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A pressão no olho, chamada de pressão intraocular, é produzida principalmente pelo humor aquoso e parcialmente pelo humor vítreo; ela normalmente mede cerca de 16 mmHg (milímetros de mercúrio). A pressão intraocular mantém o formato do bulbo do olho e evita que ele colapse. Feridas perfurantes no bulbo do olho podem causar a perda de humor aquoso e de humor vítreo. Isso, por sua vez, causa uma diminuição na pressão intraocular, descolamento da retina e, em alguns casos, cegueira. A Tabela 17.1 resume as estruturas associadas ao bulbo do olho. Formação de imagens De certo modo o olho é como uma câmera: seus elementos ópticos focam uma imagem de algum objeto em um “filme” sensível à luz – a retina – enquanto garante que a quantidade correta de luz faça a “exposição” adequada. Para entender como o olho forma imagens claras de objetos na retina, é preciso avaliar três processos: (1) a refração ou desvio de luz pela lente e pela córnea; (2) a acomodação, a mudança no formato da lente; e (3) a constrição ou estreitamento da pupila. Refração dos raios de luz Quando os raios de luz passando através de uma substância transparente (como o ar) passam para uma segunda substância transparente com uma densidade diferente (como a água), sofrem um desvio na junção entre as duas substâncias. Esse desvio é chamado de refração (Figura 17.12A). Conforme os raios de luz entram no olho, eles são refratados nas faces anterior e posterior da córnea. Ambas as faces da lente refratam ainda mais os raios de luz de modo que eles cheguem com o foco exato na retina. TABELA 17.1 Resumo das estruturas do bulbo do olho. ESTRUTURA FUNÇÃO Túnica brosa Córnea: recebe e refrata a luz. Esclera: fornece o formato e protege as partes internas. Túnica vascular Íris: regula a quantidade de luz que entra no bulbo do olho. Corpo ciliar: secreta o humor aquoso e altera o formato da lente para a visão de perto ou de longe (acomodação). Corioide: fornece suprimento sanguíneo e absorve a luz difusa. Retina Recebe luz e a converte em potenciais receptores e impulsos nervosos. Fornece informações para o encéfalo através de axônios das células ganglionares, que formam o nervo óptico (II). 801 Lente Refrata a luz. Cavidade do segmento anterior Contém humor aquoso, que ajuda a manter o formato do bulbo do olho e fornecer oxigênio e nutrientes à lente e à córnea. Câmara postrema (vítrea) Contém humor vítreo, que ajuda a manter o formato do bulbo do olho e a manter a retina ligada à corioide. As imagens focadas na retina são invertidas (de cabeça para baixo) (Figura 17.12B, C). Elas também sofrem uma inversão da direita para a esquerda; ou seja, a luz proveniente do lado direito de um objeto alcança o lado esquerdo da retina e viceversa. O motivo pelo qual o mundo não parece invertido é que o encéfalo “aprendeu” no início da vida a coordenar as imagens visuais com as orientações dos objetos. O encéfalo armazena as imagens invertidas e revertidas que são adquiridas quando nós, pela primeira vez, tocamos e alcançamos os objetos, e interpreta essas imagens visuais corrigidas pela sua orientação espacial. Cerca de 75% da refração total da luz ocorre na córnea. A lente fornece os 25% restantes de capacidade de foco e também modula o foco para a observação de objetos próximos ou distantes. Quando um objeto está a 6 metros ou mais do observador, os raios de luz refletidos pelo objeto são praticamente paralelos uns aos outros (Figura 17.12B). A lente deve curvar esses raios paralelos apenas o bastante para que eles sejam focados exatamente sobre a fóvea central, onde a visão é mais nítida. Como os raios de luz que são refletidos a partir de distâncias menores do que 6 metros são divergentes e não paralelos (Figura 17.12 C), os raios devem ser refratados para que sejam focados na retina. Essa refração adicional é realizada através de um processo chamado de acomodação. 802 CORRELAÇÃO CLÍNICA | Doença macular relacionada com a idade A doença macular relacionada com a idade (DMI), também conhecida como degeneração macular, é um distúrbio degenerativo da retina em indivíduos com 50 anos de idade ou mais. Na DMI, ocorrem anomalias na região da mácula lútea, que é normalmente a área de visão mais apurada. As vítimas de DMI avançada mantêm a visão periférica, porém perdem a capacidade de enxergarem o que está a sua frene. Por exemplo, elas não conseguem observar características faciais para identi car quem está a sua frente. A DMI é a principal causa de cegueira em pessoas com mais de 75 anos de idade, a igindo 13 milhões de norte-americanos, e é 2,5 vezes mais comum em fumantes que consomem mais de um maço por dia do que em não fumantes. Inicialmente, a pessoa pode perceber visão embaçada e distorção no centro do campo visual. Na DMI “seca”, a visão central diminui gradualmente porque o estrato pigmentoso atro a e degenera. Não há tratamento efetivo. Em cerca de 10% dos casos, a DMI “seca” progride para DMI “molhada”, quando novos vasos sanguíneos se formam na corioide e plasma ou sangue são extravasados sob a retina. A perda da visão pode ser retardada utilizando cirurgia com laser para destruir os vasos sanguíneos que vazam. Acomodação e o ponto próximo de visão Uma superfície que forma uma curva para fora, como a superfície de uma bola, é chamada de convexa. Quando a superfície de uma lente é convexa, aquela lente refratará os raios de luz que chegam um em direção ao outro, de modo que, eventualmente, eles sofram uma interseção. Se a superfície de uma lente forma uma curva para dentro, como o interior de uma bola vazia, a lente é chamada de côncava e faz com que os raios de luz sejam refratados um para longe do outro. a lente é convexa em ambas as suas faces, a anterior e a posterior, e a sua capacidade de foco aumenta conforme sua curvatura aumenta. Quando o olho está focando um objeto próximo, a lente fica mais curva, causando uma refração maior dos raios de luz. Esse aumento na curvatura da lente para a visão próxima é chamado de acomodação (Figura 17.12 C). O ponto próximo de visão é a distância mínima do olho a partir da qual um objeto pode ser focalizado, com nitidez, com acomodação máxima. Essa distância é de cerca de 10 cm em um adulto jovem. Figura 17.12 Refração dos raios de luz. A. A refração é o desvio de raios de luz na junção de duas substâncias transparentes com densidades diferentes. B. A córnea e a lente refratam os raios de luz provenientes de objetos distantes de modo que a imagem seja focada na retina. C. Na acomodação, a lente fica mais esférica, aumentando a refração da luz. As imagens focadas na retina são invertidas horizontalmente e verticalmente. 803 Qual é a sequência de eventos que ocorre durante a acomodação? Como ocorre essa acomodação? Quando você observa objetos distantes, o músculo ciliar do corpo ciliar está relaxado e a lente se encontra mais achatada porque ela é alongada em todas as direções pelas fibras zonulares (ver Figura 17.12B). Quando você observa um objeto próximo, o músculo ciliar se contrai, o que puxa o processo ciliar e a corioide na direção da lente. Essa ação libera a tensão sobre a lente e as fibras zonulares. Como é elástica, a lente fica mais esférica (mais convexa), aumentando sua capacidade de foco e causando maior convergência dos raios de luz (ver Figura 17.12C). As fibras parassimpáticas do nervo oculomotor (III) inervam o músculo ciliar do corpo ciliar e, portanto, controlam o processo de acomodação. 804 CORRELAÇÃO CLÍNICA | Presbiopia Com o envelhecimento, a lente perde sua elasticidade e, com ela, sua capacidade de se curvar para focar objetos próximos. Portanto, idosos não conseguem ler tão bem quanto pessoas mais jovens. Essa condição é chamada de presbiopia. Por volta dos 40 anos de idadeo ponto próximo de visão já aumentou para 20 cm e aos 60 anos ele pode estar em até 80 cm. A presbiopia em geral começa por volta dos 40 anos de idade. Nessa idade, as pessoas que anteriormente não precisavam usar óculos começam a precisar deles para a leitura. Aqueles que já utilizavam óculos começam normalmente a precisar de lentes bifocais, lentes que podem melhorar tanto a visão de perto quanto a de longe. Anomalias da refração O olho normal, conhecido como olho emétrope, pode refratar suficientemente raios de luz provenientes de um objeto a 6 m de distância de modo que uma imagem clara seja focada na retina. Entretanto, muitas pessoas não possuem essa capacidade por causa de anomalias de refração. Entre essas anomalias encontrase a miopia, que ocorre quando o bulbo do olho é muito longo em relação à capacidade de foco da córnea e da lente ou quando a lente é mais espessa do que o normal, de modo que a imagem converge na frente da retina. Indivíduos míopes podem enxergar objetos próximos adequadamente, mas não os objetos distantes. Na hipermetropia, também conhecida como hiperopia, o comprimento do bulbo do olho é curto em relação à capacidade de foco da córnea e da lente ou a lente é mais fina do que o normal, de modo que a imagem converge atrás da retina. Indivíduos hipermetropes podem observar objetos distantes com clareza, mas não os objetos próximos. A Figura 17.13 ilustra essas condições e explica como elas são corrigidas. Outra anomalia de refração é o astigmatismo, em que a córnea ou a lente possuem uma curvatura irregular. Como resultado, partes da imagem ficam fora de foco e a visão se apresenta distorcida ou “borrada”. A maior parte dos problemas de visão pode ser corrigida pelo uso de óculos, de lentes de contato ou por procedimentos cirúrgicos. Uma lente de contato flutua sobre um filme lacrimal acima da córnea. A superfície externa anterior da lente de contato corrige o defeito visual e sua superfície posterior se ajusta à curvatura da córnea. A LASIK envolve a correção do formato da córnea para solucionar permanentemente as anomalias de refração. CORRELAÇÃO CLÍNICA | LASIK Uma alternativa cada vez mais popular ao uso dos óculos ou de lentes de contato é a cirurgia refrativa para a correção da curvatura da córnea em problemas como miopia, hipermetropia e astigmatismo. O tipo mais comum de cirurgia refrativa é a LASIK (do inglês, laser-assisted in situ keratomileusis). Após a administração de colírio anestésico no olho, é retirado um retalho circular no centro da córnea. O retalho é rebatido e a camada de córnea subjacente é remodelada com o uso de laser, uma camada microscópica de cada vez. Um computador ajuda o médico a remover camadas muito precisas da córnea. Após a realização desse trabalho de “escultura”, o retalho da córnea é reposicionado sobre a área tratada. É colocado um curativo oclusivo sobre o olho de um dia para o outro e o retalho rapidamente adere ao restante da córnea. Figura 17.13 Anomalias de refração no bulbo do olho e suas correções. A. Olho normal (emétrope). B. No olho míope, a imagem é focada na frente da retina. Essa condição pode ser resultante de um bulbo do olho alongado ou de uma lente espessa. C. A correção da miopia é feita pelo uso de lentes côncavas que divergem os raios luminosos de modo que eles sejam focados diretamente sobre a retina. D. No olho hipermetrope, a imagem é focada atrás da retina. Essa condição é resultante de um bulbo do olho curto ou de uma lente fina. E. A correção da hipermetropia é feita pelo uso de lentes convexas que convergem os raios luminosos de modo que eles sejam focados diretamente sobre a retina. Na miopia, apenas os objetos próximos podem ser vistos claramente; na hipermetropia, apenas os objetos distantes podem ser vistos claramente. 805 O que é a presbiopia? Constrição da pupila As fibras musculares circulares da íris também desempenham um papel na formação de imagens claras na retina. Como você já aprendeu, a constrição da pupila é uma diminuição no diâmetro da circunferência através da qual a luz entra no olho e que é causada pela contração dos músculos circulares da íris. Esse reflexo autônomo ocorre simultaneamente com a acomodação e evita que os raios de luz entrem no olho através da periferia da lente. Os raios de luz que entrariam pela periferia não seriam focados na retina, o que poderia resultar em uma visão borrada. A pupila, como dito anteriormente, também sofre constrição em uma luz forte. Convergência Por causa da posição de seus olhos na cabeça, muitos animais, como cavalos e cabras, enxergam um conjunto de objetos à esquerda de um olho e um conjunto completamente diferente de objetos à direita do outro olho. Nos seres humanos, ambos os olhos focam em apenas um conjunto de objetos – uma característica chamada de visão binocular. Essa característica do nosso sistema visual permite a percepção de profundidade e a apreciação da natureza tridimensional dos objetos. A visão binocular ocorre quando os raios de luz provenientes de um objeto alcançam pontos correspondentes em ambas as retinas. Quando nós olhamos para a frente e vemos um objeto distante, os raios de luz que chegam são direcionados diretamente em ambas as pupilas e são refratados para pontos comparáveis nas retinas de ambos os olhos. Entretanto, conforme nós nos aproximamos de um objeto, os olhos devem girar medialmente para que os raios de luz do objeto alcancem os mesmos pontos em ambas as retinas. O termo convergência se refere a esse movimento medial de ambos os bulbos dos olhos de modo que eles sejam direcionados para o objeto que está sendo observado, como por exemplo quando observamos um lápis que se move na direção dos olhos. Quanto mais próximo o objeto estiver, maior será 806 o grau de convergência necessário para manter a visão binocular. As ações coordenadas dos músculos extrínsecos do bulbo do olho permitem a convergência. Fisiologia da visão Fotorreceptores e fotopigmentos Os bastonetes e os cones foram nomeados por causa da aparência de seus segmentos externos – a extremidade distal próxima ao estrato pigmentoso – de cada tipo de fotorreceptor. Os segmentos externos dos bastonetes são cilíndricos ou com formato de bastão; os dos cones são achatados ou com formato de cone (Figura 17.14). A transdução da energia luminosa em um potencial receptor ocorre no segmento externo tanto de cones quanto de bastonetes. Os fotopigmentos são proteínas integrais na membrana plasmática do segmento externo. Nos cones, a membrana plasmática é dobrada para frente e para trás de modo plissado (pregueado); nos bastonetes, as pregas se destacam da membrana plasmática e formam discos. O segmento externo de cada bastonete contém uma pilha com cerca de mil discos, empilhados como moedas dentro de um invólucro. Figura 17.14 Estrutura dos fotorreceptores de cones e bastonetes. Os segmentos internos contêm a maquinaria metabólica para a síntese dos fotopigmentos e para a produção de ATP. Os fotopigmentos estão engastados nos discos ou pregas da membrana dos segmentos externos. Novos discos, nos bastonetes, e novas pregas, nos cones, se formam na base do segmento externo. As células epiteliais pigmentadas fagocitam os discos e as pregas velhos que se soltam da parte distal dos segmentos externos. A transdução da energia luminosa em um potencial receptor ocorre nos segmentos externos de cones e de bastonetes. 