p><p>partir da vibração dessa. É formada pelas estruturas descritas a seguir.</p><p>a) Células ciliadas</p><p>São receptores auditivos, gerando impulsos nervosos em resposta às vibrações</p><p>sonoras. Isso acontece da seguinte maneira:</p><p>- As células ciliadas fazem sinapse com as terminações do nervo coclear. Se os</p><p>cílios se inclinam para um lado, as células se despolarizam, excitando as fibras</p><p>nervosas e provocando a sinapse delas com suas bases. Se a fibra basilar move-se para</p><p>cima, os cílios se movimentam para cima e para dentro; se a fibra basilar move-se para</p><p>baixo, os cílios se movimentam para baixo e para fora. Esse movimento faz com que os</p><p>cílios se mexam sob a membrana tectorial, e assim as fibras do nervo coclear são</p><p>excitadas sempre que a membrana basilar se move. A vibração dos cílios também faz</p><p>com que o potencial de membrana (elétrico) das células ciliadas varie alternadamente.</p><p>Esse potencial é chamado potencial receptor das células ciliadas, o qual, por sua vez,</p><p>estimula os terminais do nervo coclear que estão em contato com as células ciliadas.</p><p>As células ciliadas se organizam em camadas, uma interna e três a quatro externas</p><p>(Figura 9.6).</p><p>Figura 9.6 Ilustração do Órgão de Corti.</p><p>Fonte: Adaptado de Guyton e Hall (1992).</p><p>b) Células de Deiters</p><p>Células de sustentação, localizadas sobre as ciliadas externas.</p><p>c) Membrana tectorial</p><p>De estrutura elástica e glicoproteica, cobre o órgão de Corti e entra em contato com</p><p>as células ciliadas pela sua face inferior.</p><p>d) Filetes nervosos</p><p>São ramos que se unem para formar o ramo coclear do oitavo par craniano.</p><p>POTENCIAIS COCLEARES</p><p>A cóclea é capaz de responder aos estímulos mecânicos provocados pelo som. Para</p><p>poder explicar esse fenômeno, devemos conhecer o potencial elétrico da cóclea quando</p><p>ela está em repouso (sem receber estímulos).</p><p>A escala média está cheia de um fluido chamado de endolinfa. As escalas vestibular</p><p>e timpânica estão cheias de um líquido chamado perilinfa. Esses dois líquidos são</p><p>diferentes quanto à sua composição. A perilinfa está em contato direto com o espaço</p><p>subaracnoideo, portanto é igual ao líquido cefalorraquidiano. A endolinfa está em</p><p>contato direto com uma rede vascular chamada de stria vascularis e é formada a partir</p><p>desta. A endolinfa é rica em potássio e pobre em sódio, o que na perilinfa é exatamente</p><p>ao contrário.</p><p>POTENCIAIS ENDOCOCLEARES</p><p>A endolinfa apresenta uma diferença de potencial com relação à perilinfa de + 80</p><p>mV. Essa positividade da endolinfa se deve à contínua secreção de potássio feita pela</p><p>stria vascularis na endolinfa.</p><p>As células da orelha capazes de processar o estímulo são banhadas no seu topo pela</p><p>endolinfa da escala média, enquanto que a perilinfa banha suas bases. Devido à</p><p>diferença de potencial entre endolinfa e perilinfa, as células auditivas desenvolvem</p><p>dois potenciais distintos: um de -150 mV com relação à endolinfa e outro de -70 mV</p><p>com relação à perilinfa.</p><p>Quando o som penetra na orelha, ele pode provocar uma despolarização das células</p><p>auditivas. Essa despolarização chama-se potencial microfônico coclear (PMC). Ele</p><p>segue fielmente a amplitude e a frequência das oscilações da fonte emissora de som.</p><p>Sabe-se que o PMC é gerado da fonte emissora de som na superfície cuticular das</p><p>células ciliadas e dentro de certos limites tem amplitude gradativa que é função</p><p>contínua e linear da intensidade do som.</p><p>MECANISMO DA AUDIÇÃO</p><p>Os sons são captados pelo pavilhão auricular e, através do conduto auditivo, as</p><p>ondas sonoras se chocam com a membrana do tímpano, fazendo-a vibrar. Essa vibração</p><p>se transmite à cadeia de ossículos (martelo, bigorna e estribo), fazendo com que a base</p><p>do estribo entre e saia da janela oval, criando variações de pressão na perilinfa da</p><p>orelha interna. As variações de pressão sobem pela rampa vestibular do caracol e</p><p>descem pela rampa timpânica, provocando movimento da membrana da janela oval, que</p><p>é a única parte capaz de se mexer na parede óssea da orelha interna.</p><p>Pela membrana vestibular (de Reissner), a vibração passa para a endolinfa da</p><p>rampa média, o que faz com que as células ciliadas sejam estimuladas, oscilando os</p><p>cílios, de maneira que esses exerçam contato sobre a membrana tectorial.</p><p>Sensibilizadas essas células, os impulsos chegam aos filetes nervosos que vão formar o</p><p>nervo coclear, seguindo para o sistema nervoso central, onde a informação será</p><p>decodificada pelos centros auditivos do córtex cerebral (lobo temporal).</p><p>SURDEZ</p><p>Quando se trata de problema decorrente de dificuldades na passagem das ondas</p><p>sonoras pelas orelhas externa e interna, a surdez é chamada de transmissão e é</p><p>reversível.</p><p>Quanto à orelha interna, ela é muito sensível, tanto a ruídos muito fortes, que</p><p>atrofiam as células ciliadas externas, quanto a certos agentes químicos como a quinina</p><p>(que deforma as células ciliadas externas e o nervo auditivo) e a estreptomicina e seus</p><p>derivados (que lesam as células ciliadas internas e o aparelho vestibular, produzindo,</p><p>além de surdez, problemas de equilíbrio). Os fatores anteriormente descritos podem</p><p>provocar uma surdez irreversível.</p><p>No caso da surdez de transmissão, a dificuldade de audição pode ser amenizada</p><p>com o auxílio de um aparelho auditivo, que é um dispositivo eletrônico que amplifica</p><p>as ondas sonoras. Esse aparelho é composto de um microfone que capta as ondas</p><p>sonoras e as transforma em informações eletromagnéticas. Tais informações são</p><p>amplificadas e em seguida são novamente convertidas em ondas sonoras pelo receptor,</p><p>possibilitando que o usuário desse aparelho ouça sons que antes não lhe eram</p><p>perceptíveis.</p><p>APARELHO VESTIBULAR</p><p>É formado pelo vestíbulo, estrutura que funciona em conjunto com o cerebelo e que</p><p>é sensível à posição e rotação do corpo, e pelos canais semicirculares (superior,</p><p>posterior e lateral, com uma das extremidades dilatadas, a ampola, no interior da qual</p><p>se encontra a crista acústica).</p><p>O vestíbulo compreende o sáculo e o utrículo. No interior do utrículo encontra-se</p><p>um órgão sensorial chamado mácula acústica, formado por células ciliadas contendo</p><p>receptores chamados otólitos. Influenciados pela gravidade, os otólitos movimentam os</p><p>cílios das células da mácula, formando impulsos que tornam o indivíduo consciente de</p><p>sua posição no espaço e capaz de movimentos reflexos e voluntários para a manutenção</p><p>do equilíbrio.</p><p>A crista acústica, localizada no interior da ampola dos canais semicirculares, é</p><p>formada por células ciliadas, inervadas pelo ramo vestibular do nervo vestíbulo-</p><p>coclear. O aparelho vestibular é um receptor da gravidade e da aceleração percebidas</p><p>pelo nosso próprio corpo. É através dele que o sistema nervoso central se mantém a par</p><p>da posição da cabeça no espaço e de seus movimentos. É responsabilidade do aparelho</p><p>vestibular também a manutenção e regulação do tônus muscular, da postura, dos</p><p>equilíbrios estático e dinâmico e da coordenação dos movimentos. Para execução das</p><p>funções supracitadas, é acionado um arco reflexo que envolve, além do aparelho</p><p>vestibular, o sistema nervoso central e os músculos efetores (Figura 9.7).</p><p>Figura 9.7 Ilustração do aparelho vestibular.</p><p>Fonte: Adaptado de Valvassori e Mafee (1988).</p><p>Referências</p><p>Berne RM, Levi MN. Fisiologia. 2ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988.</p><p>Best and Taylor. Physiological basis of medical practice. 12th edition. Baltimore: Williams and Wilkins, 1990.</p><p>Frumento A. Biofísica. Buenos Aires: Editora Intermédica SAICI, 1973.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. 11ª edição. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.</p><p>Kral A, O’Donogue GM. Profound Deafness in Childhood. New England J Medicine 2010: 363; 1438-50.</p><p>Lawrence WW. Cirurgia, diagnóstico e tratamento. 9ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.</p><p>Moffett D, Moffett S, Schauf C. Human Physiology. 2nd edition. Missouri: Mosby, 1993.</p><p>Paparella MM, Maniglia AJ (eds). Otology: current concepts and technology. Otolaryngol Clin North Am 1989; 22:1.</p><p>Tierney L, McPhee SJ, Papadakis MA. Current medical diagnosis and treatment. International edition. Apleton and</p><p>Lange, 2000.</p><p>Valvassori GE, Mafee MF (eds). Diagnostic imaging in otolaryngology. Otolaryngol Clin North Am 1988;21:219.</p><p>10- CONTRAÇÃO MUSCULAR</p><p>Alan Arrieira Azambuja</p><p>Fernanda Bordignon Nunes</p><p>Paulo Harald Wächter</p><p>Débora Sartori Giaretta</p><p>O alto nível de complexidade atingido pelos animais na coordenação de</p><p>movimentos deve-se à participação crescente de tecido muscular na massa corpórea</p><p>total desses indivíduos. Ao longo da evolução das espécies, a presença de um tecido</p><p>especializado no exercício das atividades locomotoras e o desenvolvimento de um</p><p>mecanismo de coordenação neuro-humoral conferiram aos animais uma aptidão</p><p>indispensável à busca e captura de alimentos na natureza. Podemos afirmar que a</p><p>grande maioria dos animais apresenta células especializadas com a finalidade de</p><p>exercer atividade contrátil.</p><p>Existem três tipos de células musculares: esqueléticas, lisas e cardíacas. As células</p><p>musculares esqueléticas são as efetoras responsáveis pelas ações voluntárias, como o</p><p>falar e o correr. As células do músculo cardíaco e dos músculos lisos respondem</p><p>através do sistema nervoso autônomo, desempenhando funções no sistema vascular,</p><p>gastrointestinal, geniturinário e outros.</p><p>No corpo humano, 40% de sua massa são compostos por músculos. Desses, 10%</p><p>são das musculaturas lisa e cardíaca, e os 90% restantes são da estriada esquelética.</p><p>ESTRUTURA MUSCULAR ESQUELÉTICA</p><p>A célula muscular esquelética é de característica afilada com comprimento variável</p><p>e diâmetro entre 10 e 100 micrômetros. A célula muscular (também chamada de fibra) é</p><p>composta basicamente por componentes contráteis – as miofibrilas – e contém em</p><p>média entre 1.000 a 2.000 desses elementos em cada fibra. Apresentam núcleos</p><p>múltiplos estrategicamente localizados na periferia, com o objetivo de não restringir o</p><p>processo contrátil.</p><p>Alguns componentes merecem especial atenção, tais como:</p><p>Sarcolema: denominação dada à membrana plasmática da fibra muscular.</p><p>Apresenta um revestimento de polissacarídeo que, nas extremidades das fibras, faz</p><p>parte da composição dos tendões.</p><p>Sarcoplasma: é o nome dado ao citoplasma da célula muscular, ou seja, estrutura</p><p>dentro da qual ficam suspensos as miofibrilas e os constituintes intracelulares usuais.</p><p>Entre os seus conteúdos encontramos as mitocôndrias, sais de magnésio, cálcio,</p><p>potássio, sódio entre outros.</p><p>Miofibrila: são organelas cilíndricas responsáveis pela contratividade. São</p><p>compostas por feixes de miofilamentos (sarcômeros) de dois tipos: grossos (1.500</p><p>unidades) e finos (3.000 unidades). As miofibrilas são o principal constituinte das</p><p>fibras musculares, que, por sua vez, formam os inúmeros fascículos que compõem cada</p><p>músculo.</p><p>Retículo Sarcoplasmático: é o retículo endoplasmático liso presente no interior do</p><p>sarcoplasma das células musculares. É constituído por canalículos distribuídos</p><p>longitudinalmente ao redor das miofibrilas, tendo como principal função o controle da</p><p>velocidade de contração. Músculos de contração mais rápida possuem retículo</p><p>sarcoplasmático extremamente longos. O retículo sarcoplasmático dilata-se para formar</p><p>as chamadas cisternas terminais, dentro das quais são armazenados íons de cálcio,</p><p>fundamentais para o processo de contração muscular. Esses íons são transportados</p><p>ativamente para o interior das cisternas através de uma cálcio-ATPase transportadora.</p><p>Sarcômero: constitui a unidade funcional do músculo estriado e</p><p>apresenta tamanho</p><p>que varia entre dois e três micrômetros de comprimento. Essa unidade funcional está</p><p>subdividida em bandas (banda A e banda I), zona H e linha Z.</p><p>- Banda I: também chamada de isotrópica, localiza-se na extremidade de cada</p><p>sarcômero, onde os filamentos grossos não se superpõem aos filamentos finos. Em seu</p><p>ponto médio, encontra-se uma linha escura onde irão se fixar os filamentos finos em</p><p>ambos os lados. Essa faixa escura é denominada de linha Z e apresenta-se semelhante a</p><p>um zigue-zague, em cujos ângulos inserem-se as moléculas de actina. A linha Z marca a</p><p>extremidade de um sarcômero e o início do sarcômero adjacente.</p><p>- Banda A: também chamada de anisotrópica, é a faixa do sarcômero composta</p><p>por filamentos grossos e finos. Em sua área central encontramos a zona H, que nada</p><p>mais é do que fibras grossas superpostas às finas. Essa região pode diminuir ou</p><p>aumentar de tamanho, dependendo da fase do processo contrátil em que se encontra. Em</p><p>alguns preparados de lâminas podemos visualizar uma linha escura denominada de</p><p>linha M, que é a superposição dos filamentos finos.</p><p>Figura 10.1 Representação esquemática da musculatura esquelética.</p><p>Fonte: Adaptado de Lacaz-Vieira e Malnic (1981).</p><p>COMPOSIÇÃO BIOQUÍMICA DOS FILAMENTOS GROSSOS E</p><p>FINOS</p><p>Quando preparamos um segmento de músculo estriado e aplicamos soluções de KCl</p><p>a 0,6 molar, é possível separarmos os filamentos grossos dos finos. Os filamentos finos</p><p>são compostos por três proteínas: a Actina, a Tropomiosina e a Troponina e têm</p><p>diâmetro de 80 Å e comprimento entre 1 a 1,1 micrômetro em cada lado da linha Z.</p><p>Os filamentos grossos são compostos exclusivamente por Miosina, possuindo um</p><p>diâmetro de 120 Å e um comprimento variável entre 1,5 e 1,6 micrômetro. A sua</p><p>localização estrutural é central a um conjunto de seis filamentos finos, espacialmente</p><p>distribuídos em forma de hexágono.</p><p>A relação entre filamentos finos e grossos é de dois para um (2:1), demonstrando</p><p>projeções que permitem a interligação entre ambos, sendo essas interligações as</p><p>responsáveis pela redução de tamanho do sarcômero durante o processo contrátil.</p><p>Figura 10.2 Esquema de miofibrila demostrando os discos A e I e os filamentos finos e grossos.</p><p>Fonte: Adaptado de Lacaz-Vieira e Malnic (1981).</p><p>FILAMENTOS GROSSOS – MIOSINA</p><p>De comprimento situado entre 1.500 e 1.600 Å (ângstrons), a molécula de miosina,</p><p>quando tratada com tripsina, tem sua estrutura rompida em duas frações: meromiosina</p><p>leve (MML) e meromiosina pesada (MMP). Esta última, sob ação da papaína, divide-</p><p>se em duas regiões globulares ou segmentos denominados S1 e S2. Cada segmento, por</p><p>sua vez, apresenta dois sítios de ligação, sendo no total quatro sítios de ligação por</p><p>MMP.</p><p>Cada molécula de miosina é composta por seis cadeias, quatro de MML e duas de</p><p>MMP. As cadeias de MMP apresentam-se enroladas entre si em forma de dupla hélice.</p><p>Numa das extremidades, cada MMP ostenta radicais angulares em relação às chamadas</p><p>pontes transversais e que são o resultado do curvamento da cadeia pesada, formando</p><p>cabeças (estruturas globulares). Essas cabeças são as responsáveis pelo processo</p><p>efetivo de transformação de energia química em mecânica. A situação espacial das</p><p>cabeças é tal que cada uma encontra-se a uma distância de 120 graus da outra. São</p><p>essas pontes transversais que representam a ligação com o filamento fino de actina no</p><p>momento da contração do sarcômero.</p><p>Figura 10.3 Estrura da miosina.</p><p>Fonte: Adaptado de Lacaz-Vieira e Malnic (1981).</p><p>A presença de resíduos do aminoácido prolina é responsável pelos dobramentos na</p><p>estrutura. Como na porção enrolada em dupla hélice este resíduo não se encontra, a</p><p>cauda em dupla hélice se apresenta de forma retilínea.</p><p>Devemos citar que 55% da massa muscular é formada por miosina, um composto</p><p>capaz de hidrolizar ATP. Todos os resíduos do aminoácido prolina estão localizados</p><p>na fração S1. Essa fração é composta de no mínimo quatro cadeias leves (CL), que</p><p>estão subdivididas em subgrupos: Essenciais (CL2), de atividade ATPásica, e não</p><p>essenciais (CL1 e CL3) (Figura 10.3).</p><p>FILAMENTOS FINOS</p><p>ACTINA</p><p>Os filamentos finos são compostos por duplos filamentos helicoidais de moléculas</p><p>globulares idênticas de actina, que se assemelham a dois colares de pérolas enrolados</p><p>entre si (Figura 10.4).</p><p>Figura 10.4 Estrutura da actina.</p><p>A actina exposta à solução iônica ou água libera componentes menores</p><p>denominados de actina G, por apresentarem forma esférica (globular). Essas moléculas</p><p>são, na verdade, um polímero de moléculas globulares de actina.</p><p>As moléculas de actina G em solução fisiológica apresentam uma capacidade de</p><p>polimeria. Como resultado, formam-se cadeias longas de actina F. Cada miofilamento</p><p>fino apresenta duas cadeias longas de actina F dispostas em dupla hélice, fazendo uma</p><p>volta completa a cada 70 nm. As actinas F apresentam, aderidas à sua estrutura,</p><p>moléculas de ADP. Se colocadas em presença de ATP, essas actinas F deixam de</p><p>existir, passando à forma globular. No entanto, ao hidrolizarmos essas moléculas de</p><p>ATP (que passaram a ocupar o lugar onde antes havia ADP), o fosfato inorgânico é</p><p>liberado para o meio, e a actina retorna à sua forma filamentar (actina F). Cada</p><p>filamento de actina, na forma de filamento F, encontra-se preso por uma de suas</p><p>extremidades na linha Z e seu comprimento está por volta de um micrômetro.</p><p>É importante salientarmos que o ATP referido acima não é o mesmo utilizado na</p><p>contração muscular e que, para cada actina G existe uma molécula de cálcio. No</p><p>entanto, essa não participa na formação do polímero (actina F).</p><p>TROPOMIOSINA</p><p>As duas cadeias de actina F, enroladas entre si como uma dupla hélice, estão</p><p>conjugadas com molécula de uma proteína que se encontra encobrindo os sítios ativos</p><p>de seus monômeros. Essa, denominada de tropomiosina, encontra-se formando um</p><p>ligação fraca com as moléculas de actina globular, encobrindo aproximadamente sete</p><p>sítios receptores consecutivos enquanto o músculo estiver em repouso. Dado o estímulo</p><p>ao músculo, a tropomiosina, que forma uma hélice em torno da actina, desativa sua</p><p>função de bloqueio, permitindo a liberação dos sítios ativos.</p><p>TROPONINA</p><p>As cadeias de actina encontram-se também associadas a um outro tipo de proteína, a</p><p>troponina. Mais especificamente, a troponina liga-se à extremidade da tropomiosina,</p><p>apresentando três unidades distintas. Cada uma dessas unidades apresenta diferentes</p><p>funções.</p><p>a) Troponina C (TnC): fração da troponina destinada à ligação com íon cálcio,</p><p>apresentando quatro sítios para a fixação com esse íons. Ocorre modificação espacial</p><p>quando da ligação do cálcio com a Troponina (particularmente com a Troponina T).</p><p>b) Troponina I (TnI): sua principal função é de estabelecer as ligações entre os</p><p>filamentos de actina e tropomiosina. Pode inibir a interação da actina com a miosina.</p><p>Apresenta ainda importante atividade enzimática, inibindo a ação da ATPase magnésio-</p><p>dependente, independentemente da presença de cálcio no meio.</p><p>c)Troponina T (TnT): apresenta como função principal a ligação entre a</p><p>tropomiosina e a fração TnC da Troponina.</p><p>MECANISMO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR</p><p>O mecanismo de contração muscular é iniciado com a chegada do estímulo nervoso</p><p>ao músculo. Nas fibras musculares podem ser observadas regiões especializadas na</p><p>transmissão sináptica entre o neurônio motor e a fibra muscular, conforme descrito no</p><p>capítulo sobre a Transmissão Sináptica.</p><p>Havendo estímulo, o retículo sarcoplasmático libera vesículas contendo íons de</p><p>cálcio no sarcoplasma entre as miofibrilas proteicas. O complexo mecanismo abrange</p><p>uma inter-relação de fenômenos de natureza físico-química, cuja característica</p><p>principal é a necessidade de energia. A energia fornecida para o fenômeno será obtida</p><p>de uma fonte primária de armazenamento: o ATP (trifosfato de adenosina).</p><p>A hidrólise de ATP fornece energia. Os produtos dessa quebra são o ADP</p><p>(difosfato de adenosina) + fosfato inorgânico (Pi) + energia. O trifosfato de adenosina é</p><p>uma molécula bastante instável e isso se deve ao fato de que suas partes componentes</p><p>valor calórico para nós, apesar de ser</p><p>extremamente rica em energia.