807 Quais são as semelhanças funcionais entre os cones e os bastonetes? Os segmentos externos dos fotorreceptores são renovados em um ritmo impressionantemente rápido. Nos bastonetes, um a três discos novos são adicionados à base do segmento externo a cada hora, enquanto os discos antigos se soltam e são fagocitados pelas células epiteliais pigmentadas. O segmentointerno contém o núcleo celular, o complexo de Golgi e muitas mitocôndrias. Em sua parte proximal, o fotorreceptor se expande em terminações sinápticas semelhantes a botões repletos de vesículas sinápticas. O primeiro passo na transdução visual é a absorção da luz por um fotopigmento, uma proteína colorida que sofre mudanças estruturais quando absorve luz, localizada no segmento externo de um fotorreceptor. A absorção de luz inicia os eventos que levam à produção de um potencial receptor. O único tipo de fotopigmento nos bastonetes é a rodopsina. Três diferentes fotopigmentos dos cones estão presentes na retina, um em cada um dos três tipos de cones. A visão colorida é resultante das diferentes cores de luz que ativam seletivamente os diferentes tipos de fotopigmentos dos cones. Todos os fotopigmentos associados à visão possuem duas partes: uma glicoproteína conhecida como opsina e um derivado da vitamina A chamado de retinal. Os derivados de vitamina A são formados a partir do caroteno, um pigmento vegetal que dá às cenouras sua cor laranja. Uma boa visão depende da ingestão adequada de vegetais ricos em caroteno, como cenoura, espinafre e brócolis, ou de alimentos que contenham vitamina A, como o fígado. 808 O retinal é a parte que absorve luz de todos os fotopigmentos visuais. Na retina humana, existem quatro tipos diferentes de opsinas, três nos cones e uma nos bastonetes (rodopsina). Pequenas variações nas sequências de aminoácidos das opsinas diferentes permitem que bastonetes e cones absorvam cores diferentes (comprimentos de onda) da luz incidente. Os fotopigmentos respondem à luz no seguinte processo cíclico (Figura 17.15): No escuro, o retinal apresenta um formato dobrado chamado de cisretinal, que se encaixa confortavelmente na parte opsina do fotopigmento. Quando o cisretinal absorve um fóton de luz, ele muda de conformação, ficando reto e passando para um estado chamado de transretinal. Essa conversão de cis para trans é chamada de isomerização e é o primeiro passo da transdução visual. Após a isomerização do retinal, vários intermediários químicos instáveis são formados e desaparecem. Essas mudanças químicas levam à produção de um potencial receptor (ver Figura 17.16). Em cerca de um minuto, o transretinal se separa completamente da opsina. O produto final é incolor, de modo que essa parte do ciclo é chamada de clareamento do fotopigmento. Uma enzima chamada de retinal isomerase converte o transretinal em cisretinal. O cisretinal então pode se ligar à opsina, restaurando o fotopigmento funcional. Essa parte do ciclo – a reposição de um fotopigmento – é chamada de regeneração. O estrato pigmentoso da retina, adjacente aos fotorreceptores, armazena muita vitamina A e contribui para o processo de regeneração dos bastonetes. O grau de regeneração da rodopsina diminui drasticamente se a retina se solta do estrato pigmentoso. Os fotopigmentos dos cones se regeneram muito mais rapidamente do que a rodopsina nos bastonetes e são menos dependentes do estrato pigmentoso. Após o clareamento completo, a regeneração de metade da rodopsina demora cerca de cinco minutos; metade dos fotopigmentos dos cones se regenera em apenas 90 s. A regeneração completa da rodopsina clareada leva de 30 a 40 min. Adaptações à luz e ao escuro Quando você sai de um ambiente escuro (digamos, um túnel) para a luz do sol, ocorre uma adaptação à luz – o seu sistema visual é ajustado em segundos para o ambiente mais luminoso pela diminuição de sua sensibilidade. Por outro lado, quando você entra em uma sala escura como um teatro, o seu sistema visual sofre uma adaptação ao escuro – sua sensibilidade aumenta lentamente ao longo de muitos minutos. A diferença nas taxas de clareamento e de regeneração dos fotopigmentos nos bastonetes e nos cones contribuem para algumas (mas não todas) mudanças de sensibilidade que ocorrem nas adaptações à luz e ao escuro. Figura 17.15 O clareamento e a regeneração cíclicos do fotopigmento. As setas azuis indicam as etapas do clareamento e as setas pretas indicam as etapas da regeneração. O retinal, um derivado da vitamina A, é a parte que absorve luz de todos os fotopigmentos visuais. 809 Como é chamada a conversão do cisretinal em transretinal? Conforme os níveis de luz aumentam, mais e mais fotopigmentos são clareados. Enquanto a luz está clareando algumas moléculas de fotopigmento, outras estão sendo regeneradas. Na luz do dia, a regeneração da rodopsina não consegue acompanhar o processo de clareamento, de modo que os bastonetes contribuem muito pouco para a visão diurna. Ao contrário, os fotopigmentos dos cones se regeneram rápido o bastante para que alguma forma cis esteja sempre presente, mesmo em luzes muito fortes. Se os níveis de luz diminuem abruptamente, a sensibilidade aumenta rapidamente no início e, em seguida, mais lentamente. Na escuridão completa, a regeneração total dos fotopigmentos dos cones ocorre durante os oito primeiros minutos da adaptação ao escuro. Durante esse período, um clarão limiar (que mal pode ser percebido) é visto como colorido. A rodopsina se regenera mais lentamente e a nossa sensibilidade visual aumenta até que um único fóton (a menor unidade de luz) consegue ser detectado. Nessa situação, embora uma quantidade de luz muito menor consiga ser detectada, os clarões limiares parecem brancoacinzentados, independentemente de suas cores. Em níveis de luz muito baixos, como uma noite iluminada apenas pelas estrelas, os objetos parecem ter tons de cinza porque apenas os bastonetes estão funcionando. Liberação de neurotransmissor por fotorreceptores Como mencionado anteriormente, a absorção de luz e a isomerização do retinal iniciam as mudanças químicas no segmento externo dos fotorreceptores que levam à produção de um potencial receptor. Entretanto, para compreender como o potencial receptor surge, é preciso analisar primeiramente como os fotorreceptores operam na ausência de luz. No escuro, os íons sódio (Na+) fluem para dentro do segmento externo do fotorreceptor através de canais de Na+ sensíveis a ligantes (Figura 810 17.16A). O ligante que mantém esses canais abertos é o monofosfato cíclico de guanosina (GMP cíclico ou cGMP). O influxo de Na+, chamado de “corrente escura”, despolariza parcialmente o fotorreceptor. Como resultado, no escuro, o potencial de membrana de um fotorreceptor é de cerca de –30 mV. Isso é muito mais próximo do zero do que o potencial de membrana em repouso de um neurônio típico, que é de cerca de –70 mV. A despolarização parcial no escuro dispara a liberação contínua de neurotransmissor nos terminais sinápticos. O neurotransmissor nos bastonetes, e talvez nos cones, é o aminoácido glutamato (ácido glutâmico). Em sinapses entre bastonetes e algumas células bipolares, o glutamato é um neurotransmissor inibitório: ele dispara potenciais póssinápticos inibitórios (PPSI) que hiperpolarizam as células bipolares, evitando que elas transmitam sinais para as células ganglionares. Quando a luz alcança a retina e o cisretinal sofre isomerização, são ativadas enzimas que clivam o cGMP. Como resultado, alguns canais de Na+ sensíveis a cGMP se fecham, o influxo de Na+ diminui e o potencial de membrana se torna mais negativo, chegando a –70 mV (Figura 17.16B). Essa sequência de eventos produz um potencial receptor hiperpolarizante que diminui a liberação de glutamato. Luzes fracas causam potenciais receptores pequenos e curtos que diminuem parcialmente a liberação de glutamato; luzes mais fortes disparam potenciais receptores maiores e mais longos que interrompem completamente a liberaçãode neurotransmissor. Desse modo, a luz excita células bipolares que formam sinapses com os bastonetes por causa da diminuição da liberação de um neurotransmissor inibitório. As células bipolares excitadas estimulam subsequentemente as células ganglionares a formarem potenciais de ação em seus axônios. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Daltonismo e cegueira noturna (nictalopia) A maior parte dos tipos de daltonismo, uma incapacidade hereditária de distinguir entre determinadas cores, resulta da ausência ou de ciência de um dos três tipos de cones. O tipo mais comum é o daltonismo vermelho-verde, em que os cones vermelhos ou verdes estão ausentes. A de ciência prolongada de vitamina A e a quantidade de rodopsina abaixo do normal resultante pode causar cegueira noturna ou nictalopia, uma incapacidade de enxergar bem sob baixa luminosidade. Figura 17.16 Operação dos fotorreceptores bastonetes. A luz causa um potencial receptor hiperpolarizante nos fotorreceptores, que diminuem a liberação de um neurotransmissor inibitório (glutamato). 811 Qual é a função do GMP cíclico nos fotorreceptores? Via visual Os sinais visuais na retina passam por processamentos consideráveis em sinapses ao longo dos vários tipos de neurônios na retina (células horizontais, células bipolares e células amácrinas; ver Figura 17.10). Então, os axônios das células ganglionares da retina fornecem informações da retina para o encéfalo, deixando o bulbo do olho como nervo óptico (II). 812 Processamento das informações visuais na retina No estrato nervoso da retina, determinadas características da informação visual são potencializadas, enquanto outras características podem ser descartadas. Informações provenientes de várias células podem convergir para uma pequena quantidade de neurônios póssinápticos (convergência) ou divergir para uma grande quantidade (divergência). De modo geral, a convergência predomina: existem apenas um milhão de células ganglionares, porém existem 126 milhões de fotorreceptores no olho humano. Uma vez que os potenciais receptores surgem nos segmentos externos dos bastonetes e dos cones, eles se espalham através dos segmentos internos até os terminais sinápticos. As moléculas neurotransmissoras liberadas por bastonetes e cones induzem potenciais graduais locais tanto em células bipolares quanto em células horizontais. Entre 6 e 600 bastonetes formam sinapses com uma única célula bipolar na camada sináptica externa da retina; um cone frequentemente forma sinapse com uma única célula bipolar. A convergência de muitos bastonetes em uma única célula bipolar aumenta a sensibilidade à luz da visão dos bastonetes, porém desfoca levemente a imagem que é percebida. A visão dos cones, embora menos sensível, é mais nítida por causa da proporção de um para um das sinapses entre cones e células bipolares. A estimulação dos bastonetes pela luz excita as células bipolares; as células bipolares dos cones podem ser excitadas ou inibidas quando surge uma luz. As células horizontais transmitem sinais inibitórios para as células bipolares nas áreas laterais aos cones e bastonetes excitados. Essa inibição lateral aumenta o contraste da cena visual entre áreas da retina que são estimuladas fortemente e áreas adjacentes que são estimuladas mais fracamente. As células horizontais também ajudam a diferenciar várias cores. As células amácrinas, que são excitadas pelas células bipolares, formam sinapses com células ganglionares e transmitem informações para elas, sinalizando uma modificação no nível de iluminação da retina. Quando células bipolares ou amácrinas transmitem sinais excitatórios para as células ganglionares, essas células ganglionares se despolarizam e disparam impulsos nervosos. Via encefálica e campos visuais Os axônios do nervo óptico (II) passam através do quiasma óptico (um cruzamento, como na letra X), um ponto de cruzamento dos nervos ópticos (Figura 17.17A, B). Alguns axônios atravessam para o lado oposto, enquanto outros permanecem do mesmo lado. Após passarem pelo quiasma óptico, os axônios, agora parte do trato óptico, entram no encéfalo e a maior parte deles termina no núcleo do corpo geniculado lateral do tálamo. Ali, eles formam sinapses com neurônios cujos axônios formam as radiações ópticas, que se projetam para as áreas visuais primárias nos lobos occipitais do córtex cerebral (área 17 na Figura 14.15) e começa a percepção visual. Uma parte das fibras do trato óptico termina no colículo superior, que controla os músculos extrínsecos do bulbo do olho, e nos núcleos prétectais, que controlam os reflexos de acomodação e pupilar. Figura 17.17 Via visual. A. A dissecção parcial do encéfalo revela as radiações ópticas (axônios que se estendem do tálamo para o lobo occiptal). B. Um objeto no campo visual binocular pode ser visto com ambos os olhos. Em (C) e (D) repare que a informação proveniente do lado direito do campo visual de cada olho é projetada no lado esquerdo do encéfalo e a informação proveniente do lado esquerdo do campo visual de cada olho é projetada no lado direito do encéfalo. Os axônios das células ganglionares na parte temporal de cada retina se estendem para o tálamo no mesmo lado; os axônios das células ganglionares na parte nasal de cada retina se estendem para o tálamo no lado oposto. 