</p><p>Os lipídios são um grupo extremamente heterogêneo de moléculas que vão desde os</p><p>ácidos graxos (gordura) até as vitaminas lipossolúveis, as quais, naturalmente, possuem</p><p>as mais diversas funções. Possuem, entretanto, um grande elo em comum: são</p><p>lipossolúveis.</p><p>Tabela 2.3 Unidades hidrófilas e hidrófobas dos lipídios da membrana.</p><p>TIPO DE LIPÍDIO UNID. HIDRÓFOBA UNID. HIDRÓFILA</p><p>Fosfoglicerídeo cadeias de ác. graxos álcool fosforilado</p><p>Esfingomielina cadeia de ác. graxo e cadeia parafinica da esfingosina fosforil colina</p><p>Glicolipídio cadeia de ác. graxo cadeia parafínica da esfingosina um ou mais resíduos de oses</p><p>Colesterol toda a molécula exceto o grupamento OH grupamento OH em C-3</p><p>ORGANIZAÇÃO DA BICAMADA LIPÍDICA</p><p>Os lipídios são dotados de duas extremidades: uma polar (hidrófila) e outra apolar</p><p>(hidrófoba). Devido a essa característica, a bicamada lipídica consegue separar os dois</p><p>meios hidrofílicos, o íntra e o extracelular. A partir dessa teoria, foi possível realizar</p><p>experiências que comprovassem por que a membrana plasmática apresenta a</p><p>configuração de uma dupla camada lipídica (Figura 2.6).</p><p>Figura 2.6 Representação da experiência realizada por cientistas para comprovar a estrutura</p><p>da bicamada lipídica.</p><p>Colocou-se, em um recipiente, uma solução de lipídios livres (Figura 2.6 A).</p><p>Notou-se que esses lipídios não ficaram inertes, mas se organizaram de maneira que</p><p>suas extremidades polares permanecessem em íntima relação com a água (que é</p><p>extremamente polar). As suas extremidades apolares procuraram manter-se em íntima</p><p>relação com a extremidade apolar de outro lipídio. Assim, formou-se uma dupla</p><p>camada de lipídios (Figura 2.6 B).</p><p>Essa dupla camada tende a ser extensa e se fechar formando o que chamamos de</p><p>micelas (Figura 2.6 C), para que não haja extremos com cadeias hidrofóbicas expostas.</p><p>Isso leva à formação de compartimentos, que são autosselantes, uma vez que a</p><p>formação de um orifício é energeticamente desfavorável. Isso porque, para manter</p><p>afastados os lipídios que estão interagindo fortemente, teria que haver gasto de energia.</p><p>ESTABILIDADE DA BICAMADA LIPÍDICA</p><p>Existem dois tipos de forças que mantêm essas camadas estáveis: Forças de Van der</p><p>Waals, entre as cadeias de ácido graxo, e pontes de hidrogênio, entre os</p><p>grupamentos polares dos lipídios e moléculas de água.</p><p>Forças de Van der Waals: mesmo sendo apolar, a molécula é composta por elétrons</p><p>que estão em constante movimento. Em um dado momento, pode haver mais elétrons de</p><p>um lado da molécula do que de outro. Isso torna a molécula momentaneamente</p><p>polarizada e, por indução elétrica, provocar a polarização de uma molécula vizinha,</p><p>resultando em uma atração fraca.</p><p>Pontes de Hidrogênio: é um caso de dipolo-dipolo. Quando uma molécula</p><p>é polar, ela apresenta uma extremidade mais eletropositiva e outra mais eletronegativa.</p><p>O lado “positivo” da molécula atrai o lado “negativo” de uma molécula vizinha,</p><p>formando forças de atrações.</p><p>O hidrogênio, que possui apenas uma camada de elétrons, ao se ligar a</p><p>elementos fortemente eletronegativos como o flúor, oxigênio e nitrogênio, faz com que</p><p>esse único elétron compartilhado se afaste muito do hidrogênio, expondo este próton e</p><p>criando um forte efeito polarizante na molécula. Subsequentemente, esse hidrogênio</p><p>começa a se relacionar com outros flúores, oxigênios e nitrogênios para diminuir a</p><p>tensão produzida. Essa é uma forte ligação entre moléculas orgânicas.</p><p>PROTEÍNAS</p><p>As proteínas são as principais mediadoras de grande parte das reações que ocorrem</p><p>ao nível da membrana. São elas as responsáveis pelos processos de transporte,</p><p>comunicação e transdução de energia.</p><p>Assim como os lipídios, existe uma variação enorme de tipos de proteínas, e elas</p><p>não estão distribuídas de maneira uniforme em todas as membranas. A maioria das</p><p>células possui uma porcentagem de aproximadamente 40% de proteínas e 60% de</p><p>lipídios. Mas esses valores não são constantes. A bainha de mielina, por exemplo, tem</p><p>apenas 18% de proteína, ao passo que a membrana interna da mitocôndria tem 75% de</p><p>proteína em sua constituição. Geralmente, quanto maior a atividade metabólica de uma</p><p>célula, maior o teor de proteína em sua membrana.</p><p>CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS DA MEMBRANA</p><p>As proteínas são divididas em dois grupos: móveis/migratórias e estruturais/fixas.</p><p>O primeiro grupo é subdividido em proteínas móveis extrínsecas e proteínas móveis</p><p>intrínsecas. Esses dois grupos são responsáveis pelas propriedades contráteis da</p><p>membrana. São elas que capacitam à membrana a propriedade da flexibilidade, são</p><p>solúveis em água e, portanto, pouco aderidas à membrana. As proteínas extrínsecas</p><p>estão do lado de fora da membrana e, por isso, são também denominadas periféricas.</p><p>Podem ser dissociadas pela adição de um sal e, devido a essa propriedade, infere-se</p><p>que elas estão ligadas à superfície por interações eletrostáticas e/ou por pontes de</p><p>hidrogênio. As proteínas intrínsecas estão na superfície interna da membrana, e não são</p><p>facilmente removíveis como as extrínsecas (Figura 2.7).</p><p>Figura 2.7 Desenho esquemático da localização das proteínas migratórias.</p><p>As proteínas estruturais ou fixas não têm subdivisões, mas podem ser encontradas</p><p>em várias posições na membrana plasmática (Figura 2.8).</p><p>Figura 2.8 Desenho esquemático mostrando a localização de proteínas estruturais.</p><p>Essas proteínas são insolúveis em água, portanto fortemente aderidas às regiões</p><p>hidrófobas dos lipídios, nas cadeias de ácido graxo.</p><p>GLICOPROTEÍNAS</p><p>As glicoproteínas constituem um tipo especial de proteína fixa. Elas se destacam</p><p>por apresentarem restos glicídicos em sua superfície livre (externa), como mostra a</p><p>Figura 2.9.</p><p>Figura 2.9 Desenho esquemático de uma glicoproteína.</p><p>Uma glicoproteína dificilmente conseguirá realizar uma rotação de um lado para</p><p>outro da membrana, porque ela apresenta, na sua extremidade extracelular, resíduos de</p><p>“oses”, que são fortemente hidrófilos e não conseguem atravessar o centro hidrófobo da</p><p>membrana.</p><p>Essa barreira à rotação das glicoproteínas é favorável à célula, porque possibilita</p><p>que a proteína fique na posição ideal para realizar suas funções. Essas proteínas</p><p>constituem o glicocálix da célula, que tem um papel importante no reconhecimento</p><p>intercelular. A interação de diferentes células para formar um tecido e a detecção de</p><p>células estranhas pelo sistema imunológico são exemplos de processos que dependem</p><p>do reconhecimento de uma superfície celular por outra.</p><p>Cada tipo de célula possui um glicocálix diferente, sendo isso possível devido ao</p><p>enorme número de arranjos dos glicosídeos superficiais.</p><p>MOVIMENTO DE LIPÍDIOS E PROTEÍNAS</p><p>A membrana plasmática não é uma estrutura estática, pelo contrário, seus</p><p>constituintes se encontram em constante movimento. Algumas partículas movimentam-se</p><p>mais rapidamente do que outras.</p><p>As proteínas conseguem difundir-se à distância de vários micra (ou micrômetros –</p><p>10-6 metros) em aproximadamente um minuto. Os lipídios, em geral, conseguem</p><p>movimentar-se mais rapidamente ainda, porque são menores em tamanho. A velocidade</p><p>de um lipídio é de aproximadamente 10 cm/s.</p><p>Além do fator velocidade, é imprescindível considerar a direção do movimento. Há</p><p>dois tipos de movimento: a difusão lateral, que consiste no movimento paralelo ao</p><p>plano da membrana, e a difusão transversa, ou flip-flop, que consiste na rotação de uma</p><p>partícula de uma face da membrana para a outra.</p><p>A difusão lateral é um processo muito mais rápido do que a difusão transversa. Um</p><p>fosfolipídio sofre difusão transversa uma vez em várias horas, ao passo que ele</p><p>percorreria a mesma distância, no sentido lateral, em um tempo dez vezes menor.</p><p>ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA</p><p>Muitas pesquisas foram feitas para tentar deduzir a estrutura da membrana</p><p>plasmática. Várias teorias foram elaboradas a respeito desse assunto, mas a mais aceita</p><p>é a do mosaico fluído. Veja a cronologia a seguir.</p><p>1935 - H. Davson e J. Danielli descobrem que as membranas têm uma fase</p><p>hidrocarbonada contínua, constituída</p><p>apresentam cargas (o Pi carrega duas cargas negativas e o ADP, três cargas), existindo,</p><p>portanto, uma força de expulsão eletrostática entre essas partes. Entende-se que, para</p><p>que o ATP exista, é necessário que se forneça uma quantidade de energia grande o</p><p>suficiente para vencer a repulsão eletrostática entre os componentes. Por isso se diz que</p><p>o ATP é a fonte de armazenamento de energia. Ainda assim o ATP é mais instável que</p><p>o ADP+Pi, pois sabemos que durante a hidrólise de ATP ocorre a liberação de</p><p>determinada quantidade de energia e que compostos menos energéticos são mais</p><p>estáveis.</p><p>Mesmo estando um músculo em repouso, há alguma superposição entre os</p><p>filamentos grossos e finos de cada lado do sarcômero em direção ao centro. Essa força</p><p>é provocada pela ação combinada de todas as pontes cruzadas formadas quando as</p><p>cabeças miosínicas fazem contato com os locais de fixação na actina.</p><p>Quando a musculatura se contrai é realizado trabalho e é necessária energia.</p><p>Grandes quantidades de ATP são clivadas e a energia é fornecida para o mecanismo da</p><p>contração muscular.</p><p>Na contração muscular, cada cabeça miosínica passa a) por um ciclo de fixação ao</p><p>filamento fino adjacente, b) de deslocamento do filamento fino em relação ao filamento</p><p>grosso, c) de desprendimento do filamento fino e d) de preparação para um novo ciclo.</p><p>Esse processo pode ser assim esquematizado na Figura 10.5.</p><p>Figura 10.5 Processo da contração muscular, atividade da miosina e actina.</p><p>Acompanhe na Figura 10.5:</p><p>1. Estando o músculo em repouso, as projeções dos filamentos grossos e as cabeças</p><p>das pontes cruzadas encontram-se desligadas dos filamentos finos. Antes do início da</p><p>contração, essas projeções fixam ATP. A atividade ATPase das cabeças de miosina</p><p>clivam o ATP, por hidrólise, em ADP + Pi + energia, e esses permanecem fortemente</p><p>ligados à cabeça. Nesse momento a conformação da cabeça é tal que se encontram</p><p>orientadas em um ângulo perpendicular em relação ao filamentos finos. Nessa</p><p>condição, a ligação ao filamento fino está bloqueada pela tropomiosina.</p><p>2. Quando a ação impeditiva da tropomiosina é reprimida, os sítios ativos dos</p><p>filamentos de actina ficam descobertos. A inibição do efeito bloqueador da</p><p>tropomiosina é realizado pela ligação do íon de cálcio (Ca++) à troponina. A liberação</p><p>do sítio ativo actínico permite a fixação da cabeça de miosina a ele.</p><p>3. A ligação da cabeça de miosina ao sítio ativo do filamento de actina é</p><p>mecanicamente instável e passa rapidamente à conformação de 45°, fazendo com que</p><p>haja uma inclinação em direção ao braço da ponte cruzada, no sentido da linha Z para</p><p>zona H. Nessa inclinação há a utilização da energia até então armazenada no complexo</p><p>miosina-ADP-Pi. O movimento filamentar que nessa etapa se processa é cerca de 10</p><p>nm. Observa-se que, na realidade, não ocorre um encurtamento de qualquer dos</p><p>filamentos, mas apenas uma aproximação das linhas Z, o que determina o encurtamento</p><p>do sarcômero como um todo. Ocorrendo isso nos vários sarcômeros de uma miofibrila,</p><p>toda ela se encurtará. Se assim ocorrer em todas as fibras, haverá a contração do</p><p>músculo por inteiro.</p><p>4. Na conformação de 45° a cabeça de miosina tem baixa afinidade por ADP + Pi e</p><p>esses são liberados para o meio; tornando o sítio de ligação do ATP novamente livre.</p><p>Liga-se então uma nova molécula de ATP à cabeça de miosina, que, por sua vez,</p><p>provoca o desligamento da miosina do filamento actínico, promovendo o relaxamento</p><p>muscular. Caso não haja no meio uma mova molécula de ATP, o processo contrátil</p><p>estaciona neste ponto e caracteriza a situação de rigidez.</p><p>5. Desligada a cabeça de miosina do filamento de actina, ela volta a conformação</p><p>inicial de 90° e cliva a nova molécula de ATP, sendo o produto deste ADP + Pi +</p><p>energia, que são armazenados para um próximo ciclo.</p><p>Um único ciclo desses eventos, descritos acima, promove um deslizamento</p><p>correspondente a menos de 1% do encurtamento total de um músculo. Esses ciclos</p><p>numa contração muscular vão se repetindo sucessivamente enquanto houver a ação</p><p>repressora do Ca++ e a oferta de ATP.</p><p>TECIDOS MUSCULARES</p><p>I Tecido Muscular Liso: O tecido muscular liso apresenta-se constituído por</p><p>células musculares capazes de realizar contração involuntária. Significa dizer que a</p><p>atividade contrátil de tais fibras é comandada independentemente da nossa “vontade”.</p><p>Do ponto de vista histológico, as fibras musculares lisas apresentam as seguintes</p><p>características:</p><p>Forma: fusiforme.</p><p>Dimensões (média): 7 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento.</p><p>Estrias Transversais: ausentes.</p><p>Núcleo: único, centralizado, de forma alongada.</p><p>Contração: lenta e involuntária.</p><p>Localização: encontrados nas vísceras (tubo digestivo, bexiga, artérias),</p><p>constituindo camadas envolventes a esses órgãos.</p><p>Nessas células, tais como no tecido muscular estriado esquelético, encontramos</p><p>miofibrilas de actina e miosina. Suas fibrilas, no entanto, são mais finas, dispondo-se</p><p>no sarcoplasma sem uma organização precisa. Embora dispostas em feixes, torna-se</p><p>difícil a sua visualização evidente e praticamente impossível evidenciar um</p><p>intercalamento de faixas claras e escuras, como será visto mais adiante nas fibras</p><p>estriadas.</p><p>As fibras musculares lisas reúnem-se paralelamente, constituindo feixes. Tais feixes</p><p>constituem efetivamente a chamada musculatura lisa. Se houver estímulo das fibras</p><p>haverá resposta lenta e gradual. Acompanhe a Figura 10.6.</p><p>Figura 10.6 Estrutura da fibra muscular lisa.</p><p>II Tecido Muscular Estriado Esquelético: Estão incluídos nesse grupo,</p><p>essencialmente, músculos que, por sua inserção num esqueleto, são os responsáveis</p><p>pelo exercício de movimentos coordenados. Estão diretamente vinculados a uma atitude</p><p>consciente do indivíduo, embora, por vezes, a contração possa se dar de maneira</p><p>involuntária, como em situações em que entra em cena o arco reflexo. A seguir temos as</p><p>suas principais características:</p><p>Forma: filamentar.</p><p>Dimensões (média): 3mm de diâmetro e 100mm de comprimento.</p><p>Estrias Transversais: presentes.</p><p>Núcleos: vários núcleos periféricos (constituindo um sincício).</p><p>Contração: rápida e voluntária.</p><p>Localização: constituem a musculatura locomotora, além de outras funções.</p><p>Os músculos estriados esqueléticos, em sua grande maioria, apresentam uma</p><p>proteína conjugada, de estrutura e propriedades semelhantes à hemoglobina,</p><p>responsáveis pela cor vermelha do tecido. Essa proteína, a mioglobina, parece</p><p>funcionar como uma reserva de oxigênio, por isso é encontrado principalmente em</p><p>músculos com intensa atividade e frequentes contrações.</p><p>Quando afirmamos que a fibra muscular esquelética é um sincício, evidenciamos a</p><p>presença de muitos núcleos, dispostos perifericamente em relação à fibra. Isso ocorre</p><p>porque, ao longo da embriogênese do músculo, muitas células uninucleadas fundem-se</p><p>em uma única fibra, que perde sua capacidade reprodutiva ao fim do desenvolvimento</p><p>embrionário. Ela apenas se alongará: o sarcoplasma se distende e os núcleos se</p><p>dividem e acompanham o alongamento da fibra. Observadas ao microscópio, as fibras</p><p>apresentam estriações transversais, uma alternância de faixas claras e escuras. Sua</p><p>presença será explicada adiante.</p><p>Figura 10.7 Estrutura da fibra muscular estriada.</p><p>Fonte: Adaptado de Berne e Levy (1988).</p><p>Na Figura 10.7 está representado, em primeiro plano, um músculo estriado. Por fora</p><p>dessa massa muscular, recobrindo-a completamente, existe uma lâmina de tecido</p><p>conjuntivo denominada epimísio. Esse é o responsável pela separação completa entre</p><p>músculos, facilitando também o seu deslizamento durante a contração e relaxamento.</p><p>Compartimentando a massa muscular, existe uma camada mais fina de tecido conjuntivo</p><p>envolvendo feixes de fibras musculares chamada de perimísio, tão visível quanto o</p><p>epimísio, mas sob a forma de traves que dividem o músculo em setores. Finalmente,</p><p>cada fibra muscular aparece envolta por uma camada muito fina do mesmo tecido, que</p><p>constitui o endomísio, esse se encontra em torno do sarcolema. Nas extremidades das</p><p>fibras, um revestimento polissacarídeo junta-se ao sarcolema constituindo</p><p>os tendões.</p><p>III Tecido Muscular Estriado Cardíaco: Existe uma variedade especial de tecido</p><p>estriado no qual as fibras possuem bifurcações que se anastomosam entre si. O tecido</p><p>muscular cardíaco caracteriza-se por contrair-se de forma involuntária, rítmica e</p><p>rápida, constituindo o miocárdio. Veja a seguir:</p><p>Forma: filamentar anastomosada.</p><p>Dimensões (média): 15 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento.</p><p>Estrias Transversais: presentes.</p><p>Núcleo: único e central.</p><p>Contração: rápida, rítmica e involuntária.</p><p>Localização: somente coração.</p><p>Presença de estrias transversais.</p><p>A microscopia óptica, durante muito tempo, considerou o tecido miocárdico como</p><p>uma massa protoplasmática contínua (portanto, um sincício). Com a microscopia</p><p>eletrônica, conseguiu-se identificar que as chamadas estrias ou traços escalariformes na</p><p>verdade não passam de delgadas membranas celulares, que caracterizam a</p><p>descontinuidade celular. Isso significa dizer que as fibras são unicelulares, com núcleo</p><p>central. A disposição dos filamentos é similar a que se encontra na musculatura</p><p>esquelética, embora sua disposição não seja tão regular.</p><p>RIGIDEZ CADAVÉRICA</p><p>De acordo com o texto acima, podemos elucidar os motivos pelos quais ocorre a</p><p>manifestação da rigidez cadavérica, ou rigor mortis. Não é a ausência de cálcio ou</p><p>magnésio que a provoca, mas sim a falta de ATP quando a pessoa morre. Dessa forma,</p><p>ainda que retiremos os íons cálcio do meio e coloquemos magnésio em abundância (o</p><p>que realmente ocorre no relaxamento normal da fibra muscular), somente a presença de</p><p>ATP é capaz de desfazer a ligação actina-miosina.</p><p>Vale a pena registrar que sempre que cessa o estímulo contrátil, os íons cálcio que</p><p>sustentam o afastamento da tropomiosina dos sítios de ligação são recolhidos</p><p>novamente para o retículo sarcoplasmático, onde ficarão até novo estímulo. Na cabeça</p><p>da miosina é hidrolizado um novo ATP, na presença de magnésio; esse íon, no entanto,</p><p>impede que haja a liberação de energia proveniente da clivagem do ATP. O ADP e o Pi</p><p>resultantes permanecem ligados à cabeça. O relaxamento muscular, portanto, não</p><p>envolve a liberação de energia: essa será liberada somente na próxima contração.</p><p>A rigidez cadavérica começa, considerando-se temperatura amena, entre três e</p><p>quatro horas após a morte do indivíduo, alcançando total efeito em aproximadamente</p><p>doze horas, e finalmente o relaxamento em aproximadamente 36 horas, devido à</p><p>decomposição das fibras musculares.</p><p>CONTROLE DA CONTRAÇÃO MUSCULAR</p><p>O estímulo nervoso, desencadeador da contração, altera o potencial de membrana</p><p>do músculo. A despolarização caminha até o interior das fibras através dos túbulos T,</p><p>que não passam de uma invaginação da membrana. Há moléculas na membrana da</p><p>superficie dos túbulos T com uma estrutura semelhante àquela dos canais de cálcio.