813 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig15 Os raios de luz provenientes de um objeto na metade temporal do campo visual estimulam qual metade da retina? Tudo que pode ser visto por um olho compreende o campo visual daquele olho. Como dito anteriormente, como nossos olhos estão localizados anteriormente nas nossas cabeças, os campos visuais se sobrepõem consideravelmente (Figura 17.17B). Nós possuímos visão binocular por causa da grande região em que os campos visuais dos dois olhos se sobrepõem – o campo de visão binocular. O campo visual de cada olho é dividido em duas regiões: a metade nasal ou central e a metade temporal ou periférica. Para cada olho, os raios de luz provenientes de um objeto na metade nasal do campo visual são direcionados para a metade temporal da retina e os raios de luz provenientes de um objeto na metade temporal do campo visual são direcionados para a metade nasal da retina. A informação visual proveniente da metade direita de cada campo visual é transmitida para o lado esquerdo do encéfalo e a informação visual proveniente da metade esquerda de cada campo visual é transmitida para o lado direito do encéfalo da seguinte maneira (Figura 17.17C, D): Os axônios de todas as células ganglionares da retina em um olho deixam o bulbo do olho no disco do nervo óptico e formam o nervo óptico naquele lado. 814 6. 7. 8. 9. 10. 17.4 • • • • No quiasma óptico, os axônios da metade temporal de cada retina não cruzam e continuam diretamente para o núcleo do corpo geniculado lateral do tálamo naquele mesmo lado. Ao contrário, os axônios da metade nasal de cada retina cruzam o quiasma óptico e continuam para o tálamo do lado oposto. Cada trato óptico é formado por axônios cruzados e não cruzados que se projetam a partir do quiasma óptico para o tálamo de um dos lados. Axônios colaterais (ramos) das células ganglionares retinais se projetam para o mesencéfalo, onde contribuem para os circuitos neurais que governam a constrição das pupilas em resposta à luz e para a coordenação dos movimentos da cabeça e do olho. Os axônios colaterais também se estendem para o núcleo supraquiasmático do hipotálamo, que estabelece os padrões de sono e outras atividades que ocorrem de modo circadiano ou diário em resposta aos intervalos entre a claridade e a escuridão. Os axônios dos neurônios talâmicosformam as radiações ópticas conforme eles se projetam do tálamo para a área visual primária do córtex no mesmo lado. Embora nós tenhamos descrito a via visual como uma via única, acreditase que os sinais visuais sejam processados por pelo menos três sistemas separados no córtex cerebral e cada um deles com sua função própria. Um sistema processa a informação relacionada com o formato dos objetos, outro sistema processa a informação a respeito da cor dos objetos e um terceiro sistema processa a informação a respeito do movimento, da localização e da organização espacial do objeto. TESTE RÁPIDO Qual é a função do aparelho lacrimal? Quais tipos de células compõem o estrato nervoso e o estrato pigmentoso da retina? Como os fotopigmentos respondem à luz e se recuperam no escuro? Como os potenciais receptores surgem nos fotorreceptores? Através de qual via os impulsos nervosos disparados por um objeto na metade nasal do campo visual do olho esquerdo alcançam a área visual primária do córtex? Audição e equilíbrio OBJETIVOS Descrever a anatomia das estruturas das três regiões principais da orelha Listar os principais eventos da fisiologia da audição Explicar a função de cada órgão receptor para o equilíbrio Descrever as vias auditiva e do equilíbrio. A audição é a capacidade de perceber os sons. A orelha é uma maravilha da engenharia porque seus receptores sensitivos permitem a transdução de vibrações sonoras com amplitudes tão pequenas quanto o diâmetro de um átomo de ouro (0,3 nm) em sinais elétricos mil vezes mais rapidamente do que os fotorreceptores podem responder à luz. A orelha também possui receptores para o equilíbrio, o sentido que ajuda você a manter seu equilíbrio e se orientar no espaço. Anatomia da orelha A orelha é dividida em três regiões principais: (1) a orelha externa, que coleta as ondas sonoras e as direciona para dentro; (2) a orelha média, que conduz as vibrações sonoras para a janela do vestíbulo (oval); e (3) a orelha interna, que armazena os receptores para a audição e para o equilíbrio. Orelha externa A orelha externa é formada pela orelha (pavilhão auricular), pelo meato acústico externo e pela membrana timpânica (Figura 17.18). A orelha é uma aba de cartilagem elástica com formato semelhante à extremidade de uma corneta e recoberta por pele. A sua margem é a hélice; a parte inferior é o lóbulo. Ligamentos e músculos ligam a orelha à cabeça. O meato acústico externo é um tubo curvado com cerca de 2,5 cm de comprimento que se encontra no temporal e leva à membrana timpânica. A membrana timpânica ou tímpano é uma divisão fina e semitransparente entre o meato acústico externo e a orelha média. A membrana timpânica é coberta por epiderme e revestida por um epitélio cúbico simples. Entre 815 as camadas epiteliais encontrase tecido conjuntivo composto por colágeno, fibras elásticas e fibroblastos. O rompimento da membrana timpânica é chamado de perfuração do tímpano. Ele pode ser causado pela pressão de um cotonete, por traumatismo ou por uma infecção na orelha média e em geral se cura em 1 mês. A membrana timpânica pode ser avaliada diretamente pelo uso de um otoscópio, um instrumento que ilumina e amplia o meato acústico externo e a membrana timpânica. Figura 17.18 Anatomia da orelha. A orelha possui três regiões principais: a orelha externa, a orelha média e a orelha interna. (Ver legenda abaixo.) Em qual estrutura da orelha externa se liga o martelo da orelha média? Próximo a sua abertura externa, o meato acústico externo contém alguns pelos e glândulas sudoríferas especializadas chamadas de glândulas ceruminosas, que secretam cera de ouvido ou cerume. A combinação entre pelos e cerume ajuda a evitar a entrada de poeira e de objetos estranhos na orelha. O cerume também evita danos à pele delicada do meato acústico externo que podem ser causados pela água e por insetos. O cerume em geral desidrata e desprendese do meato acústico. Entretanto, algumas pessoas produzem muito cerume, que pode se tornar compactado e amortecer os sons. O tratamento do cerume impactado é a irrigação periódica da orelha ou a remoção da cera com um instrumento rombo pelo otorrinolaringologista. Orelha média A orelha média é uma pequena cavidade, cheia de ar e revestida por epitélio, situada na parte petrosa do temporal (Figura 17.19). Ela é separada da orelha externa pela membrana timpânica e da orelha interna por uma divisão óssea fina que contém duas pequenas aberturas: a janela do vestíbulo (oval) e a janela da cóclea (redonda). Estendendose através da orelha média e ligada a ela através de ligamentos encontramse os três menores ossos do corpo, os ossículos da audição, que são conectados por articulações sinoviais. Os ossos, nomeados por causa de seus formatos, são o martelo, a bigorna e o estribo. O “cabo” do martelo se liga à face interna da membrana timpânica. A “cabeça” do martelo é articulada ao corpo da bigorna. A bigorna, o osso do meio na série, se articula com a cabeça do estribo. A base do estribo se encaixa na janela do vestíbulo (oval). Diretamente abaixo dessa janela encontrase outra abertura, a janela da cóclea (redonda), que é encapsulada por uma membrana chamada de membrana timpânica secundária. Além dos ligamentos, dois pequenos músculos esqueléticos também se ligam aos ossículos (Figura 17.19). O 816 músculo tensor do tímpano, que é inervado pelo ramo mandibular do nervo trigêmeo (V), limita o movimento e aumenta a tensão da membrana timpânica, evitando danos à orelha interna por causa de barulhos muito altos. O músculo estapédio, que é inervado pelo nervo facial (NC VII) é o menor músculo esquelético do corpo humano. Ao evitar grandes vibrações no estribo decorrentes de sons altos, ele protege a janela do vestíbulo (oval), mas também diminui a sensibilidade auditiva. Por esse motivo, a paralisia do músculo estapédio está associada à hiperacusia, que é uma audição anormalmente sensível. Como demora uma fração de segundo para que os músculos tensor do tímpano e estapédio se contraiam, eles podem proteger a orelha interna de sons altos prolongados, mas não de sons curtos, como o de um tiro. A parede anterior da orelha média contém uma abertura que leva diretamente para a tuba auditiva, conhecida também pelo epônimo trompa de Eustáquio. A tuba auditiva, contendo osso e cartilagem elástica, conecta a orelha média com a parte nasal da faringe ou nasofaringe (porção superior da garganta). Ela normalmente encontrase fechada em sua extremidade medial (faríngea). Durante a deglutição e ao bocejar, ela se abre, permitindo que o ar entre ou saia da orelha média até que a pressão nela seja igual à pressão atmosférica. A maioria das pessoas já experimentou a sensação de estalo na orelha quando as pressões se igualam. Quando as pressões estão balanceadas, a membrana timpânica vibra livremente conforme as ondas sonoras chegam nela. Se a pressão não estiver equilibrada, podem ocorrer dor intensa, prejuízo auditivo, zumbido nas orelhas e vertigem. A tuba auditiva também é uma rota para patógenos que saem do nariz e da garganta para a orelha média, causando o tipo mais comum de infecção auditiva (ver otite média em Distúrbios | Desequilíbrios homeostáticos no final deste capítulo). Figura 17.19 Orelha média direita e ossículos da audição. Quais estruturas separam a orelha média da orelha interna? Orelha interna A orelha interna também é chamada de labirinto por causa de sua série complicada de canais (Figura 17.20). Estruturalmente, ela é formada por duas divisões principais: um labirinto ósseo externo que encapsula um labirinto membranáceo interno. É como se fossem balões longos colocados dentro de um tubo rígido. O labirinto ósseo é formadopor uma série de cavidades na parte petrosa do temporal divididas em três áreas: (1) os canais semicirculares, (2) o vestíbulo e (3) a cóclea. O labirinto ósseo é revestido por periósteo e contém a perilinfa. Esse líquido, que é quimicamente semelhante ao líquido cerebrospinal, reveste o labirinto membranáceo, uma série de sacos e tubos epiteliais dentro do labirinto ósseo que têm o mesmo formato geral do labirinto ósseo, abrigando os receptores para a audição e o equilíbrio. O labirinto membranáceo epitelial contém a endolinfa. O nível de íons potássio (K+) na endolinfa é incomumente alto para um líquido extracelular e os íons potássio desempenham um papel na geração dos sinais auditivos (descritos a seguir). O vestíbulo é a parte central oval do labirinto ósseo. O labirinto membranáceo no vestíbulo é formado por dois sacos 817 chamados de utrículo e sáculo, que são conectados por um pequeno ducto. Projetandose superior e posteriormente ao vestíbulo encontramse três canais semicirculares ósseos, cada um deles localizado em ângulos aproximadamente retos um em relação aos outros dois. Com base em suas posições, eles são nomeados como canais semicirculares anterior, posterior e lateral. Os canais semicirculares anterior e posterior são orientados verticalmente; o canal lateral é orientado horizontalmente. Em uma extremidade de cada canal encontrase um alargamento redondo chamado de ampola. As partes do labirinto membranáceo que se encontram dentro dos canais semicirculares ósseos são chamados de ductos semicirculares. Essas estruturas se conectam ao utrículo do vestíbulo. O nervo vestibular, parte do nervo vestibulococlear (VIII) consiste nos nervos ampular, utricular e sacular. Esses nervos contêm neurônios sensitivos de primeira ordem e neurônios motores que formam sinapses com os receptores de equilíbrio. Os neurônios sensitivos de primeira ordem carregam a informação sensorial proveniente dos receptores e os neurônios motores carregam sinais de retroalimentação para os receptores, aparentemente para modificar sua sensibilidade. Os corpos celulares dos neurônios sensitivos encontramse localizados nos gânglios vestibulares (ver Figura 17.21B). Figura 17.20 Orelha interna direita. A área externa e com coloração creme é parte do labirinto ósseo; a área interna e com coloração rosa é o labirinto membranáceo. O labirinto ósseo contém a perilinfa e o labirinto membranáceo contém a endolinfa. Quais são os nomes dos dois sacos que se encontram no labirinto membranáceo do vestíbulo? Anteriormente ao vestíbulo encontrase a cóclea, um canal espiral ósseo que lembra a casca de um caracol e realiza quase três voltas ao redor de um núcleo ósseo central chamado de modíolo (ver Figura 17.21B). Cortes histológicos através da cóclea revelam que ela é dividida em três canais: o ducto coclear, a rampa do vestíbulo e a rampa do tímpano (Figura 17.21AC). O ducto coclear é uma continuação do labirinto membranáceo em direção à cóclea; ele é preenchido por endolinfa. O canal acima do ducto coclear é a rampa do vestíbulo, que termina na janela do vestíbulo (oval). O canal abaixo é a rampa do tímpano, que termina na janela da cóclea (redonda). Tanto a rampa do vestíbulo quanto a rampa do tímpano são partes do labirinto ósseo da cóclea; portanto, essas câmaras são preenchidas por perilinfa. A rampa do vestíbulo e a rampa do tímpano são separadas completamente pelo ducto coclear, exceto por uma abertura no ápice da cóclea, o helicotrema (ver Figura 17.22). A cóclea é adjacente à parede do vestíbulo, na qual a rampa do vestíbulo se abre. A perilinfa no vestíbulo é contínua com aquela da rampa do vestíbulo. A membrana (parede) vestibular separa o ducto coclear da rampa do vestíbulo e a lâmina basilar separa o ducto coclear da rampa do tímpano. Localizada sobre a lâmina basilar encontrase o órgão espiral ou órgão de Corti (Figura 17.21C, D). O órgão espiral é uma lâmina espiral de células epiteliais, incluindo células epiteliais de sustentação e cerca de 16.000 células ciliadas, que são os receptores da audição. Existem dois grupos de células ciliadas: as células ciliadas 818 internas estão organizadas em uma única fileira, enquanto as células ciliadas externas estão organizadas em três fileiras. Na porção apical de cada célula ciliada encontramse entre 40 e 80 estereocílios, que se estendem para a endolinfa do ducto coclear. Apesar de seu nome, os estereocílios são microvilosidades longas e semelhantes a pelos organizadas em várias fileiras de comprimento graduado. Em suas extremidades basais, as células ciliadas formam sinapses com os neurônios sensitivos de primeira ordem e com os neurônios motores da parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII). Os corpos celulares dos neurônios sensitivos estão localizados no gânglio espiral (Figura 17.21B, C). Embora as células ciliadas externas superem em quantidade as células ciliadas internas em uma proporção de três para um, as células ciliadas internas formam sinapses com 90 a 95% dos neurônios sensitivos de primeira ordem no nervo coclear, que transmite a informação auditiva para o encéfalo. Em comparação, 90% dos neurônios motores no nervo coclear formam sinapses com as células ciliadas externas. A membrana tectória é uma membrana gelatinosa flexível que cobre as células ciliadas do órgão espiral (Figura 17.21D). Na realidade, as extremidades dos estereocílios das células ciliadas estão em contato com a membrana tectória enquanto os corpos das células ciliadas se encontram sobre a lâmina basilar. A natureza das ondas sonoras Para compreender a fisiologia da audição, é necessário saber algo a respeito do seu influxo, as ondas sonoras. As ondas sonoras são regiões de alta e baixa pressões que se alternam entre si e que viajam na mesma direção através de algum meio (como o ar). Elas são originadas a partir de um objeto que vibra de modo muito semelhante à formação de ondas sobre a superfície de um lago quando alguém atira uma pedra sobre a água. A frequência de uma vibração sonora é o seu tom. Quanto maior for a frequência de vibração, maior será seu tom. Os sons percebidos de modo mais agudo pela orelha humana são aqueles provenientes de fontes que vibram em frequências entre 500 e 5.000 Hertz (Hz; 1 Hz = 1 ciclo por segundo). Todo o espectro audível se estende entre 20 e 20.000 Hz. Os sons da fala contêm frequências principalmente entre 100 e 3.000 Hz e o dó cantado por um soprano possui uma frequência dominante de 1.048 Hz. Os sons de um avião a muitos quilômetros de distância variam entre 20 e 100 Hz. Quanto maior for a intensidade (tamanho ou amplitude) da vibração, mais alto será o som. A intensidade do som é medida em unidades chamadas de decibéis (dB). O aumento em um decibel representa um aumento de 10 vezes na intensidade sonora. O limiar auditivo – o ponto a partir do qual um adulto jovem mediano pode distinguir entre som e silêncio – é definido como 0 dB a 1.000 Hz. O farfalhar das folhas de árvores possui um nível de 15 dB; uma fala sussurrada, 30; uma conversação normal, 60; um aspirador de pó, 75; gritos, 80 e uma motocicleta ou uma britadeira próxima, 90. Os sons se tornam desconfortáveis à orelha normal por volta de 120 dB e são dolorosos acima de 140 dB. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Sons altos e danos às células ciliadas A exposição à música alta, ao barulho da turbina de aviões, a motocicletas acelerando, a cortadores de grama e a aspiradores de pó dani ca as células ciliadas da cóclea. Como a exposição prolongada ao barulho causa perda auditiva, os empregadores nos EUA devem exigirque os trabalhadores utilizem protetores auditivos quando os níveis de ruído ocupacional excedem 90 dB. Shows de rock e até mesmo fones de ouvido podem facilmente produzir sons acima de 110 dB. A exposição contínua a sons de alta intensidade é uma causa de surdez, a perda auditiva signi cativa ou total. Quanto mais altos os sons, mais rápida é a perda auditiva. A surdez normalmente começa com uma perda de sensibilidade aos sons de tons elevados. Se você está escutando música com fones de ouvido e os transeuntes conseguem escutá-la também, o nível de decibéis está na faixa prejudicial. A maior parte das pessoas não consegue perceber a perda progressiva da audição até que a destruição seja extensa e elas apresentem di culdade para entender o que é falado. O uso de protetores com uma taxa de redução de barulho de 30 dB durante atividades barulhentas pode proteger a sensibilidade das suas orelhas. Figura 17.21 Canais semicirculares, vestíbulo e cóclea da orelha direita. Repare que a cóclea realiza quase três voltas completas. Os três canais na cóclea são a rampa do vestíbulo, a rampa do tímpano e o ducto coclear. 819 820 Quais são as três subdivisões do labirinto ósseo? Fisiologia da audição Os seguintes eventos estão envolvidos na audição (Figura 17.22): O pavilhão direciona as ondas sonoras para o meato acústico externo. Quando as ondas sonoras alcançam a membrana timpânica, as ondas alternadas de pressão alta e baixa no ar fazem com que a membrana timpânica vibre para frente e para trás. A membrana timpânica vibra lentamente em resposta a sons de baixa frequência (tons baixos) e rapidamente em resposta a sons de alta frequência (tons altos). A área central da membrana timpânica se conecta ao martelo, que vibra junto com a membrana timpânica. Essa vibração é transmitida do martelo para a bigorna e, então, para o estribo. Conforme o estribo se move para frente e para trás, sua placa basal em formato oval, conectada através de um 821 ligamento à circunferência da janela do vestíbulo (oval), faz vibrar essa janela. As vibrações na janela do vestíbulo (oval) são cerca de 20 vezes mais vigorosas do que aquelas na membrana timpânica porque os ossículos auditivos transformam eficientemente pequenas vibrações espalhadas por uma grande área superficial (a membrana timpânica) em vibrações maiores em uma superfície menor (a janela do vestíbulo [oval]). O movimento do estribo na janela do vestíbulo (oval) provoca ondas de pressão no líquido da perilinfa da cóclea. Conforme a janela do vestíbulo (oval) é empurrada para dentro, ela empurra a perilinfa na rampa do vestíbulo. As ondas de pressão são transmitidas da rampa do vestíbulo para a rampa do tímpano e, eventualmente, para a janela da cóclea (redonda), fazendo com que ela se projete para fora na orelha média (ver na figura). As ondas de pressão atravessam através da perilinfa da rampa do vestíbulo, passam então para a membrana vestibular e se movem para a endolinfa dentro do ducto coclear. As ondas de pressão na endolinfa fazem com que as membranas basilares vibrem, fazendo com que as células ciliadas do órgão espiral se movam contra a membrana tectória. Isso promove o dobramento dos estereocílios e leva em última análise à geração de impulsos nervosos nos neurônios de primeira ordem nas fibras nervosas cocleares. As ondas sonoras de várias frequências fazem com que determinadas regiões da lâmina basilar vibrem mais intensamente do que outras. Cada segmento da lâmina basilar está “afinado” para um tom em particular. Como a membrana é mais estreita e mais espessa na base da cóclea (próxima à janela do vestíbulo [oval]), os sons de alta frequência (com tom alto) induzem vibrações máximas nessa região. Na direção do ápice da cóclea, a lâmina basilar é mais ampla e mais flexível; os sons de baixa frequência (de tom baixo) causam a vibração máxima da lâmina basilar naquele local. A altura do som é determinada pela intensidade das ondas sonoras. Ondas sonoras de alta intensidade promovem vibrações maiores na lâmina basilar, promovendo maior frequência de impulsos nervosos que chegam ao encéfalo. Sons mais altos também podem estimular uma quantidade maior de células ciliadas. Figura 17.22 Eventos na estimulação dos receptores auditivos na orelha direita. A cóclea foi desenrolada para que seja possível visualizar mais facilmente a transmissão das ondas sonoras e a sua distorção nas membranas vestibular e basilar do ducto coclear. As células ciliadas do órgão espiral (órgão de Corti) convertem uma vibração mecânica (estímulo) em um sinal elétrico (potencial receptor). Qual parte da lâmina basilar vibra mais vigorosamente em resposta a sons de alta frequência (tom alto)? As células ciliadas promovem a transdução de vibrações mecânicas em sinais elétricos. Conforme a lâmina basilar vibra, os feixes de cílios no ápice das células ciliadas se dobram para frente e para trás e deslizam um sobre o outro. Uma 822 proteína de ligação de extremidade (tip link) conecta a extremidade de cada estereocílio a um canal iônico sensível a estresse mecânico chamado de canal de transdução no seu estereocílio vizinho mais alto. Conforme os estereocílios se dobram em direção aos estereocílios mais altos, as ligações de extremidade (tip links) disparam os canais de transdução, abrindoos. Esses canais permitem que cátions na endolinfa, principalmente K+, entrem no citosol da célula ciliada. Conforme os cátions entram, eles produzem um potencial receptor despolarizante. A despolarização se espalha rapidamente ao longo da membrana plasmática e abre canais de Ca2+ dependentes de voltagem na base das células ciliadas. O influxo de cálcio resultante promove a exocitose de vesículas sinápticas contendo um neurotransmissor, que provavelmente é o glutamato. Conforme mais neurotransmissores são liberados, a frequência de impulsos nervosos nos neurônios sensitivos de primeira ordem que formam sinapses com a base das células ciliadas aumenta. O dobramento dos estereocílios na direção oposta fecha os canais de transdução, permitindo que ocorra hiperpolarização e reduzindo a liberação de neurotransmissor pelas células ciliadas. Isso diminui a frequência de impulsos nervosos nos neurônios sensitivos. Além de seu papel na detecção dos sons, a cóclea possui uma capacidade surpreendente de produzir sons. Esses sons em geral inaudíveis, chamados de emissões otoacústicas, podem ser captados pela colocação de um microfone sensível próximo à membrana timpânica. Elas são causadas por vibrações nas células ciliadas externas que ocorrem em resposta a ondas sonoras e a sinais provenientes dos neurônios motores. Conforme despolarizam e se repolarizam, as células ciliadas externas encurtam e se estendem rapidamente. Esse comportamento vibratório parece modificar a rigidez da membrana tectória e acreditase que ele aumente o movimento da lâmina basilar, amplificando as respostas das células ciliadas internas. Ao mesmo tempo, as vibrações das células ciliadas externas promovem uma onda que retorna em direção ao estribo e deixa a orelha na forma de emissão otoacústica. A detecção desses sons produzidos pela orelha interna é um modo rápido, barato e não invasivo de examinar recémnascidos para a detecção de problemas de audição. Em bebês surdos, as emissões otoacústicas não são produzidas ou são de amplitude muito reduzida. Via auditiva O dobramento dos estereocílios das células ciliadas do órgão espiral promove a liberação de um neurotransmissor (provavelmente o glutamato), que gera impulsos nervosos nos neurônios sensitivos que inervam as células ciliadas. Os corpos celulares dos neurônios sensitivos estão localizados nos gânglios espirais. Os impulsosnervosos passam através dos axônios desses neurônios, que formam a parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII) (Figura 17.23). Esses axônios formam sinapses com neurônios nos núcleos cocleares no bulbo naquele mesmo lado. Alguns dos axônios dos núcleos cocleares passam por um cruzamento no bulbo e ascendem em um trato chamado de lemnisco lateral no lado oposto e terminam no colículo inferior do mesencéfalo. Outros axônios dos núcleos cocleares terminam no núcleo olivar superior em cada lado da ponte. Diferenças sutis no tempo que demora para que os impulsos nervosos provenientes das duas orelhas cheguem nos núcleos olivares superiores permitem a localização da fonte do som. Axônios dos núcleos olivares superiores também ascendem no lemnisco lateral em ambos os lados e terminam nos colículos inferiores. A partir de cada colículo inferior, os impulsos nervosos são transmitidos para o núcleo geniculado medial no tálamo e, finalmente, para a área auditiva primária do córtex cerebral no lobo temporal do cérebro (ver áreas 41 e 42 na Figura 14.15). Como muitos axônios auditivos cruzam o bulbo, trocando de lado, enquanto outros permanecem no mesmo lado, as áreas auditivas primárias direita e esquerda recebem impulsos nervosos de ambas as orelhas. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Implantes cocleares Um implante coclear é um dispositivo que transforma sons em sinais elétricos que podem ser interpretados pelo encéfalo. Esse tipo de dispositivo é útil para pessoas cuja surdez tenha sido causada por danos às células ciliadas da cóclea. As porções externas de um implante coclear consistem em (1) um microfone posicionado ao redor da orelha, que capta as ondas sonoras, (2) um processador de sons, que pode ser colocado no bolso de uma camiseta, que converte as ondas sonoras em sinais elétricos e (3) um transmissor, posicionado atrás da orelha, que recebe sinais do processador de sons, passando-os para um receptor interno. As porções internas de um implante coclear são (1) um processador interno, que transmite sinais para (2) eletrodos implantados na cóclea, onde eles disparam impulsos nervosos nos neurônios sensitivos do nervo vestibulococlear (VIII). Esses impulsos nervosos induzidos arti cialmente são propagados para o encéfalo pelas vias normais. Os sons percebidos são grosseiros em comparação à audição normal, mas eles fornecem uma sensação de ritmo e de altura; dão informações a respeito de determinados barulhos, como aqueles produzidos por telefones e automóveis; e indicam o tom e a cadência da fala. Alguns pacientes com implante coclear conseguem escutar bem o bastante a ponto de utilizarem telefones. 