</p><p>Denominam-se receptores di-hidropiridina (DHPR). Os DHPR induzem uma alteração</p><p>conformacional nos canais de liberação de cálcio, nas membranas do retículo</p><p>sarcoplasmático adjacente, provocando a liberação de íons de cálcio. Esses canais são</p><p>também chamados de receptores rianodínicos (RyR), porque sua atividade é alterada</p><p>pela rianodina, o principal alcaloide do inseticida botânico riania. No lúmen do</p><p>retículo sarcoplasmático, grande parte do cálcio é fracamente ligado a uma proteína</p><p>(calsequestrina). Essa ligação é reversível; o cálcio é liberado pela calsequestrina</p><p>quando o RyR permite que o Ca flua para o interior do citoplasma. O músculo cardíaco</p><p>difere do esquelético por ter potenciais de ação prolongados, diâmetros celulares</p><p>menores e um sistema de túbulos T menos desenvolvido. Os DHPR cardíacos permitem</p><p>a entrada de cálcio; também são chamados de canais de cálcio do tipo L porque</p><p>continuam abertos por um longo tempo. Essa entrada de cálcio mantém a membrana</p><p>despolarizada durante a fase de platô do potencial de ação. A próxima etapa é a</p><p>liberação de cálcio induzida por cálcio (CICR) através do RyR cardíaco, que fornece a</p><p>maior parte do cálcio que se liga à troponina. Diferentemente do músculo esquelético, o</p><p>coração não se contrai na ausência de cálcio extracelular. Quando a membrana</p><p>repolariza o cálcio é bombeado de volta para o retículo sarcoplasmático e para fora da</p><p>célula. A estimulação dos receptores beta-adrenérgicos ativa um cAMP, a sequência de</p><p>PKA que aumenta a contratibilidade, tornando maior o influxo de cálcio através dos</p><p>canais do tipo L.</p><p>A organização da membrana plasmática e do retículo sarcoplasmático no músculo</p><p>estriado garante a contração simultânea dos sarcômeros. Durante o relaxamento, uma</p><p>bomba de cálcio-ATP na membrana do retículo sarcoplasmático mantém baixa a</p><p>concentração desse íon no sarcoplasma; ao estímulo, que chega através dos túbulos T,</p><p>ocorre um aumento da permeabilidade do retículo sarcoplasmático ao cálcio,</p><p>liberando-o para o citoplasma.</p><p>Vejamos novamente o complexo Troponina:</p><p>– a fração Troponina C encontra-se ligada a quatro íons de cálcio; na ausência</p><p>desse íon, a tropomiosina bloqueia a ação da miosina;</p><p>– na ausência de cálcio, a miosina não forma filamentos grossos nem liga-se com a</p><p>actina;</p><p>– íons de cálcio liberados para o citoplasma de fibras musculares ligam-se a uma</p><p>proteína muito semelhante à troponina-C: é a calmodulina. O complexo cálcio-</p><p>calmodulina ativa uma enzima (uma quinase da MML) responsável pela transferência</p><p>de fosfato do ATP para a cadeia leve de miosina. A miosina, agora fosforilada, é</p><p>reunida em filamentos grossos, o que a possibilita interagir com a actina. A cadeia leve</p><p>de miosina, no entanto, é desfosforilada através da fosfatase da cadeia leve da miosina</p><p>(uma enzima específica). A atividade da enzima fosfatase é afetada indiretamente pelo</p><p>íon cálcio: sua atividade é deprimida ou exacerbada pela quinase (esta sim é</p><p>controlada pelo cálcio);</p><p>– o músculo cardíaco é regulado por cálcio via filamentos finos, utilizando</p><p>troponina;</p><p>– a musculatura estriada cardíaca via troponina apresenta ativação da miosina</p><p>através de ligação direta com íons de cálcio.</p><p>UNIDADE MOTORA</p><p>As fibras musculares nunca se contraem como elementos isolados. Em vez disso,</p><p>grupos de fibras supridas por ramos do axônio de um mesmo motoneurônio contraem-se</p><p>quase ao mesmo momento. Assim, todas as fibras musculares inervadas por um mesmo</p><p>neurônio motor constituem uma unidade motora. O número de fibras musculares nessa</p><p>unidade pode variar conforme o tipo de músculo desde duas ou três até mais de 1.000;</p><p>o tamanho da unidade motora está correlacionado à precisão com a qual a tensão</p><p>desenvolvida por um músculo deve ser graduada.</p><p>Figura 10.8 Estrutura da unidade motora.</p><p>Fonte: Adaptado de Best and Taylor (1990).</p><p>CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA</p><p>A contração é chamada isométrica quando o músculo se contrai sem a variação de</p><p>comprimento. Isso é conseguido experimentalmente quando se estimula um músculo que</p><p>tem seus dois extremos fixos e constata-se o desenvolvimento de força sem que se</p><p>verifique encurtamento. Na contração isométrica o encurtamento de qualquer elemento</p><p>contrátil é mínimo, e uma moderada alteração configuracional nas projeções laterais</p><p>dos filamentos de miosina pode explicar o desenvolvimento de tensão. Isso significa</p><p>que, durante a contração isométrica, um grande número de subunidades de filamentos de</p><p>miosina deve interagir sincronicamente para desenvolver tensão.</p><p>CONTRAÇÃO ISOTÔNICA</p><p>A contração é dita isotônica quando o músculo encurta sem variação de tensão; o</p><p>músculo encurta ao mesmo tempo que exerce uma força constante. Assim pode-se</p><p>concluir que “contração muscular” não é sinônimo de encurtamento de fibras.</p><p>Os dois tipos de contrações acima descritos correspondem às duas funções</p><p>mecânicas fundamentais dos músculos esqueléticos nos organismos, que são</p><p>exatamente: desenvolver tensão e executar trabalho mecânico. Ainda devemos</p><p>considerar que a maioria das contrações musculares in situ são contrações ditas mistas,</p><p>ou seja, desenvolvem fases isométricas e fases isotônicas.</p><p>SOMAÇÃO E TETANIZAÇÃO</p><p>À medida que a frequência de abalos isolados aumenta, há a adição de todas as</p><p>contrações individuais e o aumento</p><p>da intensidade de contrações musculares no geral.</p><p>Conforme a frequência dos abalos aumenta, é atingido um momento em que cada nova</p><p>contração ocorre antes do término da precedente. Como resultado, a segunda contração</p><p>é parcialmente somada à anterior, de forma que a força total da contração aumenta</p><p>progressivamente com a intensificação da frequência de estimulação.</p><p>Porém, há um nível crítico onde as concentrações de cálcio no mioplasma é</p><p>saturante, em que o tempo entre as contrações é tão pequeno que elas ocorrem de forma</p><p>rápida o bastante para se fundirem entre si, e a contração torna-se uniforme e contínua.</p><p>Nesse momento, qualquer aumento adicional da frequência dos abalos não produz</p><p>qualquer aumento na força contrátil (Figura 10.9).</p><p>Figura 10.9 A tensão atingida numa contração tetânica é cerca de duas vezes a máxima alcançada em</p><p>um abalo isolado.</p><p>FADIGA</p><p>A fadiga pode ocorrer em qualquer uma das fases envolvidas na contração</p><p>muscular, ou seja, desde o cérebro até as células musculares efetoras. A fadiga das</p><p>unidades motoras pode ser evidenciada após contrações prolongadas ou uma série de</p><p>tétanos de curta duração. A fadiga muscular aumenta proporcionalmente com a</p><p>intensidade de depleção de glicogênio e fosfato de creatina, com a produção de ácido</p><p>lático. Isso implica que a depleção de ATP resulta na incapacidade de contração.</p><p>A chamada “fadiga física geral” pode ser definida como um estado de homeostasia</p><p>alterado, produzido pelo trabalho muscular. O desconforto percebido pelas pessoas que</p><p>se “cansam” deve-se provavelmente ao acúmulo de metabólitos, entre eles o ácido</p><p>lático, produzido quando há baixos níveis de O2 disponíveis, e à queda dos níveis de</p><p>glicose.</p><p>Enfim, a maior parte da fadiga muscular resulta da incapacidade dos processos</p><p>contráteis e metabólicos das fibras musculares em realizar, de modo contínuo, a mesma</p><p>quantidade de trabalho.</p><p>ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO NO MÚSCULO</p><p>LISO</p><p>No músculo liso, o retículo sarcoplasmático consiste de uma rede tubular na</p><p>periferia das células, adjacente à membrana plasmática ou às suas invaginações,</p><p>denominados de cavéolos, representantes análogos rudimentares do sistema de túbulos</p><p>T do músculo esquelético.</p><p>As bombas na membrana celular do músculo liso produzem a extrusão de cálcio no</p><p>músculo liso. A duração dos ciclos de fixação da actina com a miosina seguido pelo</p><p>seu desligamento é muito maior no músculo liso do que em comparação ao músculo</p><p>esquelético. O tempo dessa fixação é o principal fator determinante da força de</p><p>contração, que é muito maior no músculo liso. A explicação para tais fenômenos seria</p><p>de que as cabeças de miosina da musculatura lisa contêm menor atividade ATPásica</p><p>que as do músculo esquelético. Além disso, 1/10 a 1/300 da energia consumida pelo</p><p>músculo esquelético é o que necessita a musculatura lisa para manter a tensão de</p><p>contração. O tempo de desenvolvimento da contração e do relaxamento no músculo liso</p><p>é cerca de trinta vezes maior do que no músculo esquelético.</p><p>Também na musculatura lisa, o fator desencadeante para contração é o aumento</p><p>intracelular das concentrações do íon cálcio. Isso vai ocorrer por estimulação da fibra</p><p>nervosa, por estiramento, por estimulação hormonal ou por alterações no meio</p><p>circundante da fibra.</p><p>O músculo liso não contém troponina como proteína reguladora, mas sim a</p><p>calmodulina. Esta é a fixadora dos íons de cálcio e junto com eles forma um complexo</p><p>que se liga e ativa a miosina quinase, enzima essa fosforiladora da cabeça de miosina.</p><p>A cabeça de miosina, quando fosforilada, adquire afinidade suficiente com os</p><p>filamentos de actina para promover o processo de contração muscular.</p><p>Quando os níveis de cálcio caem, a situação descrita se inverte, e a enzima miosina</p><p>fosfatase remove o fosfato da cadeia regulatória; o ciclo é então interrompido e cessa a</p><p>contração.</p><p>ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO NO MÚSCULO</p><p>CARDÍACO</p><p>O termo “acoplamento excitação-contração” indica o mecanismo pelo qual o</p><p>potencial de ação faz contrairem-se as miofibrilas musculares. O aparelho contrátil do</p><p>músculo cardíaco é organizado como o do músculo esquelético. O desenvolvimento do</p><p>processo de contração muscular na célula cardíaca apresenta algumas características</p><p>especiais em função da fisiologia do coração como bomba.</p><p>O batimento cardíaco constitui a soma das contrações quase simultâneas de todas as</p><p>células cardíacas. Os mecanismos que participam na regulação da força de contração</p><p>são a seguir comentados. O potencial de ação nas células caracteriza-se por apresentar</p><p>um platô, durante o qual há uma importante corrente de influxo de cálcio. A quantidade</p><p>de cálcio que penetra na célula durante o Potencial de Ação é pequena, porém esse</p><p>influxo muito contribui para a manutenção dos níveis normais de cálcio que são</p><p>controlados pelo retículo sarcoplasmático. A força das contrações cardíacas declina</p><p>consideravelmente e de forma muito rápida quando o cálcio extracelular diminui, sendo</p><p>aumentado quando o cálcio extracelular aumenta. A contração é controlada no músculo</p><p>cardíaco pelas variações da quantidade de cálcio mobilizado, das velocidades de</p><p>liberação e de captação e pela sensibilidade do aparelho contrátil ao cálcio. Outro</p><p>fator que participa da regulação da força de contração é a modulação da extrusão de</p><p>cálcio.</p><p>O influxo de cálcio durante o Potencial de Ação cardíaco deve ser compensado ao</p><p>longo do tempo pelo seu efluxo. Um mecanismo importante para o efluxo de cálcio é o</p><p>transporte passivo acoplado à entrada de sódio por seu gradiente de difusão. Essa</p><p>extrusão passiva de cálcio é mantida por meio de um transporte ativo para fora do</p><p>sódio, através da Bomba Na+/K+/ATPase da membrana plasmática.</p><p>PRINCIPAIS ÍONS QUE INFLUENCIAM NA CONTRAÇÃO</p><p>MUSCULAR</p><p>1. Potássio: íon em maior concentração no fluido intracelular; participa</p><p>principalmente da manutenção do Potencial de Membrana.</p><p>2. Sódio: o íon sódio é o principal componente do fluído extracelular em termos</p><p>quantitativos. A permeabilidade da membrana da célula muscular ao sódio é muito</p><p>baixa quando em repouso, mas aumenta consideravelmente após a estimulação para o</p><p>desenvolvimento do Potencial de Ação, ou seja, a despolarização das células.</p><p>3. Magnésio: o íon magnésio é importante para a atividade ATPásica da miosina. A</p><p>maior parte do magnésio está ligada a componentes do músculo.</p><p>4. Cálcio: a contração muscular ocorre devido ao deslizamento dos filamentos finos</p><p>em relação aos grossos, decorrente da ligação em ciclos repetitivos das projeções dos</p><p>filamentos grossos de miosina a filamentos finos de actina, seguida de mudanças das</p><p>conformações das cabeças de miosina, energizadas pela hidrólise de ATP. Entretanto,</p><p>observa-se que a atividade contrátil só é iniciada a partir da variação dos níveis de</p><p>cálcio no sarcoplasma (mioplasma) das células.</p><p>A concentração mioplasmática do íon cálcio no músculo relaxado é</p><p>aproximadamente da ordem de 10-7 a 10-8 M. Essa concentração é mantida por</p><p>mecanismos de transporte ativo contra gradientes de concentração muito altos.</p><p>Quase todo o cálcio das fibras musculares está armazenado no interior do sistema</p><p>de túbulos membranosos intracelulares, denominados retículo sarcoplasmático. A</p><p>membrana reticular sarcoplasmática é altamente especializada e consiste quase</p><p>inteiramente em bombas de transporte que possuem maior afinidade para o cálcio do</p><p>que a troponina. Pela ação desse sistema de transporte ativo, dois moles de cálcio são</p><p>sequestrados no retículo sarcoplasmático para cada mol de ATP hidrolizado. Essas</p><p>bombas mantêm a baixa concentração mioplasmática de cálcio em repouso. Nessa</p><p>situação de armazenamento, o sistema troponina-tropomiosina impede a interação entre</p><p>a miosina e a actina através do bloqueio do sítio de ligação nas actinas.</p><p>O trânsito de um Potencial de Ação ao longo de sarcolema acarreta a transferência</p><p>de cálcio do retículo sarcoplasmático para o mioplasma. O cálcio liberado para o</p><p>mioplasma une-se à troponina para desencadear a contração. Cessada a estimulação, o</p><p>cálcio é rapidamente movido do sarcoplasma e compartimentalizado</p><p>no interior do</p><p>retículo sarcoplasmático. Esse processo é efetuado por uma ATPase transportadora de</p><p>cálcio presente na membrana do retículo sarcoplasmático. O cálcio se desliga da</p><p>troponina, a tropomiosina volta a impedir a ligação das projeções e o músculo se</p><p>relaxa. A remoção dos íons de cálcio consiste no chamado Fator de Relaxamento da</p><p>contração muscular.</p><p>O interior do retículo sarcoplasmático contém uma proteína denominada</p><p>calsequestrina. Cada molécula de calsequestrina pode fixar aproximadamente 43 íons</p><p>de cálcio, sendo a afinidade dessa fixação baixa.</p><p>ÓXIDO NÍTRICO</p><p>O óxido nítrico contitui uma molécula de grande importância em diversos</p><p>mecanismos biológicos. Entre esses mecanismos, apresenta destaque sua atividade</p><p>como fator de relaxamento da musculatura lisa. No endotélio, a atividade do óxido</p><p>nítrico é capaz de reduzir a fosforilação das cadeias leves de miosina e induzir o</p><p>relaxamento muscular. Da mesma forma, o óxido nítrico, devido a sua ação sobre a</p><p>musculatura estriada cardíca, parece provocar diminuição no tempo de contratibilidade</p><p>cardíaca e diminuição na capacidade de contração miocárdica. Essa molécula tem sido</p><p>envolvida como participante em diversos processos fisiopatológicos, como</p><p>hipertensão, insuficiência cardíaca, diabete mellitus, urêmia, choque séptico, entre</p><p>outros.</p><p>ESTEROIDES ANABOLIZANTES</p><p>Os anabolizantes são drogas que têm por intuito auxiliar no aumento da massa</p><p>muscular através da suplementação de similares do hormônio masculino testosterona.</p><p>A testosterona tem efeito direto (quando ela mesma ativa fatores transcricionais) ou</p><p>indireto (quando seus metabólitos – di-hidrotestosterona ou DHT e o estradiol – estão</p><p>ativos). Além do aumento da musculatura, também promove o desenvolvimento de</p><p>características sexuais masculinas, como barba e voz grossa.</p><p>O mito da impotência por uso de anabolizantes é verdadeiro em certo ponto. Ao</p><p>interromper o uso, o testículo, que já não produzia testosterona pelo mecanismo de</p><p>feedback negativo devido à fonte exógena, demora a adaptar-se à falta brusca do</p><p>hormônio. Nesse meio tempo, a produção de esperma também é menor.</p><p>Algumas pesquisas indicam que existem transportadores e/ou receptores de</p><p>membrana para a testosterona. Após entrar na célula, o hormônio é convertido em DHT</p><p>ou agirá diretamente, ligando-se ao receptor de androgênio. Tanto a testosterona quanto</p><p>a DHT, ao ligar-se no domínio de ligação ao hormônio do receptor, permitem a ligação</p><p>do complexo a genes responsivos, agindo como um fator transcricional que regula a</p><p>expressão desses genes.</p><p>Esses efeitos também foram observados em androgênios. Num estudo com ratos</p><p>machos adultos, observou-se que a aplicação de testosterona a neurônios individuais,</p><p>na região do hipotálamo anterior e núcleo septal, resultou em aumento da frequência de</p><p>disparos após segundos da aplicação, enquanto foi observada a supressão da atividade</p><p>cerebral em gatos pelos metabólitos da testosterona, androsterona e androstenediol,</p><p>após um minuto de injeção intravenosa. Entretanto, os mecanismos moleculares</p><p>relacionados aos efeitos não genômicos, assim como a sua importância fisiológica,</p><p>ainda são desconhecidos.</p><p>HIPERTROFIA E HIPERPLASIA MUSCULARES</p><p>A hipertrofia é caracterizada por ser um processo adaptativo que resulta em um</p><p>aumento da área de secção transversa (AST) do músculo como resposta ao aumento da</p><p>síntese proteica, aumento do número e tamanho das miofibrilas, assim como a adição de</p><p>sarcômeros no interior da fibra muscular.</p><p>Após um grande esforço inicial da fibra muscular, há um estímulo para a formação</p><p>de novas fibras, uma vez que os danos à fibra, provocados por esse estímulo,</p><p>resultariam na liberação de fatores miogênicos de crescimento, como os FCF (fatores</p><p>de crescimento fibroblastos) e subsequentemente as células tronco-miogênicas. Isso é a</p><p>caracterização da hiperplasia. A hiperplasia muscular parece não ocorrer somente em</p><p>resposta ao exercício físico, como o treinamento de força. O alongamento crônico é</p><p>outra técnica utilizada pelos pesquisadores no estudo desse fenômeno adaptativo.</p><p>Referências</p><p>Bennett JC, Plum F. Cecil. Tratado de Medicina Interna. 20ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.</p><p>Berne RM, Levy MN. Fisiologia. 2ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988.</p><p>Braunwald, E, ed. Heart disease: A textbook of cardiovascular medicine. 4th edition. Philadelphia: WB Saunders,</p><p>1992.</p><p>Cotran RS, Kumar V, Robbins SL. Robbins, pathologic basis of disease. 5th edition. Philadelphia: WB Sauders</p><p>Company, 1994.</p><p>Frumento A. Biofísica. Buenos Aires: Editora Intermédica SAICI, 1973.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.</p><p>Hardman JG, Limbird, LE, Molinoff PB et al. Goodman and Gilman’s. The pharmacological basis of therapeutics. 9th</p><p>edition. International edition: Mc Graw -Hill, 1996.</p><p>Herzog W. Muscle properties and coordination during voluntary movement. J Sports Sci. 2000; 18:141-52.</p><p>Huijing PA. Muscle, the motor of movement: properties in function, experiment and modelling. J Electromyogr</p><p>Kinesiol. 1998; 8:61-77.</p><p>Hunter S, White M, Thompson M. Techniques to evaluate elderly human muscle function: a physiological basis. J</p><p>Gerontol A Biol Sci Med Sci. 1998; 53:B204-16.</p><p>Katzung BG, Trevor AJ. Pharmacology. 4th edition. International edition. Apleton and Lange, 1995.</p><p>Lacaz-Vieira F, Malnic G. Biofísica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1981.</p><p>Malyshev SL. Role of myosin light chains in regulating muscle contraction. Tsitologia. 2000; 42:19-26.</p><p>Maréchal G, Gailly P. Effects of nitric oxide on the contraction of skeletal muscle. Cell Mol Life Sci. 1999; 55:1088-</p><p>102.</p><p>Moffett D, Moffett S, Schauf C. Human Physiology. 2nd edition. Missouri: Mosby, 1993.</p><p>Moncada S, Palmer RMJ, Higgs A. Nitric oxide: physiology, pathophysiology and pharmacology. Pharmacol Rev.</p><p>1991; 43: 109-42.</p><p>Murrant CL, Sarelius IH. Coupling of muscle metabolism and muscle blood flow in capillary units during contraction.</p><p>Acta Physiol Scand. 2000; 168:531-41.</p><p>Murray BE, Froemming GR, Maguire PB, Ohlendieck K. Excitation-contraction-relaxation cycle: role of Ca2+-</p><p>regulatory membrane proteins in normal, stimulated and pathological skeletal muscle (review). Int J Mol Med. 1998;</p><p>1:677-87.</p><p>Tierney L, McPhee SJ, Papadakis MA. Current medical diagnosis and treatment. International edition. Apleton and</p><p>Lange, 2000.</p><p>Wasserstrom JÁ. New evidence for similarities in excitation-contraction coupling in skeletal and cardiac muscle. Acta</p><p>Physiol Scand. 1998; 162:247-52.</p><p>11- ELETROCARDIOGRAMA</p><p>Alan Arrieira Azambuja</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Fernanda Bordignon Nunes</p><p>Pedro Luã Machado Pereira</p><p>ANATOMIA DO CORAÇÃO</p><p>O coração é um órgão muscular, de forma mais ou menos cônica, situado no</p><p>mediastino médio, entre os pulmões, acima do diafragma, atrás do esterno e das</p><p>cartilagens costais e na frente da coluna vertebral.