823 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig15 Fisiologia do equilíbrio Existem dois tipos de equilíbrio. O equilíbrio estático se refere à manutenção da posição do corpo (principalmente a cabeça) em relação à força da gravidade. Os movimentos corporais que estimulam os receptores do equilíbrio estático incluem girar a cabeça e a aceleração e a desaceleração lineares, como experimentado quando o corpo é movido dentro de um elevador ou em um carro que acelera ou desacelera. O equilíbrio dinâmico é a manutenção da posição corporal (principalmente da cabeça) em resposta a movimentos súbitos como a aceleração ou a desaceleração rotacionais. Coletivamente, os órgãos receptores para o equilíbrio são chamados de aparelho vestibular; que incluem o sáculo, o utrículo e os ductos semicirculares. Figura 17.23 Via auditiva. Das células ciliadas da cóclea, a informação auditiva é transmitida pela parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII) e, então, para o tronco encefálico, o tálamo e o córtex cerebral. Qual é a função do núcleo olivar superior da ponte? Órgãos otolíticos | Sáculo e utrículo As paredes tanto do utrículo quanto do sáculo contêm uma região pequena e espessa chamada de mácula (Figura 17.24). As duas máculas, que são perpendiculares uma à outra, são os receptores do equilíbrio estático. Elas fornecem informação sensorial a respeito da posição da cabeça no espaço e são essenciais para a manutenção da postura e do equilíbrio adequados. As máculas também detectam aceleração e desaceleração lineares – por exemplo, as sensações que você percebe enquanto está dentro de um elevador ou de um carro que acelera ou desacelera. As máculas são formadas por dois tipos de células: as células ciliadas, que são os receptores sensitivos, e as células de sustentação. As células ciliadas possuem em sua superfície entre 40 e 80 estereocílios (que são na realidade microvilosidades) de altura gradual, além de um cinocílio, um cílio convencional ancorado firmemente em seu corpo basal e que se estende além do estereocílio mais longo. Assim como na cóclea, os estereocílios estão conectados pelas ligações de extremidade. Coletivamente, os estereocílios e os cinocílios são chamados de feixe piloso. Espalhadas entre as células ciliadas encontramse as células de sustentação colunares que provavelmente secretam a camada espessa e gelatinosa de glicoproteínas, chamada de membrana dos estatocônios, que se encontra sobre as células ciliadas. Uma camada de 824 cristais densos de carbonato de cálcio, chamados de estatocônios, se estende sobre toda a superfície dessa membrana. Como a membrana dos estatocônios se encontra em cima da mácula, se você inclinar a cabeça para frente, a membrana (juntamente com os estatocônios) é tracionada pela gravidade. Ela desliza “para baixo” sobre as células ciliadas na direção dos feixes pilosos que se dobraram. Entretanto, se você está sentado ereto em um carro que acelera subitamente, a membrana dos estatocônios fica para trás em relação ao movimento da cabeça, puxa os feixes pilosos, fazendo com que eles se dobrem em outra direção. O dobramento dos feixes pilosos em uma direção estica as ligações de extremidade, que tracionam os canais de transdução, produzindo potenciais receptores despolarizantes; o dobramento na direção oposta fecha os canais de transdução e produz a hiperpolarização. Conforme as células ciliadas despolarizam e repolarizam, elas liberam um neurotransmissor em uma taxa mais rápida ou mais lenta. As células ciliadas formam sinapses com neurônios sensitivos de primeira ordem na parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII) (ver Figura 17.21 D). Esses neurônios disparam impulsos em um ritmo lento ou rápido, dependendo da quantidade de neurotransmissor presente. Neurônios motores também formam sinapses com as células ciliadas e com os neurônios sensitivos. Evidentemente, os neurônios motores regulam a sensibilidade das células ciliadas e dos neurônios sensitivos. Figura 17.24 Localização e estrutura dos receptores nas máculas da orelha direita. Tanto neurônios sensitivos de primeira ordem (azul) quanto neurônios motores (vermelho) formam sinapses com as células ciliadas. O movimento dos estereocílios inicia os potenciais receptores despolarizantes. 825 Com qual tipo de equilíbrio as máculas estão relacionadas? Ductos semicirculares Os três ductos semicirculares agem sobre o equilíbrio dinâmico. Os ductos se encontram em ângulos retos um em relação aos outros em três planos (Figura 17.25): os dois ductos verticais são os ductos semicirculares anterior e posterior e o ducto horizontal é o ducto semicircular lateral (ver também Figura 17.20). Esse posicionamento permite a detecção da aceleração e da desaceleração rotacionais. Na ampola, a parte dilatada de cada ducto, encontrase uma pequena elevação chamada de crista. Cada crista contém um grupo de células ciliadas e de células de sustentação. Recobrindo a crista encontrase uma massa de material gelatinoso chamada de cúpula.Quando você move sua cabeça, os ductos semicirculares vinculados e as células ciliadas se movem concomitantemente. Entretanto, a endolinfa dentro da ampola não está vinculada e fica para trás. Conforme as células ciliadas se movendo sofrem atrito contra a endolinfa estacionária, os ramos ciliares se dobram. O dobramento dos ramos ciliares produz potenciais receptores. Por sua vez, os potenciais receptores causam impulsos nervosos que passam pela parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII). Figura 17.25 Localização e estrutura dos ductos semicirculares da orelha direita. Tanto os neurônios sensitivos de primeira ordem (azul) quanto os neurônios motores (vermelho) formam sinapses com as células ciliadas. Os nervos ampulares são ramos da divisão vestibular do nervo vestibulococlear (NC VIII). 826 As posições dos ductos semicirculares permitem a detecção dos movimentos rotacionais. Os ductos semicirculares estão relacionados a que forma de equilíbrio? Vias do equilíbrio A curvatura dos feixes pilosos das células ciliadas nos ductos semicirculares, no utrículo ou no sáculo promove a liberação de um neurotransmissor (provavelmente glutamato), gerando impulsos nervosos nos neurônios sensitivos que inervam as células ciliadas. Os corpos celulares dos neurônios sensitivos estão localizados nos gânglios vestibulares. Impulsos nervosos são transportados pelos axônios desses neurônios, que formam a parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII) (Figura 17.26). A maior parte desses axônios forma sinapses com os neurônios sensitivos nos núcleos vestibulares, os principais centros de integração com o equilíbrio, localizados no bulbo e na ponte. Os núcleos vestibulares também recebem informações dos olhos e dos proprioceptores, especialmente os localizados nos músculos do pescoço e dos membros, que indicam a posição da cabeça e dos membros. Os axônios restantes entram no cerebelo através dos pedúnculos cerebelares inferiores (ver Figura 14.8B). Vias bidirecionais conectam o cerebelo e os núcleos 827 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig8 vestibulares. Os núcleos vestibulares integram informações provenientes dos receptores vestibulares, visuais e somáticos e enviam comandos para (1) os núcleos dos nervos cranianos – oculomotor (III), troclear (IV) e abducente (VI) – que controlam os movimentos coordenados dos olhos e da cabeça, ajudando a manter o foco no campo visual; (2) os núcleos dos nervos acessórios (XI), que ajudam a controlar os movimentos da cabeça e do pescoço para a manutenção do equilíbrio; (3) o trato vestibulospinal, que transmite impulsos para a medula espinal para a manutenção do tônus muscular nos músculos esqueléticos, ajudando a manter o equilíbrio; e (4) o núcleo ventral posterior do tálamo e, então, para a área vestibular no lobo parietal do córtex cerebral (que é parte da área somatossensorial primária; ver áreas 1, 2 e 3, na Figura 14.15) que nos fornece a percepção consciente da posição e dos movimentos da cabeça e dos membros. A Tabela 17.2 resume as estruturas da orelha relacionadas com a audição e o equilíbrio. Figura 17.26 Via do equilíbrio. Das células ciliadas dos ductos semicirculares, do utrículo e do sáculo, a informação vestibular é transmitida pela parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII) e, então, para o tronco encefálico, o cerebelo, o tálamo e o córtex cerebral. Onde estão localizados os núcleos vestibulares? TABELA 17.2 Resumo das estruturas da orelha. REGIÕES DA ORELHA E PRINCIPAIS ESTRUTURAS FUNÇÃO Orelha externa Pavilhão: coleta as ondas sonoras. Meato acústico externo: direciona as ondas sonoras para a membrana timpânica. Membrana timpânica (tímpano): as ondas sonoras fazem com que ela vibre, o que promove a vibração do martelo. 828 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig15 Orelha média Ossículos da audição: transmitem e ampli cam vibrações da membrana timpânica para a janela do vestíbulo (oval). Tuba auditiva (trompa de Eustáquio): equaliza a pressão do ar em ambos os lados da membrana timpânica. Orelha interna Cóclea: contém uma série de líquidos, canais e membranas que transmitem as vibrações para o órgão espiral (órgão de Corti), o órgão da audição; as células ciliadas no órgão espiral produzem os potenciais receptores, que disparam impulsos nervosos na parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII). Aparelho vestibular: inclui os ductos semicirculares, utrículo e sáculo, que geram impulsos nervosos que se propagam pela parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII). Ductos semicirculares: contêm cristas, que são os locais das células ciliadas para o equilíbrio dinâmico (a manutenção da posição corporal, principalmente da cabeça, em resposta a movimentos de aceleração e de desaceleração rotacionais). Utrículo: contém a mácula, o local das células ciliadas para o equilíbrio estático (manutenção da posição corporal, principalmente da cabeça, em relação à força da gravidade). Sáculo: contém a mácula, o local das células ciliadas para o equilíbrio estático. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Cinetose A cinetose é um problema resultante de um con ito entre os sentidos relacionados com o movimento. Por exemplo, o aparelho vestibular percebe um movimento angular e vertical, enquanto os olhos e os proprioceptores nos músculos e nas articulações determinam a posição do corpo no espaço. Se você está dentro de um barco que está se movendo, o seu aparelho vestibular informa ao encéfalo que existe o movimento das ondas. Porém, os seus olhos não percebem o movimento. Isso causa um con ito entre os sentidos. A cinetose também pode ser experimentada em outras situações que envolvem movimento, por exemplo, em um carro, um 829 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.5 • avião, um trem ou em uma montanha russa. Os sintomas da cinetose incluem palidez, ansiedade, excesso de salivação, náuseas, tontura, suor, dor de cabeça e mal-estar, que podem progredir para o vômito. Uma vez que o movimento é interrompido, os sintomas desaparecem. Se não for possível parar o movimento, você pode tentar sentar no banco da frente do carro, do trem, em um deque superior do navio ou nos assentos próximos às asas do avião. Olhar para o horizonte e evitar a leitura também ajudam. Normalmente são ingeridos medicamentos para a cinetose antes da viagem e eles incluem a escopolamina, o dimenidrinato e a meclizina. TESTE RÁPIDO Como as ondas sonoras são transmitidas da orelha externa para o órgão espiral? Como as células ciliadas na cóclea e no aparelho vestibular promovem a transdução das vibrações mecânicas em sinais elétricos? Qual é a via para os impulsos auditivos da cóclea para o córtex cerebral? Compare a função da mácula na manutenção do equilíbrio estático com o papel das cristas na manutenção do equilíbrio dinâmico. Qual é o papel das informações vestibulares para o cerebelo? Descreva as vias do equilíbrio. Desenvolvimento dos olhos e das orelhas OBJETIVO Descrever o desenvolvimento dos olhos e das orelhas. Olhos Os olhos começam a se desenvolver cerca de 22 dias após a fertilização, quando o ectoderma das paredes laterais do prosencéfalo se projeta para fora, formando um par de sulcos ocos chamados de sulcos ópticos. Dentro de alguns dias, conforme o tubo neural se fecha, os sulcos ópticos aumentam e crescem na direção do ectoderma superficial e passam a ser chamados de vesículas ópticas. Quando as vesículas ópticas alcançam o ectoderma superficial, este se espessa e forma os placoides da lente. Além disso, as porções distais das vesículas ópticas formam invaginações que originam as escavações do disco óptico; elas permanecem ligadas ao prosencéfalo por estruturas proximais ocas e estreitas chamadas de pedículos ópticos. A Figura 17.27 mostra os estágios do desenvolvimento dos olhos. Os placoidesda lente também se invaginam e formam as vesículas da lente que se encontram sobre a escavação do disco óptico. As vesículas da lente acabam se transformando nas lentes. O sangue é fornecido para as lentes em desenvolvimento (e para a retina) pelas artérias hialóideas. Essas artérias conseguem acessar os olhos em desenvolvimento através de um sulco na face inferior da escavação do disco óptico e do pedículo óptico chamado de fissura corióidea. Conforme a lente amadurece, parte das artérias hialóideas que atravessam a câmara vítrea degenera; as partes remanescentes dessas artérias se tornam as artérias centrais da retina. A parede interna da escavação do disco óptico forma o estrato nervoso da retina, enquanto a camada externa forma o estrato pigmentoso da retina. Axônios do estrato nervoso se projetam através do pedículo óptico para o encéfalo, convertendo a pedículo óptico em nervo óptico (II). Embora a mielinização dos nervos ópticos comece mais posteriormente na vida fetal, ela não termina até a décima semana após o nascimento. A parte anterior da escavação do disco óptico forma o epitélio do corpo ciliar, da íris e as fibras musculares radiais e circulares da íris. O tecido conjuntivo do corpo ciliar, do músculo ciliar e das fibras zonulares da lente se desenvolvem a partir do mesênquima ao redor da parte anterior da escavação do disco óptico. O mesênquima em torno da escavação do disco óptico e do pedículo óptico se diferencia em uma camada interna que origina a corioide e em uma camada externa que se desenvolve em esclera e em parte da córnea. O restante da córnea é derivado da superfície do ectoderma. A câmara anterior se desenvolve a partir de uma cavidade que se forma no mesênquima entre a íris e a córnea; a câmara posterior se desenvolve a partir de uma cavidade que se forma no mesênquima entre a íris e a lente. Uma parte do mesênquima ao redor do olho em desenvolvimento entra na escavação do disco óptico através da fissura corióidea. Esse mesênquima ocupa o espaço entre a lente e a retina e se diferencia em uma rede delicada de fibras. Mais 830 tarde, o espaço entre as fibras será preenchido por uma substância gelatinosa, formando o humor vítreo da câmara vítrea. As pálpebras se formam a partir do ectoderma superficial e do mesênquima. As pálpebras superiores e inferiores se encontram e se fundem por volta da oitava semana do desenvolvimento e permanecem fechadas até aproximadamente a 26a semana do desenvolvimento. Orelhas A primeira parte da orelha a se desenvolver é a orelha interna. Ela começa a ser formada cerca de 22 dias após a fertilização como um espessamento do ectoderma superficial, chamado de placoide ótico (Figura 17.28A), que aparece em ambos os lados do rombencéfalo. Os placoides óticos se invaginam rapidamente (Figura 17.28B), formando as depressões óticas (Figura 17.28C). Em seguida, as depressões óticas se desprendem do ectoderma superficial, formando as vesículas óticas, dentro do mesênquima da cabeça (Figura 17.28D). Mais tarde durante o desenvolvimento, as vesículas óticas formarão as estruturas associadas ao labirinto membranáceo da orelha interna. O mesênquima ao redor das vesículas óticas produz a cartilagem que mais tarde será ossificada e formará o osso associado ao labirinto ósseo da orelha interna. Figura 17.27 Desenvolvimento dos olhos. Os olhos começam a se desenvolver a partir do ectoderma do prosencéfalo cerca de 22 dias após a fertilização. Que estruturas originam as camadas neural e pigmentada da retina? A orelha média se desenvolve a partir de uma estrutura chamada de primeira bolsa faríngea (branquial), um brotamento revestido por endoderma da faringe primitiva (ver Figura 18.21A). As bolsas faríngeas são discutidas detalhadamente na Seção 29.1. Os ossículos da audição se desenvolvem a partir do primeiro e do segundo arcos faríngeos. 