</p><p>No adulto, em média, mede 12 cm de comprimento, de 8 a 9 cm transversalmente e</p><p>6 cm anteroposteriormente. Seu peso no adulto varia de 230 a 300 g.</p><p>O tamanho, a forma e a posição do coração podem variar de indivíduo para</p><p>indivíduo e também podem variar no mesmo indivíduo com o passar do tempo.</p><p>Indivíduos altos, delgados ou em inspiração têm mais provavelmente o coração</p><p>verticalizado. Enquanto que indivíduos brevilíneos e recém-nascidos, deitados ou em</p><p>expiração têm o coração mais transverso.</p><p>O coração anatomicamente é dividido em quatro cavidades: átrio direito, átrio</p><p>esquerdo, ventrículo direito e ventrículo esquerdo.</p><p>Átrio direito: cavidade mais ou menos quadrangular com os seguintes pontos</p><p>importantes: abertura da veia cava superior, abertura da veia cava inferior, abertura do</p><p>seio coronariano, valva atrioventricular direita, aurícula direita, nódulo sinoatrial e</p><p>nódulo atrioventricular.</p><p>Átrio esquerdo: menor, com paredes mais espessas; apresenta os seguintes pontos</p><p>importantes: cinco grandes aberturas (abertura das quatro veias pulmonares e abertura</p><p>atrioventricular esquerda com sua respectiva valva) e a aurícula esquerda.</p><p>Ventrículo direito:</p><p>apresenta-se na forma de um U inclinado. Recebe o sangue</p><p>venoso, vindo do átrio direito, através da valva tricúspide, ejetando-o para o tronco</p><p>pulmonar através da valva pulmonar.</p><p>Ventrículo esquerdo: apresenta uma forma mais cônica, tem paredes três vezes mais</p><p>espessas (de 8 a 12 mm) que as do ventrículo direito. Recebe o sangue do átrio</p><p>esquerdo através da valva mitral e ejeta-o para a circulação sistêmica pela artéria</p><p>aorta.</p><p>Entre os átrios e ventrículos há um esqueleto fibroso que fornece uma separação</p><p>completa entre as musculaturas atriais e ventriculares; sendo, entretanto, a única</p><p>conexão para transmissão elétrica de estímulos o feixe de His.</p><p>Circulação: o sangue desoxigenado da circulação sistêmica chega ao átrio direito</p><p>pelas veias cava superior e inferior e da circulação do próprio coração pelo seio</p><p>coronário. Passa então para o ventrículo direito através da valva tricúspide e deste,</p><p>pela contração ventricular, para o tronco pulmonar. O tronco pulmonar se divide em</p><p>artérias pulmonares, as quais alcançam os pulmões. O sangue é então oxigenado e,</p><p>pelas veias pulmonares, chega ao átrio esquerdo. Do átrio esquerdo, através da valva</p><p>mitral, chega ao ventrículo esquerdo, de onde é lançado à aorta para a circulação</p><p>sistêmica, porém agora oxigenado.</p><p>O plano das aberturas atrioventriculares é mais vertical do que horizontal, e o</p><p>sangue corre quase horizontalmente para frente, fluindo dos átrios para os ventrículos</p><p>num sentido póstero-anterior.</p><p>Sistema de Condução: o coração possui as propriedades de automatismo e de</p><p>contrações rítmicas. Automatismo é a propriedade que o coração possui de gerar os</p><p>seus próprios estímulos. Essa habilidade está localizada em tecidos neuromusculares</p><p>diferenciados que compõem o sistema de condução. O sistema de condução consiste em</p><p>(Figura 11.1):</p><p>1. Nódulo Sinoatrial ou Sinusal ou de Keith e Flack (SA): a frequência cardíaca é</p><p>normalmente controlada por impulsos rítmicos que se originam no nódulo SA e por essa</p><p>razão ele é chamado de “marca-passo” do coração. É uma pequena massa de fibras</p><p>especializadas, em forma de vírgula, medindo aproximadamente 5 por 20 mm, situada</p><p>na parede do átrio direito, junto à desembocadura da veia cava superior.</p><p>2. Feixes atriais internodais: a condução através dos átrios ocorre através de três</p><p>redes de fibras: a) feixe internodal anterior ou de Bachmann e seu ramo para o átrio</p><p>esquerdo; b) feixe internodal médio ou de Wenckenbach; c) feixe internodal posterior</p><p>ou de Thorel. Através dessas três redes de fibras há a passagem do estímulo a partir do</p><p>nódulo SA para o nódulo AV (atrioventricular).</p><p>Figura 11.1 Sistema de condução elétrico cardíaco.</p><p>3. Nódulo Atrioventricular ou de Aschof-Tawara (AV): esse pequeno conjunto de</p><p>tecido neuromuscular especializado mede 2 x 5 mm e está localizado na parede septal</p><p>do átrio direito, logo abaixo da abertura do seio coronário. O nódulo AV tem sido</p><p>dividido em regiões de acordo com suas “fronteiras”, compreendendo assim uma zona</p><p>proximal A-N (atrionodal), uma intermediária ou nodal propriamente dita (N) e uma</p><p>distal N-H (Nó-Hissiana). Essas zonas possuem diferentes dromotropismos, ou seja,</p><p>diferentes capacidades de conduzir o estímulo que recebem.</p><p>4. Feixes de His ou Atrioventriculares: constituem a única conexão entre os</p><p>músculos dos átrios e dos ventrículos. Têm aproximadamente 20 mm de comprimento e</p><p>2 mm de diâmetro. O feixe de His não consiste em uma pequena massa homogênea de</p><p>tecido de condução, mas sim em feixes longitudinais múltiplos. Ele começa no nódulo</p><p>AV, passa através do tecido fibroso que separa os átrios dos ventrículos e corre ao</p><p>longo da borda posterior da parte membranosa do septo interventricular. Na junção</p><p>entre as partes membranosas e musculares desse septo, divide-se em dois ramos: o</p><p>ramo direito, que percorre a parede direita do septo interventricular e será responsável</p><p>por levar o estímulo ao ventrículo direito; e o ramo esquerdo, que logo em sua origem</p><p>divide-se em fascículo esquerdo posterior, fascículo esquerdo anterior e nos feixes</p><p>septais esquerdos, sendo responsáveis pela condução do estímulo ao ventrículo</p><p>esquerdo.</p><p>5. Fibras de Purkinje: após atravessar os feixes de His, o impulso alcança os</p><p>múltiplos fascículos do sistema de Purkinje. Essas fibras compõem uma rede</p><p>subendocárdica que percorre ambos os ventrículos até tornarem-se contínuas com as</p><p>fibras musculares cardíacas. É a propagação do impulso através da rede de Purkinje no</p><p>miocárdio ventricular que produz no ECG o complexo QRS.</p><p>ELETROFISIOLOGIA DO CORAÇÃO</p><p>Conforme descrito nos capítulos Potencial de Membrana e Potencial de Ação, o</p><p>potencial de membrana da célula no interior é negativo em relação ao meio externo e</p><p>está quantificado como -90 mV. O principal fator desse potencial é o gradiente do íon</p><p>de potássio através da membrana. Como afirmado anteriormente, a concentração de</p><p>sódio extracelular é alta se comparada à concentração intracelular. Com relação às</p><p>concentrações iônicas, vejamos a Tabela 11.1.</p><p>Tabela 11.1 Concentrações intra e extracelulares.</p><p>Intracelular Extracelular</p><p>K+ 140 mEq/l 4 mEq/l</p><p>Na 12 mEq/l 140 mEq/l</p><p>Cl- 4 mEq/l 103 mEq/l</p><p>Ca++ 1 mEq/l 5 mEq/l</p><p>Na despolarização e repolarização de uma célula muscular cardíaca, os movimentos</p><p>iônicos podem ser assim esquematizados (Figura 11.2):</p><p>Fase 0: Potencial de repouso da membrana.</p><p>Fase 1: Influxo rápido de sódio (Na+).</p><p>Fase 2: Início da repolarização pelo efluxo de potássio (K+).</p><p>Fase 3: Influxo lento de cálcio (Ca++)/diminuição do efluxo de K+ (platô).</p><p>Fase 4: Retomada da repolarização pelo efluxo de potássio (K+).</p><p>Fase 5: Ação da bomba de Na+/K+/ATPase.</p><p>Figura 11.2 Gráfico da despolarização da célula cardíaca.</p><p>A velocidade do potencial de ação varia consideravelmente entre as diversas partes</p><p>do coração, em função das propriedades inerentes das diferentes regiões do sistema de</p><p>condução especializado e do miocárdio. A maior velocidade está nas fibras de Purkinje</p><p>e a menor na porção média do nódulo AV.</p><p>A partir dos fenômenos de repouso e excitação de uma célula observamos que,</p><p>quando a porção inicial de uma fibra é excitada, sua face externa se torna eletronegativa</p><p>em relação à parte ainda em repouso, que é eletropositiva. Isso, apreciado por um</p><p>galvanômetro, vai acusar as diferenças do potencial elétrico e constitui o</p><p>eletrocardiograma (ECG) (Figura 11.3).</p><p>Figura 11.3 Relação entre transporte iônico através da membrana celular, o potencial de ação na célula</p><p>cárdica e o registro eletrocardiográfico.</p><p>TEORIA DO DIPOLO</p><p>Sabe-se que, quando uma célula está em repouso, o seu interior está com cargas</p><p>negativas enquanto o exterior da célula tem cargas positivas. Quando ocorre a</p><p>despolarização de uma célula há a inversão das características elétricas da membrana</p><p>celular. Desse modo a superfície externa da membrana torna-se negativa em relação ao</p><p>interior, que passa a ser positivo (Figura 11.4).</p><p>Como a despolarização elétrica é um fenômeno dinâmico, com a propagação do</p><p>estímulo, a partir de um ponto inicial, as zonas vizinhas vão se tornando sucessivamente</p><p>negativas, sempre em relação às zonas positivas que seguem. Acompanhe o esquema:</p><p>Figura 11.4 Progressão da despolarização em um grupo de células. Estímulo inicial (seta curva à</p><p>esquerda). A “onda” de despolarização avança das porções já excitadas para as não excitadas.</p><p>O processo da despolarização tem essa sequência de avanço, ou seja, da porção já</p><p>excitada para a que ainda encontra-se em repouso. Isso cria uma diferença de cargas</p><p>(contrárias), determinando a chamada Teoria do Dipolo (Figura 11.5).</p><p>Figura 11.5 Dipolo de despolarização externo na célula.</p><p>O dipolo é representado por um vetor que se forma externamente no sentido da</p><p>região já despolarizada (negativa) para a região ainda em repouso (positiva).</p><p>Estando a célula em um meio condutor, essas alterações de potenciais produzirão</p><p>uma corrente elétrica que poderá ser captada por um eletrodo (Figura 11.6).</p><p>Figura 11.6 Captação do potencial de ação por eletrodo.</p><p>ATIVAÇÃO E RECUPERAÇÃO ELÉTRICA DO CORAÇÃO</p><p>Despolarização Atrial:</p><p>a despolarização inicial para o ciclo cardíaco tem início no</p><p>nódulo sinoatrial (SA); esse realiza o processo de despolarização tornando-se negativo</p><p>em relação às demais regiões ainda não excitadas. A partir dessa despolarização inicial</p><p>o impulso avança pelo sistema de condução interna, ativando simultaneamente o</p><p>endocárdio e o epicárdio dos átrios.</p><p>Sabendo-se a localização anatômica do nódulo SA, podemos entender que a</p><p>primeira região a ser ativada é o átrio direito, seguindo-se o septo interatrial e o átrio</p><p>esquerdo. O átrio esquerdo recebe o impulso elétrico vindo do nódulo SA através de</p><p>um fascículo do feixe internodal anterior, o fascículo de Bachmann. A última porção a</p><p>ser ativada no átrio direito localiza-se inferiormente, entre as tricúspides e a veia cava</p><p>inferior.</p><p>Para completar a despolarização de todo o miocárdio atrial, o impulso cardíaco</p><p>leva de 80 a 90 ms.</p><p>A despolarização atrial produz no registro eletrocardiográfico a denominada “onda</p><p>P”, cuja duração média é de 0,07 a 0,11 s. Nesse pequeno período de tempo</p><p>didaticamente distinguem-se três etapas: 1. com a duração de aproximadamente 0,03 s,</p><p>referente à ativação apenas do átrio direito; 2. com a duração média de 0,03 s, continua</p><p>a despolarização do átrio direito e inicia a despolarização do septo interatrial e átrio</p><p>esquerdo; 3. com a duração aproximada de 0,02 s, ocorre o fim da despolarização atrial</p><p>(Figura 11.7).</p><p>Figura 11.7 Onda de ativação atrial (onda P). O átrio direito é o primeiro a se ativar, vindo a seguir a</p><p>ativação do átrio esquerdo.</p><p>Fonte: Adaptado de Tranchesi (1983).</p><p>Sendo uma onda com morfologia regularmente arredondada, é difícil a distinção dos</p><p>componentes que correspondem à ativação dos átrios direito e esquerdo, fato somente</p><p>observado quando existem distúrbios na condução intra-atrial ou crescimentos atriais.</p><p>A despolarização dos átrios pode ser representada por vários vetores. O somatório</p><p>dos vetores do átrio direito com os do átrio esquerdo produz um vetor cuja direção</p><p>espacial é para a esquerda, para baixo e discretamente para frente (Figura 11.8).</p><p>Figura 11.8 Vetor de despolarização atrial.</p><p>Fonte: Adaptado de Hallake (1994).</p><p>Repolarização Atrial: finalizada a despolarização dos átrios inicia-se o processo de</p><p>repolarização. A zona de início da repolarização atrial corresponde à zona primária de</p><p>despolarização, ou seja, ela começa nas porções circunscritas ao nódulo sinusal, o</p><p>vetor final da repolarização opõe-se ao vetor de despolarização. Logo, orienta-se para</p><p>cima e para a direita (Figura 11.9).</p><p>Figura 11.9 Vetores de despolarização e repolarização atriais.</p><p>Como a ativação ventricular, de efeitos elétricos muito mais potentes, se processa</p><p>enquanto se realiza importante parte da repolarização atrial, os efeitos dessa não se</p><p>evidenciam nos traçados eletrocardiográficos. Somente em condições patológicas é que</p><p>certos efeitos consequentes à repolarização atrial podem ser registrados no ECG.</p><p>A presença da onda de repolarização atrial, denominada “onda T atrial (Ta)”,</p><p>significará dissociação entre as atividades elétricas do átrio e do ventrículo e pode ser</p><p>notada inscrita logo após a onda P (Figura 11.10).</p><p>Figura 11.10 Dissociação atrioventricular: onda Ta logo após a onda P com deflexão negativa, prolongada e</p><p>de pequena magnitude e levemente arredondada.</p><p>Despolarização Ventricular: ao mesmo tempo em que se inicia a despolarização dos</p><p>átrios, a partir do nódulo SA, há também a propagação do estímulo em direção ao</p><p>nódulo AV, com o objetivo de estender as ativações celulares aos ventrículos.</p><p>A despolarização ventricular produz no eletrocardiograma o chamado “complexo</p><p>QRS”, que nada mais é do que a representação das várias partes da despolarização dos</p><p>ventrículos.</p><p>A despolarização ventricular tem início com a chegada do estímulo à face esquerda</p><p>do septo interventricular, dependente do ramo esquerdo do feixe de His; prossegue-se</p><p>então a despolarização do terço médio do septo interventricular (da esquerda para a</p><p>direita). Representa-se nessa fase o primeiro vetor de despolarização ventricular cuja</p><p>expressão eletrocardiográfica é de pequena amplitude (Figura 11.11).</p><p>Figura 11.11 Vetor inicial de despolarização ventricular (1), responsável pelo surgimento</p><p>eletrocardiográfico da onda Q.</p><p>A direção do vetor inicial (vetor 1) é habitualmente de trás para frente. Isso</p><p>acontece porque o ventrículo esquerdo é posterior em relação ao direito e orienta-se da</p><p>esquerda para a direita (31% dos casos podendo ser para cima ou para baixo, conforme</p><p>a posição espacial do septo interventricular).</p><p>A seguir, o estímulo percorre a superfície endocárdica dos ventrículos e atravessa a</p><p>espessura do terço inferior do septo interventricular. Essa fase é representada por um</p><p>vetor 2, cuja orientação é de trás para frente, da direita para a esquerda e</p><p>frequentemente para baixo (Figura 11.12).</p><p>Figura 11.12 Vetor de despolarização ventricular (2), responsável pelo surgimento eletrocardiográfico</p><p>da onda R.</p><p>O estímulo é então propagado pela região septal baixa, continuando assim a</p><p>despolarização das paredes livres dos ventrículos, quase que de forma simultânea. A</p><p>partir da superfície interna já ativada, a progressão do estímulo elétrico realiza-se</p><p>perpendicularmente às paredes, dirigindo-se do endocárdio para o epicárdio.</p><p>Nesse momento manifestam-se os potenciais que representam a ativação da parede</p><p>anterior do ventrículo direito e anterolateral do ventrículo esquerdo. Desse conjunto de</p><p>forças, predominam os vetores do VE, devido à maior espessura de suas paredes.</p><p>Representa-se aqui o vetor 3, cuja composição é do vetor 3a mais 3b, onde 3a se refere</p><p>à ativação ao nível de VD e 3b ao nível do VE. O vetor resultante possui a seguinte</p><p>orientação: para trás e para a esquerda (Figura 11.13).</p><p>Figura 11.13 Vetor despolarização ventricular (3), responsável pelo surgimento eletrocardiográfico da</p><p>onda R.</p><p>Por último, o estímulo atinge as porções do terço superior e basais dos ventrículos e</p><p>do septo interventricular. As últimas áreas ventriculares a se ativarem têm na</p><p>representação o vetor 4, cuja orientação é para trás e para cima, podendo ser para a</p><p>direita, esquerda ou se situar na linha média (Figura 11.14).</p><p>Figura 11.14 Vetor de despolarização ventricular (4), responsável pela porção final da onda R no</p><p>registro eletrocardiográfico.</p><p>Figura 11.15 Esquema representativo dos vetores da despolarização ventricular.</p><p>Ainda, para a prática diária, sintetiza-se todos os fenômenos elétricos ocorridos</p><p>durante a despolarização ventricular por um único vetor, cuja direção é muito</p><p>influenciada pelo vetor 3. Por essa razão, o vetor resultante aponta normalmente para</p><p>baixo, levemente para frente e para a região do ventrículo esquerdo (Figura 11.16).</p><p>Figura 11.16 Vetor resultante da despolarização ventricular.</p><p>Repolarização Ventricular: após a ativação ventricular, o músculo cardíaco deve</p><p>recuperar o estado de polarização a fim de poder excitar-se novamente. Ao término da</p><p>despolarização ventricular, toda a sua massa miocárdica apresenta cargas negativas.</p><p>Prossegue-se então um breve “silêncio elétrico” de aproximadamente 0,15 segundo,</p><p>cuja manifestação eletrocardiográfica será uma linha quase isoelétrica chamada de</p><p>“segmento ST”. Imediatamente a esse momento inicia-se a repolarização ventricular,</p><p>em que as células voltam a ganhar cargas positivas, estabelecendo-se diferenças de</p><p>potenciais entre as zonas que se repolarizaram com as zonas ainda negativas</p><p>(despolarizadas).</p><p>No processo de despolarização ventricular, o septo interventricular e as paredes</p><p>endocárdicas do músculo ventricular são as primeiras áreas a despolarizarem-se.</p><p>Assim, poderia parecer lógico que seriam essas regiões também as primeiras a se</p><p>repolarizarem. Entretanto, o processo de repolarização foge a esse pensamento e ocorre</p><p>de forma invertida. Ou seja, a primeira parte do músculo ventricular a ser repolarizada</p><p>é o epicárdio da região apical do coração, enquanto o endocárdio do septo</p><p>interventricular e a região basal são as últimas regiões a repolarizarem-se.</p><p>A razão</p><p>dessa sequência não lógica da repolarização ventricular é relacionada a</p><p>vários fatores que ainda se encontram em discussão: a) a pressão do sangue</p><p>intracavitário sobre o endocárdio; b) a temperatura mais baixa do endocárdio em</p><p>relação ao epicárdio, c) a melhor irrigação das regiões subepicárdicas. Esses fatores</p><p>aumentariam o período de contração do endocárdio, lentificando e invertendo o</p><p>processo de repolarização ventricular.</p><p>Esse período de recuperação é determinado pelo ECG como uma onda de flexão</p><p>arredondada e lenta denominada de “onda T”.</p><p>Visto que as superfícies externa e apical dos ventrículos são repolarizadas antes das</p><p>superfícies interna e basal, forma-se, então, um vetor de repolarização ventricular cuja</p><p>direção é da base para o ápice.</p><p>Um resumo da despolarização cardíaca pode-se ver a seguir:</p><p>RESUMO DA CONDUÇÃO ELÉTRICA NO CORAÇÃO</p><p>NÓDULO SA</p><p>↓</p><p>MIOCÁRDIO ATRIAL</p><p>↓</p><p>FEIXES INTERNODAIS</p><p>↓</p><p>NÓDULO AV</p><p>↓</p><p>FEIXE DE HIS</p><p>↓</p><p>RAMOS ESQUERDO E DIREITO</p><p>↓</p><p>SISTEMA DE PURKINJE</p><p>↓</p><p>MIOCÁRDIO VENTRICULAR</p><p>DERIVAÇÕES</p><p>Na superfície do corpo existem diferenças de potenciais consequentes aos</p><p>fenômenos elétricos gerados durante a excitação cardíaca. Essas diferenças podem ser</p><p>registradas, tendo-se então uma noção do tipo e da intensidade das forças elétricas do</p><p>coração. Com esse objetivo, diferentes pontos do corpo são explorados através de</p><p>eletrodos ligados ao aparelho de registro por meio de fios condutores. Dessa forma, as</p><p>denominadas “derivações” são definidas de acordo com a posição dos eletrodos. As</p><p>derivações representam como que pontos de observação diferentes, de um mesmo</p><p>momento e de uma mesma coisa (Figura 11.17).</p><p>Figura 11.17 Analogia de como as derivações eletrocardiográficas registram um mesmo momento de</p><p>uma mesma atividade – como se a máquina fotográfica fosse disparada em diferentes posições para</p><p>registrar uma mesma atividade.</p><p>Derivações do Plano Frontal: o plano frontal é paralelo ao tórax (Figura 11.18).</p><p>Figura 11.18 Representação do plano frontal.</p><p>Derivações Bipolares: Einthoven estabeleceu três derivações dispostas de modo a</p><p>formar lados de um triângulo equilátero (“Triângulo de Einthoven”), cujos lados</p><p>denominou de D1, D2 e D3 (Figura 11.19).</p><p>Figura 11.19 Triângulo de Einthoven.</p><p>Fonte: Adaptado de Tranchesi (1983).