831 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter18.html#ch18fig21 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter29.html#ch29-1 17. 17.6 • A orelha externa se desenvolve a partir da primeira fenda faríngea, um sulco entre o primeiro e o segundo arcos faríngeos, revestida por endoderma (ver detalhe na Figura 17.28). As fendas faríngeas são discutidas detalhadamente na Seção 29.1. Figura 17.28 Desenvolvimento das orelhas. As primeiras partes das orelhas a se desenvolverem são as orelhas internas, que começam a se formar cerca de 22 dias após a fertilização como espessamentos do ectoderma superficial. Como as três partes da orelha diferem em relação as suas origens? TESTE RÁPIDO Como as origens dos olhos e das orelhas se diferenciam? Envelhecimento e os sentidos especiais OBJETIVO Descrever as mudanças associadas ao envelhecimento que ocorrem nos olhos e nas orelhas. 832 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter29.html#ch29-1 18. A maioria das pessoas não apresenta distúrbios do olfato e do paladar até os 50 anos de idade. Isso se deve à perda gradual dos receptores olfatórios e das células receptoras gustatórias que está associada a uma menor taxa de reposição dessas células conforme nós envelhecemos. Várias mudanças associadas à idade ocorrem nos olhos. Como dito anteriormente, a lente perde uma parte de sua elasticidade e desse modo não consegue modificar seu formato tão rapidamente, resultando em presbiopia (ver Seção 17.3). Também ocorrem cataratas (a perda da transparência das lentes) com o envelhecimento (ver Distúrbios | Desequilíbrios homeostáticos). Em idades avançadas, a esclera se torna espessa e rígida e desenvolve uma coloração amarelada ou amarronzada por causa dos muitos anos de exposição à luz ultravioleta, ao vento e à poeira. A esclera também pode desenvolver acúmulos aleatórios de pigmento, especialmente em pessoas de pele escura. A íris desbota ou desenvolve pigmentos irregulares. Os músculos que regulam o tamanho da pupila se enfraquecem com a idade e as pupilas ficam menores, reagem mais lentamente à luz e dilatam mais lentamente no escuro. Por esses motivos, as pessoas idosas acham que os objetos não são tão brilhantes, seus olhos podem se ajustar mais lentamente durante passeios à luz do sol e elas possuem problemas na transição entre locais claros e escuros. Algumas doenças da retina também ocorrem mais provavelmente em idosos, incluindo a doença macular relacionada com a idade e o descolamento de retina (ver correlaçãO clínica na Seção 17.3). Um distúrbio chamado de glaucoma (ver adiante) se desenvolve nos olhos dos idosos como resultado do acúmulo de humor aquoso. A produção de lágrimas e da quantidade de células mucosas na conjuntiva pode diminuir com a idade, resultando em olhos secos. As pálpebras perdem a elasticidade, se tornando moles e enrugadas. O volume de gordura ao redor das órbitas oculares diminui, fazendo com que os bulbos dos olhos afundem nas órbitas. Finalmente, conforme nós envelhecemos, a nitidez da visão diminui, a percepção de cor e de profundidade é reduzida e os “ corpos flutuantes no vítreo” aumentam em idosos. Até aproximadamente os 60 anos de idade, cerca de 25% das pessoas apresenta perda de audição perceptível, especialmente para os sons com tons altos. A perda progressiva e bilateral de audição associada à idade é chamada de presbiacusia. Ela pode estar relacionada com danos e perdas de células ciliadas no órgão espiral ou com degeneração da via nervosa da audição. Tinido e desequilíbrios vestibulares também ocorrem mais frequentemente nos idosos. TESTE RÁPIDO Quais mudanças nos olhos e nas orelhas estão relacionadas com o processo do envelhecimentoe como elas ocorrem? DISTÚRBIOS | DESEQUILÍBRIOS HOMEOSTÁTICOS Cataratas Uma causa comum de cegueira é a perda da transparência da lente conhecida como catarata. A lente se torna nebulosa (menos transparente) por causa de modificações na estrutura das proteínas da lente. As cataratas ocorrem frequentemente com o envelhecimento, mas também podem ser causadas por lesões, exposição excessiva aos raios ultravioleta, determinados medicamentos (como o uso prolongado de esteroides) ou por complicações de outras doenças (p. ex., diabetes melito). Os fumantes também correm risco elevado de desenvolvimento de catarata. Felizmente, a visão pode ser em geral restabelecida pela remoção cirúrgica da lente antiga e a implantação de uma nova lente artificial. Glaucoma O glaucoma é a causa mais comum de cegueira nos EUA, afetando cerca de 2% da população com mais de 40 anos de idade. Em muitos casos, o glaucoma é causado por pressão intraocular anormalmente alta como resultado do acúmulo de humor aquoso dentro da cavidade anterior. O líquido comprime a lente contra o humor vítreo e pressiona os neurônios da retina. A pressão persistente resulta em progressão de um prejuízo visual moderado até a destruição irreversível dos neurônios da retina, danificando o nervo óptico e causando cegueira. O glaucoma é indolor e o outro olho é capaz de fazer grandes compensações de modo que o indivíduo pode ter um dano considerável à retina e até mesmo perda visual antes que a doença seja diagnosticada. Como o glaucoma ocorre mais frequentemente com o avanço da idade, a medição regular da pressão intraocular é uma parte cada vez mais importante dos exames oftalmológicos. Os fatores de risco incluem etnia (os afroamericanos são mais suscetíveis), idade avançada, história familiar e lesões e distúrbios oculares pregressos. Alguns indivíduos desenvolvem outro tipo de glaucoma chamado de glaucoma normotenso. Nessa condição, ocorre dano no nervo óptico e uma perda de visão correspondente mesmo que a pressão ocular esteja normal. Embora a causa seja desconhecida, ela parece estar relacionada com fragilidade no nervo óptico, espasmos dos 833 vasos sanguíneos ao redor do nervo óptico e isquemia causada por vasos sanguíneos estreitos ou obstruídos ao redor do nervo óptico. A incidência de glaucoma normotenso é maior em japoneses, coreanos e mulheres. Surdez A surdez é uma perda total ou significativa da audição. A surdez neurossensorial é causada por dano nas células ciliadas da cóclea ou na parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII). Esse tipo de surdez pode ser causado por aterosclerose, que reduz o suprimento de sangue para as orelhas; pela exposição prolongada a barulhos altos, o que destrói as células ciliadas do órgão espiral; por determinados fármacos como ácido acetilsalicílico e estreptomicina; e/ou por fatores genéticos. A surdez de condução é causada por danos aos mecanismos de transmissão de sons das orelhas externa e média para a cóclea. As causas da surdez de condução incluem otosclerose, a deposição de novos ossos ao redor da janela do vestíbulo (oval); cerume impactado; lesões timpânicas e envelhecimento, que frequentemente promovem espessamento da membrana timpânica e das articulações dos ossículos da audição. O teste de Weber é utilizado para distinguir entre surdez neurossensorial e surdez de condução. Nesse teste, a base de um diapasão é colocada sobre a testa. Nas pessoas com audição normal, o som é ouvido igualmente nas duas orelhas. Se o som for escutado melhor na orelha afetada, a surdez provavelmente é do tipo de condução; se o som for escutado melhor na orelha normal, ela é do tipo neurossensorial. Doença de Ménière A doença de Ménière é resultante de volume elevado de endolinfa, que alarga o labirinto membranáceo. Entre os sintomas estão perda auditiva flutuante (causada pela distorção da lâmina basilar da cóclea) e zumbido. Sensações de vertigem também são características da doença de Ménière. Pode ocorrer uma destruição quase total da audição em um período de poucos anos. Otite média A otite média é uma infecção aguda da orelha média causada principalmente por bactérias e associada a infecções do nariz e da garganta. Os sinais/sintomas incluem dor, malestar, febre, vermelhidão e protrusão da membrana timpânica, que pode se romper se a condição não for tratada. (Isso pode envolver uma drenagem de pus proveniente da orelha média.) Bactérias provenientes da parte nasal da faringe (nasofaringe) passando pela tuba auditiva são a causa principal de infecções da orelha média. As crianças são mais suscetíveis do que os adultos a essas infecções porque suas tubas auditivas são quase horizontais, diminuindo a drenagem. Se a otite média ocorrer frequentemente, pode ser empregado um procedimento cirúrgico chamado de timpanotomia. Ele consiste na inserção de um pequeno tubo na membrana timpânica para fornecer uma via de drenagem para o líquido proveniente da orelha média. TERMINOLOGIA TÉCNICA Abrasão da córnea. Um arranhão na superfície da córnea, por exemplo, decorrente de poeira ou de lentes de contato danificadas. Os sinais/sintomas incluem dor, vermelhidão, lacrimejamento, borramento visual, sensibilidade a luzes fortes e piscadelas frequentes. Ageusia. Perda do sentido do paladar. Ambliopia. Termo utilizado para descrever a perda de visão em um olho considerado normal que, por causa de um desequilíbrio muscular, não consegue focar em sincronia com o outro olho. Algumas vezes é chamada de “olho preguiçoso”. Anosmia. Perda total do sentido do olfato. Barotrauma. Lesão ou dor, que afeta principalmente a orelha média, resultante de mudanças de pressão. Ele ocorre quando a pressão fora da membrana timpânica é diferente daquela do lado interno, por exemplo, durante o voo em uma aeronave ou durante um mergulho. Deglutir ou exalar mantendo a boca fechada e o nariz tampado em geral abre as tubas auditivas, permitindo que a pressão do ar na orelha média fique igual à pressão externa. Blefarite. Inflamação da pálpebra. Ceratite. Inflamação ou infecção na córnea. Conjuntivite. Inflamação da túnica conjuntiva; quando causada por vírus ou bactérias como pneumococos, estafilococos ou Haemophilus influenzae é bastante contagiosa e mais prevalente em crianças. A conjuntivite também pode ser causada por agentes irritantes como poeira, fumaça ou poluentes no ar; nesse caso a doença não é contagiosa. Escotoma. Área de visão reduzida ou perdida no campo visual. Estrabismo. Desalinhamento dos bulbos dos olhos de modo que eles não se movem em uníssono quando um objeto é observado; o olho afetado gira medial ou lateralmente em relação ao olho normal e o resultado é visão dupla (diplopia). Pode ser causado por trauma físico, lesões vasculares ou tumores dos músculos extrínsecos dos bulbos dos olhos ou lesões dos nervos oculomotor (NC III), troclear (NC IV) ou abducente (NC VI). Exotropia. Giro anormal dos olhos para fora. Fotofobia. Intolerância visual anormal à luz. 834 17.1 1. 2. 3. 4. 17.2 1. 2. 3. 4. 5. 17.3 1. 2. 3. 4. 5. Midríase. Dilatação da pupila. Miose. Constrição da pupila. Nistagmo. Movimento rápido e involuntário dos bulbos dos olhos, causado possivelmente por uma doença da parte central do sistema nervoso. Ele está associado a condições que causam vertigem. Otalgia. Dor de ouvido. Ptose. Queda da pálpebra (ou o deslocamento de qualquer órgão para uma posição abaixo do normal). Retinoblastoma. Tumor que surge a partir de células retinais imaturas; contribui com 2% dos cânceres infantis. Retinopatia diabética. Doença degenerativa da retina causada pelo diabetes melito, em que os vasos sanguíneos na retina são danificados ou novos vasos crescem e interferem com a visão. Tinido. Zumbido,rugido ou estalidos nas orelhas. Tonômetro. Um instrumento para medir a pressão, especialmente a pressão intraocular. Tracoma. Uma variação séria de conjuntivite e a maior causa individual de cegueira no mundo. É causada pela bactéria Chlamydia trachomatis. A doença produz um crescimento excessivo de tecido subconjuntival e invasão de vasos sanguíneos na córnea, progredindo até que toda a córnea esteja opaca. Transplante de córnea. Procedimento no qual a córnea defeituosa é removida e uma córnea doada de diâmetro semelhante é colocada em seu lugar. Esse é o procedimento de transplante mais comum e mais bemsucedido. Uma vez que a córnea é avascular, os anticorpos existentes no sangue que poderiam causar a rejeição não entram no tecido transplantado e raramente ocorre rejeição. A escassez de doadores de córneas tem sido parcialmente superada pelo desenvolvimento de córneas artificiais feitas de plástico. Vertigem. Sensação de estar girando ou de movimento em que o mundo parece estar girando ou em que o indivíduo parece girar no espaço, frequentemente associada a náuseas, e, em alguns casos, vômitos. Ela pode ser causada por artrite no pescoço ou por uma infecção no aparelho vestibular. REVISÃO DO CAPÍTULO Conceitos essenciais Olfato | O sentido do olfato Os receptores do olfato, que são neurônios bipolares, encontramse no epitélio nasal junto com as glândulas olfatórias, que produzem o muco que dissolve os odorantes. Na recepção olfatória, é gerado um potencial gerador que dispara um ou mais impulsos nervosos. O limiar do olfato é baixo e a adaptação aos odores ocorre rapidamente. Axônios das células receptoras olfatórias formam os nervos olfatórios (I), que carregam impulsos nervosos para os bulbos olfatórios, os tratos olfatórios, o sistema límbico e o córtex cerebral (lobos temporal e frontal). Gustação | O sentido do paladar Os receptores do paladar, as células receptoras gustatórias, estão localizados nos calículos gustatórios. Substâncias químicas dissolvidas, chamadas de estimuladores (tastants), estimulam as células receptoras gustatórias através do fluxo de íons por canais na membrana plasmática ou da ligação a receptores na membrana plasmática ligados a proteínas G. Os potenciais receptores desenvolvidos nas células receptoras gustatórias causam a liberação de um neurotransmissor, que pode gerar impulsos nervosos nos neurônios sensitivos de primeira ordem. O limiar varia com o sabor envolvido e a adaptação ao paladar ocorre rapidamente. As células receptoras gustatórias disparam impulsos nervosos nos nervos facial (VII), glossofaríngeo (IX) e vago (X). Os sinais do paladar passam então para o bulbo, o tálamo e o córtex cerebral (lobo parietal). Visão As estruturas acessórias dos olhos incluem sobrancelhas, pálpebras, cílios, aparelho lacrimal e músculos extrínsecos do bulbo do olho. O aparelho lacrimal é formado por estruturas que produzem e drenam as lágrimas. O olho é formado por três camadas: (a) a túnica fibrosa (esclera e córnea), (b) a túnica vascular (corioide, corpo ciliar e íris) e (c) retina. A retina é formada por um estrato pigmentoso e por um estrato nervoso que inclui uma camada de células fotorreceptoras, uma camada de células bipolares, uma camada de células ganglionares, células horizontais e células amácrinas. A cavidade anterior contém humor aquoso; a câmara vítrea contém humor vítreo. A formação de imagens na retina envolve a refração dos raios de luz pela córnea e pela lente, que focam uma imagem invertida sobre a fóvea central da retina. Para observar objetos próximos, a lente aumenta sua curvatura (acomodação) e a pupila diminui para evitar que raios de luz entrem no olho através da periferia da lente. 