</p><p>Nesse triângulo, D1 se refere à diferença de potencial entre o braço esquerdo e o</p><p>braço direito. A segunda derivação D2 mede a diferença de potencial entre o braço</p><p>direito e a perna esquerda, e a terceira derivação D3 mede a diferença de potencial</p><p>entre a perna esquerda e o braço esquerdo.</p><p>O centro geométrico do triângulo de Einthoven corresponde ao centro elétrico do</p><p>coração ou centro aparente de origem dos vetores; e, para localizá-lo, basta traçar a</p><p>bissetriz dos ângulos desse triângulo. Essas, ao se cruzarem, demarcam o centro</p><p>elétrico do coração, sendo que cada bissetriz divide o lado oposto em dois segmentos</p><p>iguais, um positivo e outro negativo.</p><p>As derivações bipolares medem apenas as diferenças de potenciais entre dois</p><p>pontos. Assim, quando identificamos D1 (Figura 11.20), medimos a diferença entre o</p><p>braço esquerdo e o direito, mas nada é registrado sobre o que é observado em D2</p><p>(Figura 11.21) ou D3 (Figura 11.22).</p><p>Qualquer vetor que tenha origem no centro geométrico desse triângulo poderá ser</p><p>projetado em D1, D2 e D3. Einthoven convencionou que qualquer vetor projetado nos</p><p>segmentos b, e, d de D1, D2 e D3, respectivamente, fosse interpretado como positivo e</p><p>que os projetados nos segmentos a, f, c de D1, D2 e D3, respectivamente, fossem</p><p>interpretados como negativo.</p><p>Figura 11.20 Registro de ECG na derivação D1.</p><p>Figura 11.21 Registro de ECG na derivação D2.</p><p>Figura 11.22 Registro de ECG na derivação D3.</p><p>DERIVAÇÕES UNIPOLARES</p><p>Em 1934, Wilson desenvolveu as derivações unipolares (Figura 11.23), em que a</p><p>união dos três eletrodos das derivações clássicas de Einthoven, no polo negativo do</p><p>galvanômetro, teria um potencial próximo de zero; enquanto o outro polo positivo do</p><p>galvanômetro estaria ligado a um dos ângulos do triângulo de Einthoven.</p><p>Figura 11.23 Primeiro modo de derivações unipolares (VR, VL, VF).</p><p>As correntes captadas com o sistema unipolar de Wilson inscrevem-se com pequena</p><p>voltagem e, por essa razão, em 1942, Godberger criou as derivações unipolares</p><p>aumentadas (Figura 11.24). Verificou-se que, desligando o membro explorado da</p><p>central terminal, a amplitude das deflexões “aumentava” em 50%.</p><p>Desde então as derivações unipolares dos membros passaram a ser chamadas de</p><p>aVR, aVL e aVF (“a” de aumentado).</p><p>Figura 11.24 Derivações unipolares (aVR, aVL, aVF), usadas na prática.</p><p>Por convenção o vetor que partir do centro do triângulo de Einthoven e cuja</p><p>projeção esteja entre o ângulo do triângulo e o seu centro será registrado como positivo</p><p>na respectiva derivação.</p><p>Na Figura 11.25 pode-se observar o registro dessas derivações.</p><p>aVR</p><p>aVL</p><p>aVF</p><p>Figura 11.25 Registro eletrocardiográfico de derivações unipolares.</p><p>Sistemas de Eixos: as linhas de derivação bipolar podem ser transportadas ao</p><p>centro do triângulo de Einthoven, deslocando-as paralelamente à sua situação primitiva,</p><p>formando-se assim o Sistema Triaxial de Bayley (Figura 11.26).</p><p>Figura 11.26 Sistema triaxial de Bayley.</p><p>Superpondo-se esse sistema ao constituído pelas três linhas das derivações</p><p>unipolares dos membros, teremos formado o Sistema Hexaxial (Figura 11.27).</p><p>Figura 11.27 Sistema de eixos hexaxial.</p><p>Derivações do Plano Horizontal: o plano horizontal é o plano paralelo ao solo que</p><p>corta o tórax ao nível do coração.</p><p>As derivações unipolares exploram o fenômeno elétrico cardíaco a partir da face</p><p>anterior do tórax e são denominadas de “precordiais”. Cada derivação precordial</p><p>registra o fenômeno elétrico cardíaco de um determinado ângulo do espaço, resultando</p><p>numa inscrição diferente segundo a derivação. No entanto, todas as inscrições</p><p>representam o mesmo fenômeno elétrico.</p><p>Localização das derivações (Figura 11.27):</p><p>V1 = 4° espaço intercostal direito, junto ao bordo esternal direito.</p><p>V2 = 4° espaço intercostal esquerdo, junto ao bordo esternal esquerdo.</p><p>V3 = metade de uma linha imaginária que une V2 a V4.</p><p>V4 = 5° espaço intercostal esquerdo, na linha hemiclavicular esquerda.</p><p>V5 = no mesmo nível que V4, na linha axilar anterior.</p><p>V6 = no mesmo nível de V4, na linha axilar média.</p><p>Figura 11.28 Disposição das derivações precordiais.</p><p>Na prática diária os ECG têm sido realizados nas derivações precordiais de V1 a</p><p>V6. Entretanto, conforme a necessidade, podem-se obter: V7 (no mesmo nível de V6, na</p><p>linha axilar posterior) e V8 (no dorso, imediatamente abaixo do ângulo da escápula</p><p>esquerda). Em situações especiais podemos usar derivações no hemitórax direito,</p><p>simétricas às clássicas do hemitórax esquerdo que são chamadas de V3R, V4R, V5R,</p><p>V6R.</p><p>As linhas de derivações do plano horizontal são as retas formadas pela ligação de</p><p>cada um dos pontos precordiais à projeção do centro elétrico do coração nesse plano.</p><p>A projeção situada entre esses pontos precordiais e a projeção do centro elétrico do</p><p>coração será registrada como positiva; e a que se situar no prolongamento dessa reta,</p><p>negativa.</p><p>Na Figura 11.29 observa-se o registro das derivações precordiais.</p><p>Figura 11.29 Registro de ECG das derivações precordiais.</p><p>O REGISTRO ELETROCARDIOGRÁFICO</p><p>O eletrocardiograma é registrado em papel milimetrado com o objetivo de facilitar</p><p>as medidas das amplitudes, bem como a duração das diferentes ondas, intervalos e</p><p>segmentos.</p><p>O papel usado é quadriculado, com um milímetro (mm) de distância tanto entre as</p><p>linhas horizontais como entre as verticais. A cada 5 mm há uma linha de traçado mais</p><p>forte delimitando quadrados maiores. O tempo tem relação com as linhas horizontais.</p><p>Rotineiramente, a velocidade de deslocamento do papel é de cerca de 25 mm/s, sendo</p><p>assim, cada milímetro vale 0,04 s e o grupo de 5 mm representa 0,20 segundo (Figura</p><p>11.30).</p><p>Figura 11.30 O papel de registro eletrocardiográfico.</p><p>A voltagem é medida nas linhas verticais e representada de forma que cada 10 mm</p><p>equivalham a 1 mV. Antes</p><p>do início do registro do ECG, todo aparelho deve ser</p><p>padronizado em relação à voltagem. Com esse intuito, existe no aparelho um</p><p>dispositivo elétrico que induz no circuito uma corrente conhecida de 1 mV. Calibra-se</p><p>o aparelho de modo que o deslocamento da linha de base seja de 10 mm,</p><p>correspondendo então a 1 mV (Standard Normal – N).</p><p>A INTERPRETAÇÃO DO ELETROCARDIOGRAMA</p><p>Para se interpretar adequadamente o ECG, devemos adotar uma sequência como</p><p>rotina:</p><p>1º) Identificação do Paciente: em que devemos conhecer a idade, o sexo, a cor, a</p><p>profissão, o local de procedência, o biótipo, a história clínica e os medicamentos em</p><p>uso;</p><p>2º) Ritmo Cardíaco: o ritmo normal é chamado de ritmo sinusal, ou seja, quando em</p><p>D2 a onda P é positiva e a cada onda P segue-se um complexo QRS, com PR constante.</p><p>3º) Frequência Cardíaca: considerando que o papel-registro desloca-se na</p><p>velocidade habitual de 25 mm/s, pode-se calcular a frequência cardíaca em qualquer</p><p>uma das doze derivações por dois métodos:</p><p>a) divide-se a constante 1.500 pela distância (em milímetros) entre dois pontos</p><p>de dois ciclos cardíacos seguidos, por exemplo, o ápice de dois complexos de QRS em</p><p>sequência (Figura 11.31).</p><p>Figura 11.31 A constante 1.500 é obtida a partir da relação entre a velocidade do registro calculado</p><p>em um minuto.</p><p>b) localizado o ápice de um complexo QRS que coincida com uma linha mais</p><p>escura do papel milimetrado, denomina-se a linha escura que segue de 300, a seguinte</p><p>de 150 e as próximas de 100, 75, 60 e 50. Esses valores equivalem à frequência</p><p>cardíaca. A linha escura onde estiver o próximo complexo QRS, ou mais se aproximar,</p><p>determinará a frequência cardíaca (Figura 11.32).</p><p>Figura 11.32 Método simplificado de determinação da frequência cardíaca.</p><p>A frequência cardíaca referência para o normal está entre 60 e 100 batimentos por</p><p>minuto (bpm).</p><p>4º) Análise da Morfologia das Ondas e Medidas dos Segmentos:</p><p>Onda P → duração, morfologia, amplitude.</p><p>Duração de no máximo 0,11 s (2,75 mm).</p><p>Amplitude máxima de 0,25 mV (2,5 mm).</p><p>Morfologia arredondada e simétrica.</p><p>Segmento PR → corresponde o início da onda P até o início do complexo</p><p>QRS, cuja duração está entre 0,12 e 0,20 s (3-5 mm).</p><p>Complexo QRS (Figura 11.33) ® duração, morfologia, amplitude.</p><p>Duração entre 0,12 e 0,20 s (3-5 mm).</p><p>Morfologia rS em V1 e V2;</p><p>RS em V3 e V 4;</p><p>qR em V5 e V6.</p><p>Figura 11.33 Formas de apresentação do complexo QRS.</p><p>Segmento ST → morfologia horizontal (isoelétrica) ou apresentando leve</p><p>desnivelamento de no máximo 1 mm (0,1 mV) de altura em relação à linha</p><p>de base; diversos autores afirmam ser o máximo de desnivelamento 0,5 mm</p><p>(0,05 mV). O ponto de junção entre o final do complexo QRS e o início do</p><p>segmento ST é denominado de “ponto J” (Figura 11.34).</p><p>Figura 11.34 O segmento ST.</p><p>Onda T → morfologia arredondada e assimétrica, sendo a primeira porção</p><p>lenta e a segunda mais rápida (Figura 11.35).</p><p>Figura 11.35 A onda T de repolarização ventricular.</p><p>Intervalo QT → relacionado com a frequência cardíaca, corresponde ao</p><p>período de tempo entre o início do complexo QRS e o fim da onda T.</p><p>Representa a duração total da sístole elétrica ventricular. A duração máxima</p><p>é de 0,42 s (10,5 mm).</p><p>Onda U → a observação da onda U nem sempre é muito clara, mas, quando</p><p>presente, destaca-se em especial nas derivações V3 e V4. Caracteriza-se</p><p>como uma onda arredondada de pequeníssima amplitude, 0,5 mm (0,05 mV).</p><p>Sua etiologia é bastante controversa, mas duas teorias são as mais aceitas: a</p><p>primeira afirma ser a onda U (Figura 11.36) consequente a diferenças de</p><p>potenciais entre a musculatura subendocárdica e a subepicárdica, durante a</p><p>repolarização ventricular secundária a diferenças de concentrações iônicas;</p><p>a segunda a considera como representante da repolarização das fibras do</p><p>sistema de Purkinje.</p><p>Figura 11.36 A onda U.</p><p>5º) Determinação do Eixo Cardíaco: consideremos inicialmente o sistema de eixos</p><p>Hexaxial, já demonstrado, sendo o seu centro o nódulo AV. Representa-se neste sistema</p><p>o vetor cardíaco resultante da despolarização cardíaca, também chamado de vetor</p><p>médio (Figura 11.37).</p><p>Figura 11.37 O vetor médio de despolarização cardíaca.</p><p>Fonte: Adaptado de Tranchesi (1983).</p><p>Observa-se que o vetor médio cardíaco está entre 0° e +90°, sendo o seu valor</p><p>normal o mais próximo de 60°. O valor do eixo cardíaco é muito influenciado pelo</p><p>biótipo do indivíduo, ou seja, em pessoas ditas brevelíneas há uma tendência de o eixo</p><p>ser horizontalizado (aproximar-se do 0°), isso em função da “horizontalização” do</p><p>coração que ocorre nessas pessoas. Por outro lado, nos chamados longilíneos, o vetor</p><p>costuma ser mais próximo dos 90°, em razão da “verticalização” cardíaca. Dentre as</p><p>quatro cavidades cardíacas, os ventrículos são os que influenciam a direção do vetor</p><p>médio.</p><p>Para a determinação do vetor cardíaco há um esquema prático que leva em</p><p>consideração as derivações DI (Figura 11.38) e aVF. Sabendo-se que, na derivação DI,</p><p>o vetor cardíaco médio é observado a partir da diferença entre o membro superior</p><p>esquerdo e o direito, observamos no registro eletrocardiográfico uma inscrição de QRS</p><p>predominantemente positiva.</p><p>Figura 11.38 DI em relação ao vetor médio cardíaco e registro do ECG em DI.</p><p>Da mesma forma, observamos que, na derivação aVF (Figura 11.39), o vetor médio</p><p>é estudado a partir da diferença entre o membro inferior e os membros superiores.</p><p>Registrando, assim, um eletrocardiograma conforme o abaixo.</p><p>Figura 11.39 AVF em relação ao vetor médio cardíaco e ECG em aVF.</p><p>Assim, toda a vez em que o vetor médio cardíaco estiver localizado no seu</p><p>quadrante normal, teremos no eletrocardiograma as derivações DI e aVF com as</p><p>características conforme as mostradas acima. Por outro lado, caso haja um desvio do</p><p>eixo normal, veremos em ECG a alteração da inscrição do QRS nas derivações DI e</p><p>aVF.</p><p>Figura 11.40 Observando o QRS nas derivações DI e aVF é possível determinarmos em qual</p><p>quadrante está o vetor médio cardíaco.</p><p>Fonte: Adaptado de Tranchesi (1983).</p><p>Conforme o desvio do eixo, denominamos: Desvio de Eixo à Esquerda (DEE), que</p><p>está entre 0° e -90° ou Desvio de Eixo à Direita (DED), que está entre 90° e 180° (±),</p><p>ou Desvio de Eixo à Direita Máximo (DEDM), estando entre 180° (±) e -90° (Figura</p><p>11.40).</p><p>6º) Conclusão da Análise: estando todos os itens dentro da normalidade, conclui-se</p><p>o ECG como sendo normal; caso haja alguma alteração deve-se fazer uma análise mais</p><p>detalhada buscando correlacionar o registro eletrocardiográfico com o quadro clínico.</p><p>ALTERAÇÕES DO ELETROCARDIOGRAMA</p><p>SOBRECARGAS</p><p>SOBRECARGAS ATRIAIS</p><p>A morfologia normal da onda P é a representação da soma dos vetores de</p><p>despolarização dos átrios direito e esquerdo. Processos que influenciam as correntes</p><p>elétricas desenvolvidas por um dos átrios alteram a projeção de seu vetor e modificam</p><p>a morfologia da onda P. Assim, pelo ECG poderemos diagnosticar o aumento dos átrios</p><p>(Figura 11.41).</p><p>Figura 11.41 A onda P normal e seus componentes de formação.</p><p>Fonte: Adaptado de Hallake (1994).</p><p>Sobrecarga Atrial Direita (Figura 11.42): o aumento do átrio direito (AD) leva à</p><p>maior duração de sua despolarização. Habitualmente o que se observa é um aumento</p><p>não na duração da onda P, mas sim na sua amplitude.</p><p>Figura 11.42 Sobrecarga atrial direita.</p><p>Fonte: Adaptado de Hallake (1994).</p><p>Observaremos na sobrecarga de átrio direito uma onda P com aspecto apiculado ou,</p><p>ainda, com um entalhe na porção descendente correspondendo à ativação do átrio</p><p>esquerdo (AE).</p><p>Sobrecarga Atrial Esquerda (figuras 11.43 e 11.44): o crescimento atrial esquerdo</p><p>modifica a duração total da onda P, conferindo a presença de um entalhe que muitas</p><p>vezes tem aspecto bimodal ou bífido. Quanto à duração ela é patológica quando for</p><p>maior ou igual a 0,11 segundo. A amplitude não se altera.</p><p>Figura 11.43 Sobrecarga atrial esquerda.</p><p>Fonte: Adaptado de Hallake (1994).</p><p>Figura 11.44 ECG sobrecarga atrial esquerda.</p><p>SOBRECARGA VENTRICULAR</p><p>O potencial elétrico do ventrículo esquerdo (VE) predomina sobre o do ventrículo</p><p>direito (VD), assim as alterações de sobrecarga de</p><p>VE expressam-se pelo exagero do</p><p>seu padrão normal eletrocardiográfico e, por consequência, somente uma sobrecarga</p><p>ventricular direita significativa terá expressão.</p><p>Sobrecarga Ventricular Esquerda (Figura 11.45): representa um exagero do</p><p>predomínio fisiológico desse ventrículo, como, por exemplo, na hipertrofia de</p><p>ventrículo esquerdo. Eletrocardiograficamente há aumento dos potenciais do VE,</p><p>resultando maior duração dos complexos QRS, com ondas R grandes nas derivações</p><p>esquerdas DI, aVL, V5, V6 e ondas S profundas nas precordiais direitas (V1 e V2).</p><p>Nota-se ainda que, com a sobrecarga de VE, há uma inversão da onda T em V5 e V6</p><p>com infradesnivelamento do segmento ST.</p><p>Figura 11.45 ECG na Sobrecarga de VE.</p><p>Sobrecarga Ventricular Direita: tem tradução no ECG extremamente polimorfa,</p><p>apresentando inúmeras variações, que são de difícil sistematização. Normalmente está</p><p>associada a uma sobrecarga ventricular esquerda preexistente. Ocorre em especial na</p><p>hipertrofia do VD primária ou secundária, por exemplo, a hipertensão pulmonar. Assim</p><p>as características eletrocardiográficas observadas serão: um DI com o complexo QRS</p><p>predominando negativo, podendo caracterizar um desvio de eixo para a direita, ondas R</p><p>grandes em V1 e V2 e que diminuem progressivamente até V6. A duração também se</p><p>encontra aumentada.</p><p>Figura 11.46 - ECG com sobrecarga de VD</p><p>ARRITMIAS</p><p>Taquicardia Sinusal (Figura 11.47): ritmo de origem das células do nódulo SA com</p><p>frequência maior do que 100 batimentos por minuto (bpm).</p><p>Os intervalos PR e QT são menores, e a onda P aproxima-se da onda T precedente.</p><p>(As ondas P apresentam morfologia normal.)</p><p>Figura 11.47 ECG com taquicardia sinusal.</p><p>Bradicardia Sinusal (Figura 11.48): ritmo originário do nódulo SA com frequência</p><p>menor do que 60 bpm. A onda P apresenta morfologia normal e intervalo PR tem maior</p><p>duração. A onda P está mais afastada da onda T precedente.</p><p>Figura 11.48 ECG na bradicardia sinusal.</p><p>Arritmia Sinusal (Figura 11.49): ritmo de origem do nódulo SA e que apresenta</p><p>frequência variável. Essa variação pode ser cíclica com a respiração ou sem relação</p><p>com o ciclo respiratório – irregular.</p><p>Figura 11.49 Arritmia sinusal gerada por variação no período respiratório.</p><p>Marca-Passo Migratório (Figura 11.50): condição na qual o foco lançador dos</p><p>estímulos varia dentro dos átrios, podendo originar-se desde o nódulo sinusal até a</p><p>junção AV. A onda P tem morfologia variável mesmo numa só derivação em função da</p><p>variação do marca-passo dominante.</p><p>Figura 11.50 Marca-passo migratório.</p><p>Fonte: Frank (1998).</p><p>Extrassistolia: extrassístoles são as alterações do ritmo cardíaco mais comumente</p><p>encontradas na clínica, definidas pela presença de uma despolarização cardíaca</p><p>prematura, resultante de uma alteração de automatismo das células; ocorre, assim, um</p><p>batimento cardíaco prematuro antecipado em relação aos batimentos precoces, levando</p><p>a um encurtamento do ciclo cardíaco. É característica especial das extrassístoles a</p><p>presença da chamada “pausa compensatória” logo após o batimento precoce, sendo</p><p>essa característica universal das extrassístoles. As causas mais frequentes das</p><p>extrassístoles são: alterações dos níveis de catecolaminas, distúrbios hidroeletrolíticos,</p><p>hipóxia ou isquemia, uso de drogas, álcool, miocardiopatias, doenças metabólicas.</p><p>Muitas vezes evoluem para a taquicardia.</p><p>Extrassístoles Supraventriculares: os estímulos prematuros são de origem de</p><p>qualquer região acima da bifurcação do feixe de His. Os dois principais tipos são a</p><p>seguir descritos.</p><p>Extrassístoles Atriais (Figura 11.52): são geradas nos átrios, expressas por onda P,</p><p>que ocorre precocemente, logo após a onda T, seguida de complexo QRS e onda T</p><p>normais; entretanto, por conduzir a despolarização atrial por via não convencional</p><p>(Figura 11.51), a morfologia da onda P é aberrante, ou seja, diferente das demais</p><p>originadas no nódulo SA e que seguem os feixes internodais. Quando há uma</p><p>extrassístole, a despolarização das células se faz “célula para célula” o que é um</p><p>processo mais demorado do que o normal, onde há vias especializadas rápidas para a</p><p>condução da onda de despolarização.</p><p>Figura 11.51 Foco ectópico atrial.</p><p>Figura 11.52 ECG de extrassístole atrial.</p><p>Extrassístole Juncional (Figura 11.54): a extrassístole tem origem no nódulo AV</p><p>(Figura 11.53), levando à despolarização ventricular por via normal, caracterizando</p><p>assim no ECG complexo QRS e onda T com morfologias semelhantes aos demais,</p><p>porém há a ausência da onda P, que precederia essas ondas. Em alguns casos pode</p><p>haver a chamada captura atrial e ocorrer a apresentação de uma onda P, secundária a</p><p>extrassístole juncional, com morfologia anormal e inscrita até mesmo após o complexo</p><p>QRS, junto com a onda T (P+T).</p><p>Figura 11.53 Extrassístole juncional.</p><p>Figura 11.54 ECG de extrassístole juncional prematura.</p><p>Extrassistolia Ventricular (Figura 11.55): estímulo prematuro que tem origem nos</p><p>ventrículos. A ativação ventricular se faz de forma anômala, promovendo um ECG com</p><p>QRS de morfologia aberrante, alargado e diferente de todos os demais da sequência;</p><p>seguido de uma onda T também alterada na sua morfologia. A forma bizarra dos</p><p>complexos QRS deve-se ao fato de que o impulso é conduzido pelos ventrículos por</p><p>via muscular – célula para célula –, não seguindo as fibras de Purkinje. Por ser</p><p>originada a partir de um foco ectópico ventricular, há a ausência da onda P. Em alguns</p><p>casos pode ocorrer a captura atrial com a inscrição de uma onda P após o QRS, junto à</p><p>onda T – daí ser difícil a visualização.</p><p>Figura 11.55 Extrassístole ventricular.</p><p>Taquicardia Atrial Paroxística (Figura 11.56): arritmia de frequência elevada, entre</p><p>150 e 250 bpm, que normalmente tem início e término súbitos, originada a nível do</p><p>miocárdio atrial, foco ectópico, independente da participação do nódulo AV para a sua</p><p>perpetuação. Apresentam regularidade, sendo as ondas P seguidas de complexos QRS e</p><p>ondas T. São frequentemente associadas à Síndrome de Wolf-Parkinson-White,</p><p>intoxicação digitálica e hipertireoidismo.</p><p>Figura 11.56 ECG taquicardia atrial paroxística.</p><p>Taquicardia Juncional Paroxística (Figura 11.57): arritmia com alta frequência (150</p><p>a 250 bpm) que envolve o nódulo AV, caracteriza-se no eletrocardiograma, além da</p><p>frequência elevada, por complexos QRS de morfologia praticamente normais, seguidos</p><p>de ondas T, com a ausência de ondas P.</p><p>Figura 11.57 ECG taquicardia juncional paroxística.</p><p>Taquicardia Ventricular Paroxística (Figura 11.58): nessa arritmia o foco ectópico</p><p>está em região ventricular; apresentando um eletrocardiograma com complexos QRS</p><p>alargados aberrantes, com a ausência de onda P. Há uma frequência geralmente menor</p><p>do que nas supraventriculares, ou seja, entre 130 e 180 bpm. É de alto risco por evoluir</p><p>facilmente para a fibrilação ventricular. Pode ser secundária à intoxicação por digital,</p><p>quinidina, cardiopatia isquêmica, distúrbios hidroeletrolíticos entre outros.</p><p>Figura 11.58 ECG taquicardia ventricular paroxística.</p><p>Flutter Atrial (Figura 11.60): arritmia gerada ao nível dos átrios por um foco</p><p>ectópico (Figura 11.59) que despolariza os átrios regularmente, originando uma</p><p>frequência entre 200 a 400. A onda P é substituída pelas chamadas ondas F, as quais</p><p>apresentam uma característica descrita como sendo serrilhada em “forma de dente de</p><p>serrote”. Como os estímulos chegam ao nódulo AV em uma sequência muito rápida,</p><p>encontram-no, na maioria das vezes, em período de repolarização refratário; assim há</p><p>em geral alguns batimentos atriais para cada batimento ventricular. No ECG, a relação</p><p>entre as ondas P e os complexos QRS pode variar de 2:1 a 8:1.</p><p>Figura 11.59 Flutter atrial – foco ectópico.</p><p>Figura 11.60 ECG flutter atrial.</p><p>Fibrilação Atrial (Figura 11.62): representa uma das mais comuns arritmias</p><p>observadas na clínica. Gerada no nível dos átrios a partir de inúmeros focos ectópicos</p><p>(daí como diferenciar do flutter atrial – Figura 11.61), levando assim a um processo de</p><p>ativação atrial totalmente caótico que resulta em uma sístole inefetiva dos átrios.</p><p>Caracteriza-se no</p><p>ECG por ausência de ondas P, isso porque as inúmeras ondas de</p><p>despolarização, que surgem nos átrios, seguem direções diversas que acabam por</p><p>neutralizar-se; tendo frequência atrial entre 400 e 700 ciclos por minuto. Por outro lado</p><p>os complexos QRS e as ondas T são normais, mas com uma frequência muito irregular.</p><p>Previamente à instalação da fibrilação atrial, algumas vezes é observada a presença de</p><p>extrassistolias atriais ou flutter atrial ou taquicardia atrial paroxística.</p><p>Figura 11.61 Fibrilação atrial.</p><p>Figura 11.62 ECG fibrilação atrial.</p><p>Flutter Ventricular (Figura 11.63): arritmia extremamente grave, muitas vezes fatal</p><p>em poucos minutos; evolui na maioria das vezes para a fibrilação ventricular.</p><p>Caracteriza no ECG complexos QRS alargados, bizarros, com frequência entre 150 e</p><p>250 excitações por minuto.</p><p>Figura 11.63 ECG flutter ventricular.</p><p>Fibrilação Ventricular (Figura 11.64): a mais grave das arritmias cardíacas, pois,</p><p>corresponde hemodinamicamente a parada cardiocirculatória. O ECG caracteriza-se</p><p>por apresentar um padrão totalmente anárquico e bizarro, com frequência que varia de</p><p>80 a 300 por minuto. Os focos ectópicos ventriculares são múltiplos.</p><p>Figura 11.64 ECG fibrilação ventricular.</p><p>BLOQUEIOS</p><p>Bloqueio Sinusal: o estímulo formado no nódulo SA é bloqueado junto à sua saída,</p><p>antes de atingir o miocárdio atrial. Caracteriza-se no ECG pela ausência de onda P</p><p>(Figura 11.65). Os ventrículos acabam sendo contraídos a partir de um estímulo</p><p>originado no nódulo AV que assume o ritmo; a frequência do nódulo AV varia entre 60</p><p>bpm, os complexos QRS e a onda T não se alteram.</p><p>Figura 11.65 ECG bloqueio sinusal.</p><p>Bloqueio Atrioventricular de 1° Grau (Figura 11.66): estímulos gerados no nódulo</p><p>SA atingem os ventrículos com certo grau de retardo; consequente na maioria das vezes</p><p>de um atraso na passagem do estímulo pelo nódulo AV. Caracteriza um ECG com o</p><p>intervalo PR igual ou superior a 0,21 segundo.</p><p>Figura 11.66 ECG de bloqueio AV de 1° grau.</p><p>Bloqueio Atrioventricular de 2° Grau: no bloqueio AV de 2° grau nem todos os</p><p>estímulos gerados pelo nódulo SA alcançam os ventrículos. Existem dois principais</p><p>tipos de Bloqueio AV de 2º grau.</p><p>Bloqueio AV de 2° Grau Tipo 1 ou de Wenckenbach (Figura 11.67): nem todos os</p><p>estímulos atingem os ventrículos, há uma dificuldade progressiva para a transmissão</p><p>atrioventricular; caracteriza-se por intervalos PR progressivamente mais longos até a</p><p>inscrição de uma onda P bloqueada, ou seja, não seguida de QRS. O PR seguinte é</p><p>curto e vai progressivamente tornando-se mais longo até surgir uma nova onda P</p><p>bloqueada. Algumas vezes esse tipo de bloqueio AV é também denominado de Tipo</p><p>Mobitz I.</p><p>Figura 11.67 ECG de bloqueio AV de 2° grau, tipo Wenckenbach.</p><p>Bloqueio AV de 2° Grau Tipo 2 ou Mobitz II (Figura 11.68): nesse tipo há um</p><p>padrão fixo de passagem de estímulo dos átrios para os ventrículos. Assim para</p><p>resposta, a cada dois ou três estímulos atriais apenas um consegue despolarizar os</p><p>ventrículos; daí muitas vezes denominado bloqueio AV de 2° grau tipo 2:1 ou 3:1. No</p><p>ECG corresponde a duas ou três ondas P para um complexo QRS.</p><p>Figura 11.68 ECG de bloqueio AV de 2° grau, tipo Mobitz II.</p><p>Bloqueio AV total ou de 3° grau (Figura 11.69): nesse tipo mais grave de bloqueio</p><p>atrioventricular não existe condução de qualquer estímulo em nível de nódulo AV. Não</p><p>passando qualquer estímulo dos átrios para os ventrículos, esse acaba por desenvolver</p><p>um ritmo próprio a partir de um marca-passo, foco ectópico, situado abaixo da zona</p><p>bloqueada. O ECG é caracterizado pela presença de dois marca-passos com ritmo e</p><p>frequência independentes, a frequência atrial geralmente é maior do que a ventricular</p><p>que se situa entre 30 e 50 bpm. As ondas P são normais, entretanto os complexos QRS</p><p>são de morfologia semelhante à encontrada quando ocorrem extrassístoles</p><p>ventriculares, ou seja, são alargados e espessados, as ondas T também são anômalas.</p><p>Figura 11.69 ECG de bloqueio AV total.</p><p>Bloqueio de Ramo Direito (Figura 11.70): quando o estímulo cardíaco é bloqueado</p><p>para seguir pelo ramo direito do feixe de His, a ativação ventricular direita fica</p><p>prejudicada, fazendo-se após a ativação do lado esquerdo do septo interventricular e</p><p>do ventrículo esquerdo, através da condução via miocárdica “célula para célula”. Cria-</p><p>se assim um importante desvio do eixo, vetor cardíaco, em função das diferenças, em</p><p>relação ao tempo, de áreas despolarizadas; ficando o vetor médio cardíaco desviado</p><p>para a direita – desvio de eixo para a direita. O ECG do Bloqueio de Ramo Direito</p><p>(BRD) é caracterizado pela presença de um aumento da duração do complexo QRS,</p><p>maior ou igual a 0,12 s; associado com alteração de sua morfologia, que poderá</p><p>apresentar-se tipo rSR’ ou rSR’ das derivações precordiais direitas (V1 e V2) ou tipo</p><p>qRS, com S profundas, em derivações precordiais esquerdas (V5 e V6). Há também</p><p>alterações na repolarização ventricular, expressa através da inversão da onda T em V1</p><p>e V2.</p><p>Figura 11.70 ECG de bloqueio de ramo direito.</p><p>Bloqueio de Ramo Esquerdo (Figura 11.71): presente quando o estímulo vindo dos</p><p>átrios é impedido de seguir pelo ramo esquerdo do feixe de His. Ocorre, assim,</p><p>primeiramente a despolarização da porção direita do septo interventricular, seguida da</p><p>despolarização do miocárdio ventricular direito. Procedendo somente a ativação</p><p>ventricular esquerda. Assim como no BRD, o complexo QRS apresenta-se prolongado,</p><p>maior ou igual a 0,12 s, com morfologia alterada do tipo QS ou rS em V1 e V2. É</p><p>característica muito típica a presença de onda R (ou RR’) sozinha espessada e</p><p>entalhada, em especial nas derivações precordiais esquerdas (V5 e V6). Há também</p><p>alterações na repolarização ventricular, expressa através da inversão da onda T em V1</p><p>e V2.</p><p>Figura 11.71 ECG de bloqueio de ramo esquerdo.</p><p>SÍNDROME ISQUÊMICA</p><p>Ocorre quando há uma insuficiência no fornecimento de sangue para as células</p><p>cardíacas, havendo uma desproporção entre o consumo e a oferta de oxigênio,</p><p>observado quando ocorre interrupção ou queda do fluxo sanguíneo através da</p><p>circulação coronariana. Isso ocasiona alterações do metabolismo celular e compromete</p><p>a eletrofisiologia cardíaca. Ocasionando, assim, diferentes zonas concêntricas, que são</p><p>classificadas como isquemia, lesão e necrose.</p><p>Isquemia: o primeiro momento após o estabelecimento da insuficiência coronariana</p><p>corresponde à alteração metabólica originada a partir do sofrimento celular</p><p>consequente à perda de potássio intracelular – o que leva a alterações no potencial de</p><p>membrana da célula. Na isquemia não há evidências de alterações morfológicas,</p><p>apresentando, portanto, a característica de reversibilidade. Expressa no</p><p>eletrocardiograma um atraso no processo de repolarização da área comprometida,</p><p>havendo, assim, alterações no nível de onda T. As isquemias são distintas conforme o</p><p>local de instalação, seja subepicárdico ou subendocárdico. No primeiro tipo observam-</p><p>se no ECG ondas T negativas, invertidas, pontiagudas e com suas porções simétricas.</p><p>Na isquemia subendocárdica há aumento importante da amplitude e da duração das</p><p>ondas T, que não invertem, associado com o aumento do intervalo QT (Figura 11.72).</p><p>Figura 11.72 Isquemia subepicárdica e isquemia subendocárdica.</p><p>Lesão: a área de lesão corresponde à zona intermediária, na qual alterações</p><p>metabólicas já estão muito bem estabelecidas, assim como há alterações morfológicas</p><p>evidentes, porém sem necrose tecidual, ou seja, ainda reversível. A denominada</p><p>corrente de lesão surge quando a diminuição do potássio intracelular é de tal ordem que</p><p>o potencial de membrana já se encontra alterado, ou seja, há uma diminuição no</p><p>potencial de membrana, tornando-o muito próximo do limiar da célula (-60 mV),</p><p>traduzindo uma despolarização permanente, mesmo na diástole. Aparece, portanto, uma</p><p>diferença de potencial entre as células lesadas e as células sadias.</p><p>Assim como na isquemia, a lesão também se diferencia conforme o seu local de</p><p>instalação: lesão subendocárdica expressa no ECG através do infradesnivelamento do</p><p>segmento ST e com sua</p><p>pelos componentes lipídicos.</p><p>1947 - J. D. Robertson elabora a hipótese da membrana unitária. Ele chegou à</p><p>conclusão de que os lipídios são polares e formam uma dupla camada com as cadeias</p><p>de ácido graxo orientadas para o centro e suas cabeças polares orientadas para fora.</p><p>Além disso, cada superfície seria revestida por uma camada monomolecular de</p><p>proteína.</p><p>1972 - S. Jonathan Singer e Garth Nicholson elaboram a teoria do mosaico fluido,</p><p>que diz que as membranas são soluções bidimensionais de lipídios e proteínas</p><p>globulares orientados. Veja a Figura 2.10.</p><p>Figura 2.10 A membrana plasmática, segundo Singer e Nicholson.</p><p>Fonte: Adaptado de Stryer (1988).</p><p>A teoria do mosaico fluido é a que melhor explica a estrutura da membrana pelos</p><p>conhecimentos atuais. Esse modelo tem as seguintes características:</p><p>Os fosfolipídios estão organizados em uma dupla camada, formando uma</p><p>matriz fluida. Essa dupla camada serve como solvente para as proteínas e,</p><p>ao mesmo tempo, serve como barreira semipermeável.</p><p>Os lipídios dotam a membrana de flexibilidade, resistência elétrica e</p><p>fluidez.</p><p>Alguns lipídios interagem com as proteínas da membrana, sendo, muitas</p><p>vezes, essenciais para sua função.</p><p>Os lipídios e as proteínas podem movimentar-se livremente, desde que seja</p><p>no sentido paralelo ao plano da membrana ou no sentido transverso.</p><p>PERMEABILIDADE DA MEMBRANA PLASMÁTICA</p><p>A membrana plasmática é semipermeável, isto é, permite a passagem de algumas</p><p>substâncias e impede a passagem de outras. A barreira de permeabilidade é a bicamada</p><p>lipídica, que, apesar de ter essa função, é bastante fluida.</p><p>O que determina a permeabilidade de uma substância através da membrana são o</p><p>seu tamanho e a sua solubilidade na dupla camada lipídica (Tabela 2.4).</p><p>Tabela 2.4 Diferentes permeabilidades de partículas distintas.</p><p>Íon ou Molécula Coeficiente de permeabilidade</p><p>Na+ 10-12</p><p>K+ 10-11,5</p><p>Cl- 10-9</p><p>Glicose 10-8,5</p><p>Triptofano 10-7</p><p>ureia/glicerol 10-6</p><p>Indola 10-3,5</p><p>Água 10-2,5</p><p>Fonte: Adaptado de Stryer (1988).</p><p>O coeficiente de permeabilidade é dado em cm/s. Note que os coeficientes vão</p><p>crescendo até a água, que é altamente permeável à membrana.</p><p>Os coeficientes de permeabilidade de moléculas pequenas são dados pela relação</p><p>entre sua solubilidade em um solvente apolar e a sua solubilidade em água (um solvente</p><p>polar).</p><p>Referências</p><p>Bennet V. The Membrana skeleton of human erytrocytes and its implications for more complex cells. Annu Ver</p><p>Biochem. 1985; 54:273.</p><p>Berne RM, Levy MN. Fisiologia. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988.</p><p>Cotran RS, Kumar V, Robbins SL. Robbins, pathologic basis of disease. 5. ed. Philadelphia: WB Sauders Company,</p><p>1994.</p><p>Frumento A. Biofísica. Buenos Aires: Editora Intermédica SAICI, 1973.</p><p>Giménez C. Composition and structure of the neuronal membrane: molecular basis of its physiology and pathology. Rev</p><p>Neurol. 1998; 26:232-9</p><p>Lacaz-Vieira F, Malnic G. Biofísica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1981.</p><p>Moffett D, Moffet S, Schauf C. Human Physiology. 2. ed. Missouri: Mosby, 1993.</p><p>Montgomery R, Conway TW, Spector AA. Bioquímica, uma abordagem dirigida por casos. 5. ed. Porto Alegre: Artes</p><p>Médicas, 1994.</p><p>Stryer L. Bioquímica. 3. ed.. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.</p><p>Urazaev Akh. The sodium-potassium-chloride cotransport of the cell membrane. Usp Fiziol Nauk. 1998;29: 12-28.</p><p>3- TRANSPORTE ATRAVÉS</p><p>DA MEMBRANA CELULAR</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Karine Lucielle Grehs Meller</p><p>Laerson Hoff</p><p>Débora Sartori Giaretta</p><p>O transporte através de membranas é de vital importância. Há uma grande</p><p>variabilidade dos transportes nos diferentes tipos de sistemas. Assim como as</p><p>organelas têm diferentes funções, os transportes através de suas membranas também são</p><p>diferentes. Para fins didáticos, vamos nos ater somente à membrana plasmática, que</p><p>individualiza a célula como visto no capítulo anterior, separando o meio intracelular do</p><p>meio extracelular.</p><p>TRANSPORTE PASSIVO</p><p>O transporte passivo, um transporte extremamente importante, é, por definição, um</p><p>transporte que não gasta energia, ou seja, ATP celular. Em vez disso, é a própria</p><p>energia cinética das partículas que permite esse tipo de transporte que mantém um</p><p>equilíbrio ideal das células com o meio extracelular.</p><p>DIFUSÃO</p><p>Nada na vida é estático. Todas as partículas estão em constante movimento, devido</p><p>à energia cinética que elas possuem. Quanto maior a energia cinética, mais rápido é o</p><p>movimento. Este só cessa ao ser atingida a temperatura de zero grau Kelvin (o zero</p><p>absoluto).</p><p>É importante rever esses conceitos para o entendimento de como ocorre o</p><p>movimento da matéria através de uma membrana. Suponha que exista um compartimento</p><p>cheio de água dividido em dois por uma membrana semipermeável, como mostra a</p><p>Figura 3.1. No lado A, será colocado uma solução de ureia; e, no lado B, uma solução</p><p>de glicose. Essa membrana permite tanto a passagem da ureia como a passagem das</p><p>moléculas de glicose. As partículas dos dois compartimentos, dotadas de energia</p><p>cinética, adquirem uma movimentação aleatória, chocando-se com as paredes do</p><p>recipiente, entre si e com a membrana. Ao colidirem com a membrana, as moléculas</p><p>atravessam-na. Esse movimento é chamado de difusão.</p><p>Figura 3.1 Desenho mostrando o movimento das partículas de duas soluções diferentes.</p><p>DIFUSÃO DE ÍONS PELA MEMBRANA PLASMÁTICA</p><p>Os íons podem atravessar a membrana de maneiras diferentes. Quando uma</p><p>molécula ou um íon atravessa a membrana sozinha, independentemente das demais</p><p>partículas, dizemos que é um movimento denominado uniporter. Existem partículas que</p><p>dependem de outras para poder atravessar a membrana. Quando uma partícula só puder</p><p>passar para o outro lado, se outra partícula também o fizer, dizemos que é um</p><p>movimento denominado simporter ou cotransporte. Agora, se, pelo contrário, uma</p><p>partícula só puder atravessar a membrana se outra partícula atravessar no sentido</p><p>contrário, dizemos que é um movimento denominado contratransporte ou antiporter.</p><p>Temos um exemplo de antiporter na célula cardíaca: quando um Na+ entra na célula, um</p><p>Ca++ automaticamente sai. Veja exemplos do que acabamos de expor na Figura 3.2.</p><p>Figura 3.2 Ilustração dos três tipos de direção do fluxo em uma difusão simples.</p><p>Para que ocorra uma difusão, não é necessária a presença de uma membrana. É fácil</p><p>perceber isso ao prepararmos uma solução de água com tinta, conforme mostra a Figura</p><p>3.3. Inicialmente, a gota de tinta está bem individualizada. Com o tempo, essa gota vai</p><p>se espalhando até chegar a um ponto em que a água se encontra totalmente colorida.</p><p>Isso também é difusão, só que, nesse caso, na ausência de uma membrana (Figura 3.3).</p><p>Figura 3.3 Desenho mostrando como ocorre a difusão sem uma membrana.</p><p>A difusão é um transporte passivo por dois motivos importantes. O primeiro é o fato</p><p>de que esse transporte não utiliza energia da célula. O segundo é o fato de que o fluxo</p><p>dessas partículas sempre ocorre a favor de um certo tipo de gradiente.</p><p>TIPOS DE GRADIENTES</p><p>Gradiente de concentração: uma substância sempre tende a ir de um meio onde ela</p><p>é mais concentrada (hipertônico) para um meio onde ela é menos concentrada</p><p>(hipotônico). Esse tipo de gradiente desencadeia difusões em todas as nossas células.</p><p>Gradiente de pressão: tem grande importância no processo da respiração. A</p><p>pressão de oxigênio dentro do alvéolo é maior do que a pressão desse gás no sangue</p><p>venoso. Isso faz com que o oxigênio saia do alvéolo e penetre nos capilares para ser</p><p>levado aos tecidos. De maneira análoga ao gradiente de concentração, o gás sempre vai</p><p>de um meio onde a pressão dele é maior para um meio onde a pressão dele é menor</p><p>(vide Figura 3.4).</p><p>Figura 3.4 Difusão do oxigênio nos alvéolos.</p><p>Gradiente elétrico: as células de nosso corpo, do mesmo jeito que nosso sangue,</p><p>possuem a mesma quantidade de cátions e ânions. Essa característica se mantém</p><p>verdadeira entremeio às grandes quantidades de difusões ocorrendo a cada momento,</p><p>pois, a cada vez que um cátion entra na célula (Na+, por exemplo), necessariamente um</p><p>outro cátion (K+, por exemplo) sai ou um ânion (Cl-)</p><p>convexidade para baixo, lesão subepicárdica expressa no ECG,</p><p>o segmento ST supradesnivelado e com convexidade para cima (Figura 11.73).</p><p>Figura 11.73 Lesão subendocárdica e lesão subepicárdica.</p><p>Necrose: corresponde à zona mais interna, apresentando alterações metabólicas e</p><p>mecânicas irreversíveis. Representa eletrofisiologicamente a incapacidade do tecido de</p><p>desenvolver potenciais de ação. A impossibilidade de gerar potenciais de ação deve-se</p><p>à perda de potássio, que nessa fase é muito significativa, o que faz o potencial de</p><p>membrana chegar ao nível de -45 mV, esse valor de potencial de membrana é</p><p>denominado de “potencial de inércia”. Com esses valores o tecido não é mais capaz de</p><p>se ativar ou de se recuperar, funcionando apenas como área condutora de estímulos</p><p>gerados em regiões vizinhas. Assim o tecido necrosado mostra-se como uma área de</p><p>permanente despolarização, criando um vetor constante, que se dirige da área de</p><p>necrose para o tecido não afetado. No ECG é registrado alterações do complexo QRS,</p><p>em especial o aparecimento de uma onda Q patológica, profunda, e pela redução ou</p><p>desaparecimento da onda R (Figura 11.74).