835 6. 7. 8. 9. 10. 17.4 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 17.5 1. 2. 17.6 1. 2. 3. 1. 2. O ponto próximo de visão é a distância mínima do olho a partir da qual um objeto pode ser focado claramente e com acomodação máxima. Na convergência, os bulbos dos olhos se movem medialmente de modo que ambos estejam direcionados para um objeto sendo observado. O primeiro passo na visão é a absorção de luz por fotopigmentos nos bastonetes e nos cones e a isomerização do cisretinal. Os potenciais receptores nos bastonetes e nos cones diminuem a liberação de um neurotransmissor inibitório, induzindo potenciais graduais nas células bipolares e nas células horizontais. As células horizontais transmitem sinais inibitórios para as células bipolares; as células bipolares ou amácrinas transmitem sinais excitatórios para as células ganglionares, que despolarizam e iniciam os impulsos nervosos. Os impulsos das células ganglionares são transmitidos para o nervo óptico (NC II), percorrem o quiasma óptico e o trato óptico e chegam até o tálamo. A partir do tálamo, os impulsos visuais são propagados para o córtex cerebral (lobo occipital). Axônios colaterais das células ganglionares da retina se estendem para o mesencéfalo e para o hipotálamo. Audição e equilíbrio A orelha externa consiste em pavilhão auricular,* meato acústico externo e membrana timpânica. A orelha média consiste em tuba auditiva, ossículos, janela do vestíbulo (oval) e janela da cóclea (redonda). A orelha interna é formada pelo labirinto ósseo e pelo labirinto membranáceo. A orelha interna contém o órgão espiral (órgão de Corti), o órgão da audição. As ondas sonoras entram no meato acústico externo, alcançam a membrana timpânica, passam através dos ossículos, atingem a janela do vestíbulo (oval), provocam ondas na perilinfa, chegando até a membrana vestibular e a rampa do tímpano, aumentando a pressão na endolinfa, promovendo a vibração da lâmina basilar e estimulando os feixes ciliares no órgão espiral (órgão de Corti). As células ciliadas convertem vibrações mecânicas em um potencial receptor, liberando um neurotransmissor que pode disparar impulsos nervosos nos neurônios sensoriais de primeira ordem. Axônios sensoriais na parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII) terminam no bulbo. Os sinais auditivos passam então para o colículo inferior, o tálamo e os lobos temporais do córtex cerebral. O equilíbrio estático é a orientação do corpo em relação à força da gravidade. As máculas do utrículo e do sáculo são os órgãos sensoriais do equilíbrio estático. Movimentos corporais que estimulam os receptores para o equilíbrio estático incluem a inclinação da cabeça e a aceleração ou a desaceleração lineares. O equilíbrio dinâmico é a manutenção da posição corporal em resposta à aceleração ou à desaceleração rotacionais. As cristas nos ductos semicirculares são os principais órgãos sensoriais do equilíbrio dinâmico. A maior parte dos axônios da parte vestibular do nervo vestibulococlear (NC VIII) entram no tronco encefálico e terminam no bulbo e na ponte; outros axônios entram no cerebelo. Desenvolvimento dos olhos e das orelhas Os olhos começam seu desenvolvimento a partir do ectoderma cerca de 22 dias após a fertilização e surgem a partir das paredes laterais do prosencéfalo. As orelhas começam seu desenvolvimento cerca de 22 dias após a fertilização e surgem a partir de um espessamento do ectoderma em ambos os lados do rombencéfalo. A sequência de desenvolvimento da orelha é primeiramente a orelha interna, seguida pela orelha média e pela orelha externa. Envelhecimento e os sentidos especiais A maior parte das pessoas não apresenta problemas com os sentidos do olfato e do paladar até aproximadamente os 50 anos de idade. Entre as mudanças oculares relacionadas com a idade encontramse presbiopia, catarata, dificuldade em ajustar a visão à luz, doença macular, glaucoma, xerostomia (olhos secos e diminuição da nitidez da visão. Com a idade ocorre perda progressiva de audição e o tinido ocorre mais frequentemente. QUESTÕES PARA AVALIAÇÃOCRÍTICA Mário sofreu danos em seu nervo facial. Como isso afeta seus sentidos especiais? A enfermeira de plantão traz o jantar para Gertrudes, uma senhora com 80 anos de idade atendida pela casa de repouso. Conforme Gertrudes ingere uma pequena porção de sua refeição, ela comenta que não está com fome e que “comida de hospital não tem gosto bom!”. A enfermeira dá a Gertrudes um cardápio de modo que ela possa escolher o café da manhã, mas Gertrudes reclama que está tendo dificuldades para ler o cardápio e pede para que a enfermeira o leia para ela. Conforme a enfermeira começa a ler, Gertrudes pede em voz alta que ela “fale alto e 836 3. 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 17.9 17.10 17.11 17.12 17.13 17.14 17.15 17.16 17.17 17.18 17.19 17.20 17.21 17.22 17.23 17.24 17.25 17.26 17.27 desligue a campainha”. O que a enfermeira sabe sobre o envelhecimento e os sentidos especiais que possa ajudar a explicar os comentários de Gertrudes? Quando você está ajudando sua vizinha a colocar colírio nos olhos de sua filha de 6 anos de idade, a menina diz “esse remédio tem um gosto ruim”. Como você explica para a sua vizinha que sua filha consegue “sentir o gosto” do colírio? RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS FIGURAS Um receptor olfatório tem um tempo de vida de cerca de 1 mês. A transdução olfatória ocorre nos cílios olfatórios de um receptor olfatório. As células basais se desenvolvem em receptores gustatórios. A luz visível com comprimento de onda de 700 nm é vermelha. A conjuntiva é contínua com o revestimento interno das pálpebras. O líquido lacrimal, ou a lágrima, é uma solução aquosa contendo sais, um pouco de muco e lisozima que protege, limpa, lubrifica e umedece o bulbo do olho. A túnica fibrosa é formada por córnea e esclera; a túnica vascular é formada por corioide, corpo ciliar e íris. A parte parassimpática do SNA promove a constrição da pupila; a parte simpática promove a dilatação da pupila. Um exame oftalmoscópico dos vasos sanguíneos dos olhos pode revelar a existência de hipertensão, diabetes melito, catarata e doença macular relacionada com a idade (DMRI). Os dois tipos de fotorreceptores são os bastonetes e os cones. Os bastonetes fornecem visão em preto e branco quando a luz é escassa; os cones fornecem alta acuidade visual e visão colorida em condições mais luminosas. Após sua secreção pelo processo ciliar, o humor aquoso flui para a câmara posterior, ao redor da íris, para a câmara interior e para fora do bulbo do olho através do seio venoso da esclera. Durante a acomodação, os músculos ciliares se contraem, fazendo com que as fibras zonulares se alonguem. A lente se torna mais convexa, aumentando sua capacidade de focar. A presbiopia é a perda da elasticidade da lente que ocorre durante o envelhecimento. Tanto os bastonetes quanto os cones promovem a transdução da luz em potenciais receptores, utilizam um fotopigmento localizado nos discos ou nas dobras externas e liberam neurotransmissor em sinapses com as células bipolares e com as células horizontais. A conversão de cisretinal em transretinal é chamada de isomerização. O GMP cíclico é o ligante que abre os canais de Na+ nos fotorreceptores, provocando o fluxo da corrente escura (influxo de Na+). Os raios de luz provenientes de um objeto na metade temporal do campo visual são projetados na metade nasal da retina. O martelo da orelha média é ligado à membrana timpânica, que faz parte da orelha externa. As janelas do vestíbulo (oval) e da cóclea (redonda) separam a orelha média da orelha interna. Os dois sacos no labirinto membranáceo do vestíbulo são o utrículo e o sáculo. As três subdivisões do labirinto ósseo são os canais semicirculares, o vestíbulo e a cóclea. A região da lâmina basilar próxima às janelas do vestíbulo (oval) e da cóclea (redonda) vibra mais vigorosamente em resposta a sons com alta frequência. O núcleo olivar superior da ponte é a parte da via auditiva que permite que a pessoa localize a fonte de um som. As máculas estão associadas ao equilíbrio estático; elas fornecem informações sensoriais a respeito da posição da cabeça no espaço. Os ductos semicirculares estão associados ao equilíbrio dinâmico. Os núcleos vestibulares estão localizados no bulbo e na ponte. A escavação do disco óptico forma os estratos nervoso e pigmentoso da retina. 837 17.28 A orelha interna se desenvolve a partir do ectoderma superficial, a orelha média a partir das bolsas faríngeas e a orelha externa a partir de uma fenda faríngea. 838 ____________ * N.R.T.: Embora não conste na listagem da Terminologia Anatômica Internacional, a expressão “pavilhão auricular” está consagrada pelo uso na área de saúde. 839 18.1 • Sistema endócrino e homeostasia Os hormônios locais ou circulantes do sistema endócrino contribuem para a homeostasia regulando a atividade e o crescimento das células-alvo no corpo. O metabolismo também é controlado pelos hormônios. Ao entrar na puberdade, meninos e meninas começam a desenvolver diferenças notáveis na aparência física e no comportamento. Talvez em nenhum outro período da vida seja tão evidente o impacto do sistema endócrino na condução do desenvolvimento e regulação das funções corporais. Nas meninas, os estrogênios promovem o acúmulo de tecido adiposo nas mamas e nos quadris, modelando a forma feminina. Ao mesmo tempo ou um pouco depois, níveis cada vez mais altos de testosterona nos meninos começam a produzir massa muscular e a aumentar as pregas vocais, resultando em uma voz mais grave. Essas alterações são apenas alguns exemplos da forte influência das secreções endócrinas. De maneira menos drástica, talvez, inúmeros hormônios ajudam a manter a homeostasia diariamente. Eles regulam a atividade dos músculos lisos, do músculo cardíaco e de algumas glândulas; alteram o metabolismo; estimulam o crescimento e o desenvolvimento; influenciam os processos reprodutivos e participam dos ritmos circadianos estabelecidos pelo núcleo supraquiasmático do hipotálamo. Comparação do controle exercido pelos sistemas nervoso e endócrino OBJETIVO Comparar o controle das funções corporais pelo sistema nervoso e pelo sistema endócrino. 840 1. 18.2 • Os sistemas nervoso e endócrino atuam juntos para coordenar funções de todos os sistemas do corpo. Lembrese de que o sistema nervoso atua por meio de impulsos nervosos (potenciais de ação) conduzidos ao longo dos axônios dos neurônios. Nas sinapses, os impulsos nervosos desencadeiam a liberação de moléculas mediadoras (mensageiras) chamadas de neurotransmissores (mostradas na Figura 12.23). O sistema endócrino também controla atividades corporais por meio da liberação de mediadores, chamados hormônios, porém os meios de controle dos dois sistemas são bastante diferentes. Um hormônio é uma molécula mediadora liberada em alguma parte do corpo que regula a atividade celular em outras partes do corpo. A maioria dos hormônios entra no líquido intersticial e, depois, na corrente sanguínea. O sangue circulante leva hormônios às células de todo o corpo. Tanto os neurotransmissores quanto os hormônios exercem seus efeitos ligandose a receptores encontrados nas suas “célulasalvo”. Inúmeros mediadores atuam tanto como neurotransmissor quanto como hormônio. Um exemplo comum é a norepinefrina, que é liberada como neurotransmissor pelos neurônios pósganglionares simpáticos e como hormônio pelas células cromafins da medula da glândula suprarrenal. Muitas vezes, as respostas do sistema endócrino são mais lentas que as respostas do sistema nervoso; embora alguns hormônios ajam em segundos, a maioria demora alguns minutos ou mais para produzir uma resposta. Em geral, os efeitos da ativação pelo sistema nervoso são mais breves que os do sistema endócrino. O sistema nervoso atua em glândulas e músculos específicos. A influência do sistemaendócrino é muito mais ampla; ajuda a regular praticamente todos os tipos de células do corpo. Teremos várias oportunidades de ver como os sistemas endócrino e nervoso funcionam juntos, como um “supersistema” interconectado. Por exemplo, determinadas partes do sistema nervoso estimulam ou inibem a liberação de hormônios pelo sistema endócrino. A Tabela 18.1 compara as características dos sistemas nervoso e endócrino. Neste capítulo, nos concentraremos nas principais glândulas endócrinas e tecidos produtores de hormônio e examinaremos como seus hormônios controlam as atividades corporais. TESTE RÁPIDO Enumere as semelhanças e as diferenças entre os sistemas nervoso e endócrino com relação ao controle da homeostasia. Glândulas endócrinas OBJETIVO Distinguir as glândulas exócrinas das endócrinas. Lembrese do que foi dito no Capítulo 4, o corpo contém dois tipos de glândulas: exócrinas e endócrinas. As glândulas exócrinas secretam seus produtos para ductos que conduzem as secreções para cavidades corporais, para o lúmen de um órgão ou para a superfície externa do corpo. As glândulas sudoríferas (suor), sebáceas (óleo), mucosas e digestivas são exócrinas. As glândulas endócrinas secretam seus produtos (hormônios) no líquido intersticial que circunda as células secretoras e não para ductos. Do líquido intersticial, os hormônios se difundem para os capilares sanguíneos e o sangue os transporta para as célulasalvo pelo corpo. Em virtude da dependência do sistema circulatório para distribuir seus produtos, as glândulas endócrinas são alguns dos tecidos mais vascularizados do corpo. Considerando que a maioria dos hormônios é necessária em quantidades bem pequenas, os níveis circulantes são tipicamente baixos. A hipófise e as glândulas tireoide, paratireoides, suprarrenais e pineal (Figura 18.1) são glândulas endócrinas. Além disso, vários órgãos e tecidos não são exclusivamente classificados como glândulas endócrinas, mas contêm células que secretam hormônios, sendo eles hipotálamo, timo, pâncreas, ovários, testículos, rins, estômago, fígado, intestino delgado, pele, coração, tecido adiposo e placenta. Juntas, todas as glândulas endócrinas e células secretoras de hormônio constituem o sistema endócrino. A ciência da estrutura e da função das glândulas endócrinas e do diagnóstico e tratamento dos distúrbios desse sistema chamase endocrinologia. TABELA 18.1 Comparação entre o controle exercido pelos sistemas nervoso e endócrino. CARACTERÍSTICA SISTEMA NERVOSO SISTEMA ENDÓCRINO Moléculas mediadoras Neurotransmissores liberados localmente em resposta a impulsos nervosos Hormônios levados para os tecidos de todo o corpo pelo sangue 841 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter12.html#ch12fig23 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter04.html 1. • • • • • 2. 