</p><p>Figura 11.74 Onda Q patológica do infarto com necrose.</p><p>Localização topográfica do infarto cardíaco através do ECG (Tabela 11.1): as</p><p>alterações descritas para caracterizarem o infarto do miocárdio manifestam-se nas</p><p>diferentes derivações conforme o local de acometimento isquêmico (Figura 11.75).</p><p>Tabela 11.1 Localização topográfica do infarto cardíaco através do ECG.</p><p>LOCAL DERIVAÇÃO TIPO</p><p>septo interventricular (1/3 médio) V1 e V2 infarto anterior extenso</p><p>septo interventricular (1/3 inferior) V3 e V4 infarto anterior extenso</p><p>septo interventricular (2/3 inferior) ou região anterosseptal V1 a V4 infarto anterior extenso</p><p>parede lateral de VE V5 e V6 infarto anterior extenso</p><p>parede lateral alta de VE D1 e aVL infarto anterior extenso</p><p>parede inferior D2, D3 e aVF infarto inferior</p><p>- diafragmático -</p><p>parede posterior V1 e V2 com aumento de R infarto posterior</p><p>- dorsal -</p><p>Figura 11.75 ECG de infarto anterior, mostrado nas derivações V1-V4 e ECG de infarto inferior</p><p>mostrado nas derivações DII, DIII e aVF.</p><p>HIPERPOTASSEMIA</p><p>O potássio, como descrito anteriormente, participa em especial no controle do</p><p>potencial de membrana e da fase de repolarização celular. Com o aumento do potássio</p><p>extracelular haverá uma diminuição do gradiente intra/extracelular, levando o potencial</p><p>de membrana a valores menos negativos. No processo de repolarização há um fluxo de</p><p>potássio para o meio extracelular, porque o K+ apresenta dois gradientes que o</p><p>expulsam – o elétrico e o de concentração. Desse modo as alterações</p><p>eletrocardiográficas mais precoces e características da hiperpotassemia são as de</p><p>repolarização ventricular expressas através das alterações da onda T. Com a</p><p>diminuição do potencial de membrana há um aumento do efluxo de potássio, ainda que</p><p>paradoxal, na fase 4 da despolarização cardíaca; expressando no ECG uma diminuição</p><p>da duração total do potencial de ação, através de ondas T de bases estreitas, altas,</p><p>pontiagudas e simétricas – em forma de tenda. Ainda, em função da diminuição do</p><p>potencial de membrana, a entrada de sódio para o meio intracelular fica prejudicada,</p><p>levando assim ao retardamento da fase de ascensão do potencial de ação, expressa</p><p>através de um alargamento do QRS e um aumento do intervalo PR. Algumas vezes pode</p><p>ser encontrado o achatamento da onda P e até mesmo o seu desaparecimento. Níveis</p><p>séricos de potássio a partir de 5,5 mEq/L já são capazes de alterar o ECG, sendo que,</p><p>valores acima de 8,0 mEq/L são considerados de altíssimo risco (Figura 11.76).</p><p>Figura 11.76 ECG hiperpotassemia (K+ = 7,8 mEq/L).</p><p>HIPOPOTASSEMIA</p><p>Considerada quando o potássio sérico se encontra a níveis menores do que 3,5</p><p>mEq/l, determina alterações contrárias às da hiperpotassemia. A queda nos níveis</p><p>séricos de potássio irá alterar o gradiente de potássio a nível de membrana plasmática,</p><p>fazendo com que haja um aumento no potencial de repouso da célula, hiperpolarizando,</p><p>assim, a célula. Isso acarretará alterações na saída de potássio do intra para o</p><p>extracelular, levando ao retardamento da repolarização celular. Portanto, no ECG,</p><p>encontraremos modificações do segmento ST (ponto J), que estará infradesnivelado, o</p><p>aumento da duração da onda T e a redução da sua amplitude, o aparecimento,</p><p>característica típica, da onda U. A hiperpolarização do potencial de membrana pode</p><p>também por dificultar (lentificar), expressar o aumento da duração do QRS (Figura</p><p>11.77).</p><p>Figura 11.77 ECG hipopotassemia.</p><p>INTOXICAÇÃO DIGITÁLICA</p><p>O digital constitui uma droga de uso comum na clínica diária, muitas vezes de forma</p><p>exagerada e mal controlada. Dentre as drogas talvez seja a que mais comumente produz</p><p>alterações eletrocardiográficas, sejam elas apenas pelo uso terapêutico, sejam elas pela</p><p>intoxicação. Os principais achados no ECG são: redução da frequência cardíaca,</p><p>depressão do segmento ST, com a concavidade superior – tipo “pá de pedreiro” –,</p><p>diminuição da amplitude da onda T e diminuição do intervalo QT. Vários tipos de</p><p>arritmias podem estar associadas, secundárias, como extrassistolia ventricular,</p><p>bloqueio atrioventricular, taquicardia atrial paroxística, fibrilação atrial (Figura</p><p>11.78).</p><p>Figura 11.78 ECG de intoxicação digitálica (associado de fibrilação atrial).</p><p>Referências</p><p>Alberts B, ed. Biologia molecular da célula. 3ª edição. Porto Alegre: Artes Médicas, 1997.</p><p>Belivacqua F, Bem Soussan E, Jansen JM et al. Fisiopatologia Clínica. 5ª edição. São Paulo: Atheneu. 1995.</p><p>Bennett JC, Plum F. Cecil. Tratado de Medicina Interna. 20ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.</p><p>Berne RM, Levy MN. Fisiologia. 2ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988.</p><p>Best and Taylor. Physiological basis of medical practice. 12nd edition. Baltimore: Williams and Wilkins, 1990.</p><p>Braunwald, E, ed. Heart disease: A textbook of cardiovascular medicine. 4th edition. Philadelphia: WB Saunders, 1992.</p><p>Burton AC. Fisiologia e Biofísica da Circulação. 2a edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1977.</p><p>Fraccaroli JL. Biomecânica: análise dos movimentos. 2ª edição. Rio de Janeiro: Cultura Médica, 1981.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. 11ª edição. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006.</p><p>Guyton AC, Hall JE. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.</p><p>Hallake, J. Eletrocardiografia. Rio de Janeiro: MEDSI, 1994.</p><p>Katzung BG, Trevor AJ. Pharmacology. 4th edition. International edition. Apleton and Lange, 1995.</p><p>Lacaz-Vieira F, Malnic G. Biofísica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1981.</p><p>12- HEMODINÂMICA</p><p>Jarbas Rodrigues de Oliveira</p><p>Vanessa Cabrera</p><p>Paulo Harald Wächter</p><p>Laerson Hoff</p><p>Várias teorias já foram apresentadas ao mundo científico quanto à origem da vida,</p><p>mas até hoje não se chegou a uma conclusão definitiva. Talvez a verdade não esteja</p><p>contida em nenhuma destas! O que queremos dizer com isso é que a ciência é</p><p>incansável na busca da verdade, mas a verdade de hoje poderá ser no futuro um</p><p>equívoco.</p><p>Ao estudarmos os seres vivos notamos que, na medida em que se tornam mais</p><p>evoluídos na escala zoológica, mais complexos são seus sistemas. Mas essa</p><p>complexidade não nasceu de um momento para outro, e sim foi fruto de</p><p>desenvolvimento de muitas gerações; parte do simples para o complexo. Seguindo essa</p><p>mesma linha de raciocínio antes de estudarmos os sistemas que regem o funcionamento</p><p>dos órgãos nos seres vivos, devemos estudar princípios gerais envolvidos.</p><p>Especificamente em relação ao tema de nosso capítulo, faz-se necessário falarmos dos</p><p>líquidos das suas químicas e dos princípios físicos que os regem, portanto falaremos</p><p>inicialmente de hidrostática, hidrodinâmica e, por fim, hemodinâmica.</p><p>HIDROSTÁTICA</p><p>A hidrostática estuda a água no estado líquido, quando não em movimento. A sua</p><p>composição química deve ser já bem conhecida de todos (H2O). No estado líquido,</p><p>encontra-se distribuída com o átomo de oxigênio centralmente e ladeado por dois</p><p>átomos de hidrogênio, formando um ângulo de 104,25º,</p><p>acompanha a entrada daquele</p><p>cátion. Assim, o gradiente elétrico formado durante essas difusões mantém o número</p><p>igual de cátions e ânions, influenciando, consequentemente, o transporte de íons.</p><p>TIPOS DE DIFUSÃO</p><p>Existem várias maneiras para classificarmos os vários tipos de difusões. De uma</p><p>maneira geral, podemos ter dois tipos: difusão simples e difusão facilitada.</p><p>DIFUSÃO SIMPLES</p><p>Na difusão simples, as partículas movimentam-se através de orifícios que se</p><p>formam na membrana (poros), por espaços intermoleculares chamados de canais</p><p>aquosos, ou pela simples solubilidade na membrana (Figura 3.5).</p><p>Figura 3.5 Difusão simples.</p><p>Esse tipo de transporte consiste, de uma maneira geral, na simples passagem de</p><p>substâncias de um lado de membrana para outro, quando essa existir. É um transporte</p><p>passivo, porque não gasta energia da célula para ocorrer. A difusão simples pode ser</p><p>subdividida em dois grupos, que serão analisados a seguir.</p><p>A difusão simples pode ser subdividida em independente ou com competição. No</p><p>primeiro caso, cada partícula move-se independentemente das demais. Podemos, então,</p><p>aplicar a Lei de Fick, que define: quando a diferença de concentração é a única causa</p><p>da difusão, o fluxo é diretamente proporcional a essa diferença e inversamente</p><p>proporcional à distância que separa os solutos.</p><p>em que</p><p>JS = fluxo de partículas (mg/min);</p><p>D = constante de difusibilidade (cm2/s);</p><p>A = área da membrana (m2);</p><p>dm = diferença energética (concentração) entre os dois pontos do movimento;</p><p>dx = distância percorrida.</p><p>Isso quer dizer que, quanto maior a distância, mais lentamente ocorre a difusão.</p><p>Esse fluxo é unidirecional até atingir um equilíbrio, ou seja, quando todos os pontos da</p><p>solução apresentarem a mesma concentração (Figura 3.6).</p><p>Figura 3.6 Equilíbrio dinâmico da difusão simples.</p><p>Algumas substâncias podem influenciar na passagem de outras, interferindo, assim,</p><p>na sua passagem através da membrana. O número de poros pode ser pequeno para o</p><p>número de partículas. Isso pode ocorrer entre substâncias iguais ou entre substâncias</p><p>diferentes. No segundo caso, diz-se que há competição entre as partículas pelos poros.</p><p>A causa disso pode ser o comprimento e/ou espessura dos poros (Figura 3.7).</p><p>Figura 3.7 Representação da difusão simples com competição.</p><p>A velocidade com que ocorre a difusão vai depender de alguns fatores. Como vimos</p><p>antes, através da Lei de Fick, quanto maior for a diferença de concentração, maior será</p><p>a velocidade do fluxo. A energia cinética das partículas também influencia diretamente</p><p>na velocidade. Outro fator importante é a permeabilidade da partícula na membrana</p><p>plasmática. Quanto mais apolar for a partícula, maior facilidade apresenta em</p><p>atravessar a membrana.</p><p>DIFUSÃO FACILITADA</p><p>A difusão facilitada difere da simples, porque aquela não prescinde de uma proteína</p><p>transportadora de membrana. Na difusão facilitada, do mesmo jeito que na difusão</p><p>simples, sempre em que houver um o aumento da diferença de concentração dos solutos</p><p>(intra e extracelulares) irá haver um aumento da velocidade do fluxo. Só que agora esse</p><p>aumento tem um limite. Quando todas as proteínas transportadoras estiverem</p><p>funcionando, dizemos que o sistema está saturado, e a velocidade do fluxo irá parar de</p><p>aumentar. Por isso, a velocidade também vai depender do número de proteínas</p><p>transportadoras (Figura 3.8).</p><p>Figura 3.8 Representação esquemática da difusão facilitada.</p><p>TRANSPORTE DA GLICOSE</p><p>A glicose, como sabemos, é uma molécula imprescindível para a sobrevivência de</p><p>muitas células de nosso corpo. Ela é, porém, relativamente grande para que, somente</p><p>através da difusão simples, adentre nessas células em níveis suficientes para suprir as</p><p>necessidades metabólicas das mesmas. Por isso, existem proteínas que ajudam a</p><p>entrada da glicose, fazendo dela um bom exemplo da difusão facilitada. Essas proteínas</p><p>transportadoras de membrana são diversas, tendo, cada uma, uma característica que as</p><p>distinguem das outras. Vamos, aqui, abordar as principais proteínas para vislumbrar as</p><p>relações básicas desse processo e, assim, entender como doenças (por exemplo,</p><p>diabetes mellitus) podem alterar essas relações.</p><p>Transportadores de glicose (GLUTs): todos os membros pertencentes a essa</p><p>família de transportadores, a qual possui diversos representantes (GLUT1 e 2...),</p><p>realizam, basicamente, a mesma função de transporte facilitado da glicose para dentro</p><p>das células. Cada representante, porém, possui diferenças estruturais que modificam um</p><p>pouco essa função básica, especializando a função do transportador de acordo com o</p><p>tecido em que se situa. Por exemplo, o GLUT3 – principal transportador de glicose do</p><p>sistema nervoso central – possui alta afinidade com a glicose, fazendo com que, mesmo</p><p>em uma situação de glicose sanguínea baixa, ela capte glicose avidamente. Isso está</p><p>totalmente de acordo com as características metabólicas do tecido nervoso que não</p><p>sobrevive sem um acesso ininterrupto de glicose a cada momento.</p><p>Diferentemente do tecido nervoso, existem vários tecidos que podem prescindir de</p><p>glicose por um tempo relativamente grande. Para esses tecidos, a presença de GLUT3</p><p>em suas membranas, além de desnecessária, não seria favorável para nosso corpo como</p><p>um todo. Vamos, assim, falar sobre os níveis de glicemia e sua relação com outros</p><p>transportadores de glicose e insulina, a saber: o GLUT2 (presente no pâncreas), sua</p><p>relação com a produção de insulina (hormônio produzido pelo pâncreas) para depois</p><p>entender como a produção desse hormônio repercute no transporte da glicose nos outros</p><p>tecidos.</p><p>É um conhecimento um tanto difundido e, de certo modo, empírico, que os níveis de</p><p>glicose sanguínea (glicemia) oscilam de acordo com nosso status nutricional,</p><p>aumentando após uma refeição e diminuindo ao longo de um período de jejum. Já que</p><p>essas oscilações existem, é muito fácil inferir que haja mecanismos para se lidar com</p><p>essas alterações. Comecemos pensando em uma situação hipotética de hipoglicemia:</p><p>com pouca glicose disponível no sangue, a mesma deve ser poupada para os tecidos</p><p>que não prescindem de seu uso como alimento (hemácias, neurônios, células do</p><p>cristalino). Do contrário, outros tecidos, que não possuem essa “especificidade</p><p>metabólica”, depletariam os níveis de glicose, fazendo aqueles tecidos sofrer e até</p><p>morrer, enquanto que esses apenas passariam a utilizar outro substrato, como os ácidos</p><p>graxos. Entende-se, assim, por que transportadores de alta afinidade à glicose estão</p><p>presentes apenas em alguns tecidos, como o nervoso. Numa situação oposta, onde haja</p><p>muita glicose (hiperglicemia), não há por que limitar o uso da glicose aos outros</p><p>tecidos. Nesses casos, receptores com baixa afinidade com a glicose, ou seja, que só</p><p>captam esse açúcar quando houver grandes quantidades do mesmo na circulação,</p><p>entram em ação. O fígado, o rim e o pâncreas possuem esses receptores (GLUT2 é um</p><p>exemplo deles).</p><p>Sabe-se, atualmente, que nem todos os GLUTs, porém, estão a todo momento</p><p>exercendo sua função. De fato, o GLUT4, presente nos tecidos adiposo e muscular, só é</p><p>colocado na membrana plasmática para realizar sua função no momento em que suas</p><p>células recebem um estímulo para que isso ocorra. Esse estímulo é proveniente da ação</p><p>da insulina1 (hormônio produzido pelo pâncreas) sobre as células desses dois tecidos.</p><p>Diz-se, assim, que o GLUT4 é um transportador sensível à insulina. Esse hormônio,</p><p>por sua vez, só é liberado na circulação quando os níveis de glicose aumentam.</p><p>Vejamos como isso ocorre: em estados de hiperglicemia, os GLUTs2 das células β</p><p>pancreáticas começam a funcionar plenamente captando mais glicose para dentro</p><p>dessas células. Com mais glicose, é produzido mais ATP. Esse aumento do ATP</p><p>bloqueia canais de K+ na membrana da célula β, impedindo que o potássio saia para o</p><p>meio extracelular. Há, assim, um acúmulo de cátions dentro da célula, que a faz</p><p>despolarizar e, ao fazê-lo, abre canais de Ca++. Com a entrada do cálcio na célula,</p><p>vesículas cheias de insulina se fundem com a membrana, liberando a insulina para a</p><p>circulação. Essa insulina</p><p>atua em todos os tecidos, estimulando a utilização de glicose.</p><p>Entre esses tecidos estão o adiposo e o muscular, que irão sintetizar e colocar seus</p><p>GLUTs4 em suas membranas, o que faz diminuir os níveis glicêmicos.</p><p>Observa-se que a quantidade de transportadores relacionados à glicose é bastante</p><p>grande e variada. Além dos GLUTs já descritos, existem transportadores no intestino</p><p>delgado e nos túbulos renais que atuam realizando um cotransporte com o sódio e,</p><p>assim, permitindo que a glicose seja absorvida e reabsorvida respectivamente. Esses</p><p>transportadores são chamados de SGLT (sodium-glucose transporters). Em vez de</p><p>realizar uma difusão facilitada, esses realizam um transporte ativo secundário.</p><p>OSMOSE</p><p>Osmose é a difusão da água através da membrana celular. A água é o constituinte</p><p>inorgânico mais abundante na matéria viva. Em média, 67% da massa total de um</p><p>organismo é composta por água. A quantidade de água em cada tecido varia conforme o</p><p>organismo. Num mesmo indivíduo, tecidos de alta atividade metabólica, como o</p><p>nervoso, possuem mais água que tecidos de menor atividade, como o ósseo. De acordo</p><p>com a idade, também há variação na quantidade de água corporal. Indivíduos jovens</p><p>possuem mais água que adultos. Alguns exemplos podem ser vistos ver nas tabelas 3.1</p><p>e 3.2.</p><p>Tabela 3.1 Variações da água em diferentes órgãos.</p><p>Tecido de Homem adulto % de água</p><p>Encéfalo 90</p><p>Músculos 83</p><p>Medula Óssea 40</p><p>Tabela 3.2 Variações de água em diferentes estágios da vida.</p><p>Idade % de água</p><p>Embrião com 1/2 mês 97</p><p>Feto de 3 Meses 94</p><p>Recém-Nascido 71</p><p>Adulto 64</p><p>Dentre as propriedades físico-químicas da água, destacamos, a seguir, aquelas de</p><p>importância sob o ponto de vista biológico.</p><p>Alto calor específico: calor específico, conceitualmente, é definido como a</p><p>quantidade de calor necessária para elevação de um grau (Celsius) de uma grama de</p><p>uma determinada substância. A água é a substância de maior calor específico, sendo,</p><p>assim, capaz de absorver ou perder grandes quantidades de calor, sem alterar muito sua</p><p>própria temperatura. Isso, por sua vez, impede que mudanças bruscas de temperaturas</p><p>ocorram, preservando o funcionamento do metabolismo celular. Os mamíferos, através</p><p>da utilização das glândulas sudoríparas, utilizaram essa característica da água como um</p><p>eficiente mecanismo para a termorregulação. A água está, desse modo, muito</p><p>relacionada com a regulação térmica do organismo.</p><p>Grande poder de dissolução: permite a realização de todas as reações químicas</p><p>celulares, pois essas ocorrem somente em solução. Os solutos reagem com mais</p><p>facilidade uns com os outros, porque em solução as substâncias encontram-se sob a</p><p>forma particulada, espalhadas e em movimentos contínuo, consequentemente</p><p>apresentam maior probabilidade de entrarem em contato umas com as outras. Pela sua</p><p>enorme capacidade de dissolver os vários tipos de substâncias, é considerada o</p><p>“solvente universal”.</p><p>Grande tensão superficial: em um copo cheio de água, por exemplo, observa-se</p><p>que as moléculas de água aderem-se fortemente umas às outras, fato que não ocorre na</p><p>superfície do líquido pela inexistência de outras moléculas de água. Isso gera uma</p><p>tensão que leva a formação de uma “película superficial”.</p><p>Polaridade: nas ligações químicas polares que ocorrem em determinadas</p><p>substâncias, ocorre à formação de dipolos pela diferença de eletronegatividade entre os</p><p>átomos que participam da formação dessas moléculas. Se a molécula for linear</p><p>(angulação = 180º), como o CO2, ela será apolar, porque embora ocorra a formação de</p><p>dipolo elétrico, ou seja, a soma vetorial dos momentos é igual a zero. No caso da água,</p><p>há a formação de uma angulação de cerca de aproximadamente 105º entre os dois</p><p>átomos de hidrogênio e o oxigênio. Nesse caso, a soma dos momentos dipolares é</p><p>diferente a zero, sendo, assim, polar. A polaridade da água permite dissolver outras</p><p>substâncias polares, como sais minerais, polipeptídeos e polissacarídeos. Lipídeos,</p><p>porém, não serão dissolvidos por solventes polares como a água, devido à sua</p><p>apolaridade.</p><p>Ainda que a água seja extremamente insolúvel nos lipídeos da membrana (que são</p><p>apolares), ela consegue atravessar a camada bifosfolipídica. Os fatores responsáveis</p><p>pelo trânsito de uma molécula de determinada substância através da membrana, quando</p><p>não há afinidade polar, são os seguintes:</p><p>1 ) Dimensões das moléculas: quanto menores, mais difundíveis pela membrana.</p><p>Isso, pois a velocidade de uma partícula é inversamente proporcional à sua massa, e,</p><p>portanto, à sua dimensão. Como conseqüência, uma molécula pequena apresenta grande</p><p>energia cinética, e esta energia impede que uma característica hidrofóbica como a da</p><p>bicamada lipídica consiga deter as moléculas de água.</p><p>2 ) Existência de proteínas de canal: a presença desses canais para uma</p><p>determinada substância permite a passagem dela sem a necessidade de interação com a</p><p>membrana bifosfolipídica. É através das quais, de fato, que passa a maior parte destas</p><p>moléculas.</p><p>A água é, sem dúvida, a substância mais abundante que se difunde através da</p><p>membrana celular.</p><p>A Tabela 3.3 serve para demonstrar a relação entre o diâmetro efetivo de uma</p><p>molécula e sua relação com a capacidade penetrante em membranas celulares.</p><p>Tomando, por exemplo, a água (diâmetro aproximado de 0.3 nm) e a ureia (diâmetro</p><p>aproximado de 0.36 nm), notamos que um aumento de dimensão da ordem de 0,2 vez faz</p><p>com que a água seja cerca de mil vezes mais permeável que a ureia. O mesmo observa-</p><p>se na glicose, com um diâmetro de aproximadamente 0,86 nm, quase três vezes maior</p><p>que a de água. Para tal valor, ainda menor será a sua velocidade de penetração: está</p><p>próxima de ser 105 vezes menos permeável que a água.</p><p>Tabela 3.3 Relações entre os diâmetros efetivos das diferentes</p><p>substâncias para suas permeabilidades nas bicamadas lipídicas.</p><p>Substância Diâmetro (nm) Permeabilidade relativa</p><p>Molécula de água 0,3 1</p><p>Molécula de ureia 0,36 0,006</p><p>Íon cloreto hidratado 0,386 0,00000001</p><p>Íon potássio hidratado 0,396 0,0000000006</p><p>Íon sódio hidratado 0,512 0,0000000002</p><p>Glicerol 0,62 0,0006</p><p>Glicose 0,86 0,000009</p><p>FENÔMENO OSMÓTICO</p><p>Dessa maneira, definimos concentração de uma determinada solução aquosa em</p><p>função da quantidade relativa de solutos.</p><p>Quando uma solução apresentar uma quantidade maior de solutos em relação a uma</p><p>outra solução (por unidade de volume), diremos que a solução 1 é mais concentrada</p><p>que a 2. Ao efetivarmos referências comparativas entre duas soluções aquosas, será</p><p>atribuída a denominação solução hipertônica à solução mais concentrada e solução</p><p>hipotônica a menos concentrada. Se tais soluções comparadas apresentam a mesma</p><p>concentração, essas serão soluções isotônicas.</p><p>A solução mais hipotônica será a água pura (por água pura entende-se água</p><p>destilada em um sistema físico, desprovida de quaisquer sais minerais). Qualquer outra</p><p>solução será hipertônica em relação a ela.</p><p>A osmose é a passagem de moléculas de água através de uma membrana</p><p>semipermeável, sempre no sentido do meio hipotônico, isto é, menos concentrado, para</p><p>o meio hipertônico, ou seja, mais concentrado. No meio hipotônico, proporcionalmente,</p><p>a quantidade de moléculas de água é maior por unidade de volume, enquanto no meio</p><p>hipertônico a quantidade de moléculas de água é menor por unidade de volume.</p><p>Lembramos que a membrana plasmática, por sua característica semipermeável, permite</p><p>a livre movimentação das moléculas de água, mas não a de determinadas substâncias.</p><p>A osmose acontece quando o meio menos concentrado cede água para o meio mais</p><p>concentrado, procurando diluí-lo. Observe a Figura 3.9.</p><p>Figura 3.9 Montagem de osmômetro. Tem por finalidade demonstrar a osmose através de membranas</p><p>semipermeáveis.</p><p>Na Figura 3.9, temos um frasco tipo funil revestido na sua abertura inferior por uma</p><p>membrana semipermeável (celofane) e preenchido por uma solução de água e açúcar. O</p><p>frasco é mergulhado em um recipiente com água pura. O açúcar (ou seja, as moléculas</p><p>de glicose) não atravessa a membrana semipermeável, pois o diâmetro de suas</p><p>moléculas é maior que o dos poros</p><p>da membrana. A quantidade de água é maior do lado</p><p>de fora do que do lado de dentro do frasco; por osmose, a água entra no frasco e faz o</p><p>nível de líquido subir. Podemos também pensar de outra forma: dentro do frasco é</p><p>maior a concentração do soluto (glicose), portanto a água passará do meio hipotônico</p><p>para o hipertônico.</p><p>Esse aparelho recebe o nome de “osmômetro” e tem por finalidade medir a pressão</p><p>osmótica de uma solução.</p><p>PRESSÃO OSMÓTICA</p><p>Quando duas soluções de concentrações diferentes são separadas por uma</p><p>membrana semipermeável, o solvente (porém não o soluto) passará para o lado mais</p><p>concentrado por osmose. A pressão hidrostática (Ph) externa a ser aplicada para</p><p>impedir a passagem de solvente através da membrana deverá ser equivalente à pressão</p><p>osmótica. Utilizando o experimento anterior, deduziremos que a pressão osmótica deve</p><p>ser igual à hidrostática. Para obter os valores, mede-se a diferença de altura (Dh) da</p><p>coluna hídrica, depois de totalmente cessado o fluxo de água para o funil. A Ph é dada</p><p>pela fórmula, deduzida a partir da relação de Stevin:</p><p>Ph = d. g. h</p><p>Em que</p><p>d = densidade do líquido, dada em kg/m3, no SI;</p><p>g = aceleração da gravidade, dada em m/s2, no SI;</p><p>h = altura da coluna líquida, dada em m, no SI.</p><p>Podemos ainda equiparar a pressão osmótica (Posm) com a pressão dos gases</p><p>perfeitos, proposta por Vant’Hoff. A pressão osmótica será então:</p><p>Posm = n . R . T / v</p><p>Sendo</p><p>n = número de moles;</p><p>R = constante de valores 8.3 J . ºK-1 . mol-1 ou 8.3 . 103 j . k -1. kmol-1;</p><p>T = temperatura em graus K;</p><p>v = volume em litros.</p><p>Logo, deduzimos que</p><p>d . g . h = n . R . T = Posm</p><p>Concluímos, assim, que a membrana citoplasmática de células vivas, à semelhança</p><p>da celulose em sistemas físicos, apresenta diferentes permeabilidades em relação aos</p><p>diversos tipos de substâncias. A água, como solvente de todos os sistemas biológicos,</p><p>apresenta facilidade em atravessar a membrana plasmática. Entretanto, grandes</p><p>moléculas, como açúcares, proteínas ou ainda outras substâncias, não possuem</p><p>propriedade do trânsito espontâneo através de membranas como apresenta a água.</p><p>FLUXO EFETIVO</p><p>Em princípio, admita a construção de um sistema constituído por um tubo em forma</p><p>de “U”, o qual se apresenta dividido por uma membrana semipermeável (m). Considere</p><p>ainda que tal membrana permita o trânsito livre de moléculas de água, porém isso seja</p><p>praticamente impermeável a solutos como a sacarose, o açúcar que será utilizado em</p><p>nosso sistema físico como exemplo. Entenda que a membrana separa completamente os</p><p>dois compartimentos por ela formados (Figura 3.10).</p><p>Figura 3.10 Demonstração prática da osmose através de membrana semipermeável e da pressão</p><p>osmótica (contrapressão) exercida pela mola.</p><p>Na coluna B do tubo, existe apenas água; e, na coluna A, há uma solução</p><p>concentrada de sacarose. Conforme descrito anteriormente, à medida que a água flui em</p><p>direção ao lado A da membrana através da osmose – em função da diferença de</p><p>concentração de soluto –, há um aumento da concentração de água no lado (A). Isso</p><p>provoca a movimentação do êmbolo e, consequentemente, o aumento da pressão interna</p><p>(A).</p><p>Quando a contrapressão for equivalente à pressão provocada pela difusão de água</p><p>(osmose), diz-se que a coluna A desse sistema encontra-se em Estado de Turgor.</p><p>Quanto maior o volume da solução, maior será a contrapressão exercida pelo êmbolo.</p><p>Dessa forma, à medida que se processa a osmose através da membrana, cria-se uma</p><p>“tendência” para o equilíbrio entre essas duas forças. Quando a pressão do êmbolo for</p><p>igual à diferença de pressão de difusão de água entre os lados A e B da membrana,</p><p>instalar-se-á entre essas pressões uma compensação que coloca o sistema em</p><p>equilíbrio, cessando o fluxo efetivo de água entre os dois lados da membrana.</p><p>Entende-se por Pressão Osmótica a pressão externa aplicada sobre aquela solução</p><p>aquosa para compensar a diferença de pressão de difusão através de membrana</p><p>semipermeável. É a pressão necessária para equilibrar as colunas A e B, impedindo,</p><p>dessa forma, o fluxo “efetivo” de água de uma solução menos concentrada para uma</p><p>solução mais concentrada. De outra forma, podemos também afirmar que a intensidade</p><p>de pressão osmótica a ser aplicada deverá ser suficiente para fazer um sistema que</p><p>comporta solução hipertônica manter-se ou retornar ao seu nível inicial. Logo, quanto</p><p>maior for a osmolaridade de uma solução (ou ainda quanto maior for a concentração de</p><p>soluto em uma solução), maior será sua pressão osmótica.</p><p>Quando uma célula viva é colocada em uma solução aquosa, há entrada de água na</p><p>célula e também saída para o meio. Portanto, a água está sempre transitando através da</p><p>membrana celular. O que varia, dependendo das condições ambientais e da célula, é a</p><p>relação entre o volume de água que entra e o que sai da célula em um dado intervalo de</p><p>tempo. O que determina se haverá maior ou menor entrada de água na célula, em</p><p>relação à quantidade que sai para o meio, é a diferença de concentração entre o líquido</p><p>celular e a solução que compõem o meio ambiente.</p><p>A osmose entre os dois compartimentos, através da aplicação de contrapressões ou</p><p>mudanças da concentração de soluto, pode ser interrompida, invertida ou lentificada. O</p><p>fluxo de moléculas de água entre a membrana semipermeável, no entanto, jamais</p><p>cessará. Ainda que a osmose seja interrompida na presença de soluções isotônicas, o</p><p>fluxo de moléculas através da membrana é permanente (uma vez que depende</p><p>diretamente da energia cinética das moléculas de água). O número dessas que se</p><p>difundem a cada lado da membrana é tão precisamente equilibrado que não permite,</p><p>dessa forma, a constatação de um FLUXO EFETIVO do solvente. Teoricamente, só</p><p>impediríamos o movimento de uma molécula de água, se ela perdesse toda sua energia</p><p>cinética, o que ocorreria só a uma temperatura idêntica ao zero absoluto, inatingível na</p><p>prática (o zero Kelvin ou -273,15° C). Esse é o estado térmico em que cessa a agitação</p><p>térmica, ou seja, em que as moléculas estão em repouso.</p><p>OSMOLARIDADE</p><p>Se nós tivermos uma membrana separando as soluções de concentração conhecida, e</p><p>sabendo-se que as concentrações dessas duas soluções são iguais, haverá osmose?</p><p>Depende se a substância é iônica ou molecular. Entra em jogo o conceito de</p><p>osmolaridade.</p><p>Se, de um lado da membrana, houver 1 mol de NaCl e, do outro, houver 1 mol de</p><p>glicose (C6H12O6), as concentrações serão iguais e de idêntica molaridade, mas a</p><p>osmolaridade será diferente. A glicose é substância molecular, portanto, o número de</p><p>partículas existentes é igual ao número de moléculas. Sendo o número de Avogrado</p><p>6,02 x 1023, este será o número de partículas existentes em um mol (de glicose, por</p><p>exemplo). No entanto, o cloreto de sódio em solução dissocia-se nos íons de Na+ e Cl-.</p><p>Portanto, em um mol de NaCl, haverá o dobro de partículas do que em um mol de</p><p>glicose. Isso porque o NaCl apresenta estrutura iônica e se dissocia em seus</p><p>respectivos íons constituintes. Com isso, podemos dizer que duas substâncias com a</p><p>mesma molaridade podem ou não possuir a mesma osmolaridade.</p><p>O cálculo da osmolaridade é dado pela sua definição: osmolaridade é a molaridade</p><p>de uma substância multiplicada pelo número de partículas em que uma molécula ou</p><p>agregado iônico pode se dissociar quando em solução aquosa.</p><p>Logo, para:</p><p>1 molar de glicose, 1 OSMOLAR: 1 M x 1 (1 C6H12O6);</p><p>1 molar de NaCl, 2 OSMOLAR: 1 M x 1 (1 Na+ / 1 Cl-);</p><p>1 molar de CaCl2, 3 OSMOLAR: 1 M x 3 (1 Ca++ / 2 Cl-).</p><p>Não nos importa qual seria a molaridade de uma célula, mas, sim, qual a sua</p><p>osmolaridade, resultado das molaridades das substâncias intracelulares e do número de</p><p>partículas em que se dividem essas substâncias. A célula é 0,3 osmolar ou 300</p><p>miliosmolar. Uma solução que também seja 0,3 osmolar é denominada solução</p><p>fisiológica. Por exemplo, para obter-se uma solução fisiológica de NaCl, precisamos</p><p>de 0,15 M, pois 0,15 x 2 = 0,30 osmolar. Sabendo-se que, para obter uma solução</p><p>fisiológica (0,3 osmolar), precisamos da solução 0,15 molar desse sal, pergunta-se:</p><p>quantos gramas de sal (X) serão</p><p>necessários para produzir 1 litro de solução</p><p>fisiológica?</p><p>Teremos:</p><p>M = N / V</p><p>Sendo</p><p>M = molaridade;</p><p>N = número de moles;</p><p>V = volume em litros.</p><p>Os pesos moleculares do sódio e do cloro são respectivamente 23 g e 35 g, portanto</p><p>o peso da solução de NaCl é 58 g.</p><p>58 g —— 1.000 mL —— 1 M</p><p>X g —— 1.000 mL —— 0,15 M</p><p>X = 8,7 g</p><p>São necessários, portanto, 8,7 g, aproximadamente 9 g de NaCl para obter 1 litro de</p><p>solução fisiológica desse sal. Equivale dizer que o soro fisiológico é solução de NaCl</p><p>de concentração 9 g/L ou 0,9%.</p><p>CONSEQUÊNCIAS DA OSMOSE EM CÉLULAS VIVAS</p><p>Tendo em vista que a membrana celular é uma membrana semipermeável que separa</p><p>o conteúdo celular do meio, podemos concluir que, quando uma célula é colocada em</p><p>água pura, ocorre a osmose. Organismos unicelulares, como protozoários de água doce,</p><p>apresentam, portanto, um habitat hipotônico em relação ao seu citoplasma. Esses</p><p>protozoários apresentam, assim, organelas especializadas no acúmulo e eliminação</p><p>periódica do excesso de água proveniente do processo osmótico. Sem a presença destes</p><p>vacúolos pulsáteis, certamente esses animais não sobreviveriam nesses ambientes.</p><p>Quando colocadas em água doce, células de algas e plantas não estouram devido à</p><p>presença das paredes celulares que oferecem pressão oposta à pressão osmótica,</p><p>evitando a lise. Veremos, a seguir, o que acontecerá a células animais como</p><p>consequência da osmose.</p><p>Tomemos, por exemplo, uma hemácia, a qual se encontra mergulhada em solução de</p><p>cloreto de sódio com a mesma concentração do interior da célula. Observaremos que a</p><p>hemácia, quando em meio isotônico (como o descrito anteriormente), apresenta um</p><p>aspecto normal. Quando a hemácia estiver mergulhada em solução com alta</p><p>concentração de cloreto de sódio (meio hipertônico), as moléculas de água estando em</p><p>maior concentração dentro da célula difundem-se para o meio externo (admita que a</p><p>passagem e partículas do sal para dentro é desprezível). Desse modo, a célula diminui</p><p>de volume, e sua membrana plasmática fica enrugada, o que denominamos de crenação.</p><p>Colocando uma hemácia em solução de concentração de cloreto de sódio mais baixa</p><p>que a do seu citoplasma, essa ganhará água do meio externo por osmose. A entrada</p><p>excessiva de água poderá provocar a lise celular (hemólise, rompimento da membrana</p><p>da hemácia, veja a Figura 3.11). Podemos dizer que uma solução é isotônica em relação</p><p>a outra quando ambas desenvolvem valores iguais de pressão osmótica (ou tensão</p><p>osmótica ou ainda força osmótica). Uma solução será hipertônica ou hipotônica</p><p>conforme desenvolva, respectivamente, maior ou menor tensão osmótica do que as</p><p>soluções a ela comparadas.</p><p>Figura 3.11 Aspectos de hemácias quando submetidas a soluções de diferentes concentrações.</p><p>DIÁLISE</p><p>O termo diálise vem do grego e significa “passar através”. Ela consiste em realizar</p><p>a filtração do sangue, permitindo se retirarem os catabólitos celulares. Esse processo é</p><p>feito através de membranas semipermeáveis, chamadas de dialisadoras. O processo de</p><p>diálise com as membranas dialisadoras tenta imitar, da melhor maneira possível, a</p><p>filtração glomerular normal, nos pacientes com insuficiência renal aguda e crônica, bem</p><p>como naqueles com intoxicações exógenas ou endógenas.</p><p>As membranas dialisadoras podem ser naturais ou artificiais. A membrana</p><p>dialisadora natural mais utilizada para diálise é a membrana peritoneal, a qual reveste a</p><p>superfície interna da cavidade abdominal, delimitando com ela um espaço, que será</p><p>utilizado para a diálise peritoneal. As membranas artificiais são obtidas da celulose</p><p>(celofane e ceprofane) ou das polissulfonas (poliacrilonitrila, metilmetacrilato e</p><p>amicon).</p><p>Hemodiálise é a modalidade de diálise que se processa num circuito extracorpóreo</p><p>devidamente construído e instalado no “rim artificial”. O circuito extracorpóreo é</p><p>constituído por uma linha arterial e outra venosa de material plástico, entre as quais se</p><p>interpõem um hemodialisador. Através de uma via de acesso vascular (fístula</p><p>arteriovenosa, shunt etc.), é obtido um fluxo de sangue do paciente, que, por várias</p><p>horas, continuamente perfunde um hemodialisador e dele retorna ao paciente pela linha</p><p>venosa. O hemodialisador é um artefato plástico que contém a membrana dialisadora</p><p>artificial. A membrana dialisadora, pela face interna, delimita um espaço que será</p><p>perfundido pelo sangue do paciente e, pela face externa, um espaço que será ocupado</p><p>pelo dialisato ou “banho” de diálise (solução de sais e glicose com composição e</p><p>concentração semelhante à do volume extracelular normal).</p><p>Diálise peritoneal é a modalidade que utiliza o dialisador peritoneal, isto é, a</p><p>cavidade abdominal com seu revestimento pela membrana peritoneal, visceral e</p><p>parietal. O acesso é feito por catéteres especiais, através do qual se infunde um volume</p><p>de solução dialisadora peritoneal, com a qual se processarão as trocas.</p><p>EQUILÍBRIO DE GIBBS-DONNAN</p><p>É uma variação do transporte passivo, que ocorre normalmente no organismo.</p><p>O citoplasma de uma célula contém proteínas, fosfatos e outras moléculas, que não</p><p>atravessam a membrana plasmática, e outros íons, como os de sódio, potássio e cloro,</p><p>que podem fazê-lo. O equilíbrio de Gibbs-Donnan define como se dá o equilíbrio entre</p><p>essa mistura de íons permeáveis e impermeáveis à membrana.</p><p>Não só a diferença de concentração, mas também a diferença de potencial elétrico,</p><p>determina a direção em que determinado íon irá se difundir. Se os dois fatores</p><p>apontarem para lados contrários da membrana, por exemplo, o sentido do movimento</p><p>final do íon vai depender de qual efeito é maior: se o da diferença de concentração ou o</p><p>da diferença de potencial elétrico. Comparando as duas tendências (de concentração e</p><p>elétrica), é possível prever a direção final do movimento do íon, prevalecendo o que</p><p>for mais forte.</p><p>Potencial Eletroquímico é o valor que permite dizer com quanto contribui a</p><p>concentração iônica e com quanto contribui o potencial elétrico, relativamente um ao</p><p>outro, para determinar a direção final do movimento de um íon. O fluxo iônico ocorrerá</p><p>de onde o seu potencial eletroquímico é mais alto para onde ele é mais baixo.</p><p>Com o objetivo de facilitar o entendimento, o Equilíbrio de Gibbs-Donnan será</p><p>esquematizado em oito momentos, sendo cada um o sequenciamento do outro.</p><p>Considere: Pr = proteína; Cl- = íon cloro; Na+ = íon sódio; M = membrana.</p><p>Momento I: o gradiente de concentração de sódio é o mesmo nos dois lados da</p><p>membrana, de modo que só pode ocorrer difusão de cloro ou de proteína. Como as</p><p>proteínas geralmente não atravessam membranas, ocorre movimento de cloro a partir</p><p>do gradiente de concentração.</p><p>Momento II: a passagem do cloro criou um gradiente elétrico, negativo, à esquerda.</p><p>Para compensar essa negatividade, o sódio, positivo, desloca-se para a esquerda.</p><p>Momento III: nessa situação existem dois gradientes de concentração, um que</p><p>levaria o sódio para a direita, e outro que levaria o cloro para a esquerda. Como o</p><p>potencial eletroquímico do cloro é maior do que o do sódio, o cloro se movimenta para</p><p>a esquerda.</p><p>Momento IV: cria-se novamente um gradiente elétrico, positivo, à direita, e</p><p>negativo, à esquerda. Isso faz com que o sódio passe para a esquerda, igualando</p><p>novamente as cargas elétricas.</p><p>Momento V: outra vez há dois gradientes de concentração. O sódio tende a passar</p><p>para a direita e o cloro tende a ir para a esquerda. Novamente o potencial</p><p>eletroquímico do cloro é maior, deslocando-o para a esquerda.</p><p>Momento VI: aqui o íon sódio sofre a influência de dois gradientes: um elétrico, que</p><p>o levaria para a esquerda, e outro de concentração, que o levaria para a direita. Como o</p><p>gradiente de concentração é muito pequeno, prevalece o gradiente elétrico.</p><p>Momento VII: nesse momento teremos o equilíbrio: o sódio é levado para a direita</p><p>pelo gradiente de concentração; isso cria um gradiente elétrico, positivo, à direita, que</p><p>faz com que um íon cloro atravesse a membrana a fim de restabelecer a neutralidade.</p><p>Essa situação se repete sucessivamente, já que o sistema adquiriu equilíbrio dinâmico.</p>