3. 4. Local de ação do mediador Próximo ao local de liberação, na sinapse; liga-se aos receptores encontrados na membrana pós-sináptica Longe do local de liberação (habitualmente); liga-se aos receptores encontrados nas células-alvo Tipos de células-alvo Células musculares (lisas, cardíacas e esqueléticas), células glandulares, outros neurônios Células por todo o corpo Tempo para iniciar a ação Tipicamente, milissegundos (milionésimos de segundo) De segundos a horas ou dias Duração da ação Geralmente mais breve Geralmente mais longa (de segundos a dias) FUNÇÕES DO SANGUE Ajudam a regular: A composição química e o volume do meio interno (líquido intersticial) O metabolismo e o equilíbrio energético A contração das bras musculares lisas e cardíacas As secreções glandulares Algumas atividades do sistema imunológico. Controlam o crescimento e o desenvolvimento. Regulam o funcionamento dos sistemas reprodutores. Ajudam a estabelecer os ritmos circadianos. Figura 18.1 Localização de muitas glândulas endócrinas. Outros órgãos que contêm células endócrinas e estruturas associadas também são mostrados. As glândulas endócrinas secretam hormônios, que são levados pelo sangue até os órgãosalvo. 842 2. 18.3 • • Qual é a diferença básica entre glândulas endócrinas e exócrinas? TESTE RÁPIDO Enumere três órgãos ou tecidos que não sejam exclusivamente classificados como glândulas endócrinas, mas que contenham células que secretem hormônios. Atividade hormonal OBJETIVOS Descrever como os hormônios interagem com os receptores nas célulasalvo Comparar as duas classes químicas de hormônios de acordo com sua solubilidade. Função dos receptores hormonais Embora um determinado hormônio percorra o corpo pelo sangue, ele atua apenas em célulasalvo específicas. Os hormônios, assim como os neurotransmissores, influenciam suas célulasalvo por meio de ligações químicas a receptores proteicos específicos. Apenas as célulasalvo de um dado hormônio possuem receptores que se ligam e reconhecem aquele hormônio. Por exemplo, o hormônio tireoestimulante (TSH) se liga a receptores nas células da glândula tireoide, porém não se liga a células dos ovários, pois as células ovarianas não possuem receptores de TSH. Os receptores, assim como outras proteínas celulares, são constantemente sintetizados e degradados. Em geral, uma célulaalvo possui 2.000 a 100.000 receptores para um determinado hormônio. Se a concentração de um hormônio estiver muito elevada, o número de receptores na célulaalvo pode diminuir – efeito chamado de infrarregulação. Por exemplo, quando determinadas células dos testículos são expostas a uma elevada concentração de hormônio luteinizante (LH), o 843 número de receptores de LH diminui. A infrarregulação torna uma célulaalvo menos sensível ao hormônio. Em contrapartida, quando a concentração de um hormônio é muito baixa, o número de receptores pode aumentar. Esse fenômeno, conhecido como suprarregulação, torna uma célulaalvo mais sensível a um hormônio. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Bloqueio dos receptores hormonais Existem hormônios sintéticos que bloqueiam os receptores de alguns hormônios que ocorrem naturalmente. Por exemplo, RU486 (mifepristona), que é usado para induzir aborto, se liga aos receptores de progesterona (um hormônio sexual feminino) e não deixa que a progesterona exerça seu efeito normal, nesse caso o de preparar o revestimento uterino para implantação. Quando uma gestante usa RU486, as condições uterinas necessárias para suprir o embrião não são mantidas, o desenvolvimento embrionário é interrompido e o embrião se desprende do revestimento uterino. Esse exemplo ilustra um importante princípio endócrino: se um hormônio é impedido de interagir com seus receptores, não consegue realizar suas funções normais. Hormônios locais e circulantes A maioria dos hormônios endócrinos consiste em hormônio circulante – eles passam das células secretoras que os produzem para o líquido intersticial e, depois disso, para o sangue (Figura 18.2A). Outros hormônios, chamados hormônios locais, atuam nas células vizinhas ou nas mesmas células que os secretaram sem, primeiro, entrar na corrente sanguínea (Figura 18.2B). Os hormônios locais que atuam nas células vizinhas são chamados de parácrinos e aqueles que atuam nas mesmas células que os secretaram são chamados de autócrinos. A interleucina2 (IL2), liberada pelos linfócitos T auxiliares (um tipo de leucócito) durante respostas imunológicas (ver Capítulo 22), é um exemplo de hormônio local. A IL2 ajuda a ativar outras células imunológicas próximas, um efeito parácrino. No entanto, também atua como hormônio autócrino ao estimular a proliferação da mesma célula que a liberou. Essa ação gera mais linfócitos T auxiliares, que podem secretar ainda mais IL2 e, desse modo, intensificar a resposta imune. Outro exemplo de um hormônio local é o gás óxidonítrico (NO), liberado pelas células endoteliais que revestem vasos sanguíneos. O NO promove o relaxamento das fibras musculares lisas próximas nos vasos sanguíneos, o que, por sua vez, causa vasodilatação (aumento do diâmetro do vaso sanguíneo). Os efeitos dessa vasodilatação variam desde diminuição da pressão sanguínea até a ereção do pênis nos homens. O medicamento Viagra® (sildenafila) intensifica os efeitos estimulados pelo óxido nítrico no pênis. Figura 18.2 Comparação entre hormônios circulantes e locais (autócrinos e parácrinos). Os hormônios circulantes são transportados na corrente sanguínea para atuar em célulasalvo distantes. Os parácrinos agem nas células vizinhas e os autócrinos nas mesmas células que os produzem. 844 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter22.html 1. No estômago, a liberação de histamina pelos mastócitos circunvizinhos é um estímulo para a secreção de ácido clorídrico pelas células parietais. Nessa situação, a histamina é autócrina ou parácrina? Em geral, os hormônios locais são inativados rapidamente; os hormônios circulantes podem permanecer no sangue e exercer seus efeitos por alguns minutos ou, às vezes, por algumas horas. Em tempo, os hormônios circulantes são inativados pelo fígado e excretados pelos rins. Em casos de insuficiência renal ou hepática, é possível observar níveis sanguíneos muito elevados de hormônios. Classes químicas dos hormônios Do ponto de vista químico, os hormônios podem ser divididos em duas grandes classes: lipossolúveis e hidrossolúveis. Essa classificação química também é funcionalmente útil porque as duas classes exercem seus efeitos de maneira diferente. Hormônios lipossolúveis Os hormônios lipossolúveis englobam os hormônios esteroides, os hormônios da tireoide e o óxido nítrico. Os hormônios esteroides são derivados do colesterol. Cada hormônio esteroide é único em decorrência de diferentes grupos químicos fixados em vários locais nos quatro anéis no núcleo da sua estrutura. Essas pequenas diferenças 845 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. possibilitam uma grande diversidade de funções. Dois hormônios da tireoide (T3 e T4) são sintetizados pela conexão de iodo ao aminoácido tirosina. Os dois anéis de benzeno em T3 ou T4 tornam essas moléculas muito lipossolúveis. O gás óxido nítrico (NO) é tanto um hormônio quanto um neurotransmissor. Sua síntese é catalisada pela enzima óxido nítrico sintase. Hormônios hidrossolúveis Os hormônios hidrossolúveis englobam os hormônios aminados, hormônios proteicos e peptídicos e hormônios eicosanoides. Os hormônios aminados são sintetizados pela descarboxilação (remoção da molécula de CO2) ou modificação de determinados aminoácidos. São chamados de aminados porque retêm um grupo amina (–NH3+). As catecolaminas – epinefrina, norepinefrina e dopamina – são sintetizadas pela modificação do aminoácido tirosina. A histamina é sintetizada a partir do aminoácido histidina por mastócitos e plaquetas. A serotonina e melatonina derivam do triptofano. Os hormônios peptídicos e os hormônios proteicos são polímeros de aminoácidos. Os menores hormônios peptídicos são compostos por cadeias de 3 a 49 aminoácidos; os maiores hormônios proteicos apresentam 50 a 200 aminoácidos. O hormônio antidiurético e a ocitocina são exemplos de hormônios peptídicos; o hormônio do crescimento humano e a insulina são hormônios proteicos. Vários hormônios proteicos, como o hormônio tireoestimulante, possuem grupos de carboidrato afixados e, dessa forma, são hormônios glicoproteicos. Os hormônios eicosanoides são derivados do ácido araquidônico, um ácido graxo de 20 carbonos. Os dois principais tipos de eicosanoides são as prostaglandinas (PG) e os leucotrienos (LT). Os eicosanoides são importantes hormônios locais, podendo atuar também como hormônios circulantes. A Tabela 18.2 resume as classes de hormônios hidrossolúveis e lipossolúveis e fornece uma visão geral dos principais hormônios e seus locais de secreção. Transporte hormonal no sangue A maior parte das moléculas de hormônio hidrossolúvel circula no plasma aquoso sanguíneo na forma “livre” (não ligado a outras moléculas), porém a maioria das moléculas de hormônio lipossolúvel encontrase ligada a proteínas transportadoras. As proteínas de transporte, sintetizadas pelos hepatócitos, apresentam três funções: Tornar os hormônios lipossolúveis temporariamente hidrossolúveis, aumentando, desse modo, sua solubilidade no sangue. Postergar a passagem de moléculas hormonais pequenas pelo mecanismo de filtragem nos rins, reduzindo, assim, a perda hormonal na urina. Oferecer uma pronta reserva de hormônio na corrente sanguínea. Em geral, 0,1 a 10% das moléculas de um hormônio lipossolúvel não estão ligadas a uma proteína transportadora. Essa fração livre se difunde para fora dos capilares, se liga a receptores e desencadeia respostas. Conforme as moléculas livres de hormônio deixam o sangue e se ligam a seus receptores, as proteínas transportadoras liberam novas moléculas para repor a fração livre. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Administração de hormônios Tanto os hormônios esteroides quanto os da tireoide são efetivos por via oral. Esses hormônios não sofrem degradação durante a digestão e atravessam com facilidade o revestimento intestinal por serem lipossolúveis. Em contrapartida, hormônios proteicos e peptídicos, como a insulina, não são efetivos por via oral porque as enzimas digestivas os destroem, quebrando suas ligações peptídicas. Esse é o motivo pelo qual as pessoas dependentes de insulina precisam administrá-la por injeção. 846 3. 4. 5. 18.4 • TESTE RÁPIDO Qual é a diferença entre infrarregulação e suprarregulação? Identifique as classes químicas dos hormônios e dê um exemplo de cada. Como os hormônios são transportados no sangue? Mecanismos de ação hormonal OBJETIVO Descrever os dois mecanismos gerais da ação hormonal. A resposta a um hormônio depende tanto do hormônio propriamente dito quanto da sua célulaalvo. Várias célulasalvo respondem de maneira diferente ao mesmo hormônio. A insulina, por exemplo, estimula a síntese de glicogênio nos hepatócitos e a síntese de triglicerídios nos adipócitos. A resposta a um hormônio nem sempre é a síntese de novas moléculas, como no caso da insulina. Outros efeitos hormonais incluem alteração da permeabilidade da membrana plasmática, estimulação do transporte de uma substância para dentro ou para fora de célulasalvo, alteração da velocidade de reações metabólicas específicas e promoção de contrações da musculatura lisa ou cardíaca. Esses efeitos variados dos hormônios são possíveis em parte porque um único hormônio é capaz de desencadear várias respostas celulares diferentes. No entanto, em primeiro lugar, é preciso que o hormônio “anuncie a sua chegada” à célulaalvo por meio da ligação com seus receptores. Os receptores de hormônios lipossolúveis estão localizados dentro das célulasalvo, enquanto os receptores de hormônios hidrossolúveis fazem parte da membrana plasmática das célulasalvo. TABELA 18.2 Resumo dos hormônios por classe química. CLASSE QUÍMICA HORMÔNIOS LOCAL DE SECREÇÃO LIPOSSOLÚVEIS Hormônios esteroides Aldosterona, cortisol e androgênios Calcitriol Testosterona Estrogênios, progesterona Córtex da glândula suprarrenal Rins Testículos Ovários Hormônios da tireoide T3 (tri-iodotironina), T4 (tiroxina) Glândula tireoide (células foliculares) Gás Óxido nítrico (NO) Células endoteliais do revestimento dos vasos sanguíneos HIDROSSOLÚVEIS Aminas Epinefrina, norepinefrina (catecolaminas) Melatonina Histamina Serotonina Medula da glândula suprarrenal Glândula pineal Mastócitos nos tecidos conjuntivos Plaquetas no sangue Peptídiose proteínas Todos os hormônios hipotalâmicos de liberação e inibição Ocitocina, hormônio antidiurético Hormônio do crescimento humano, hormônio Hipotálamo Neuro-hipó se Adeno-hipó se 847 tireoestimulante, hormônio adrenocorticotró co, hormônio foliculoestimulante, hormônio luteinizante, prolactina, hormônio melanócito-estimulante Insulina, glucagon, somatostatina, polipeptídio pancreático Paratormônio Calcitonina Gastrina, secretina, colecistocinina, GIP (peptídio insulinotrópico dependente de glicose) Eritropoetina Leptina Pâncreas Glândulas paratireoides Glândula tireoide (células parafoliculares) Estômago e intestino delgado (células enteroendócrinas) Rins Tecido adiposo Eicosanoides Prostaglandinas, leucotrienos Todas as células exceto as hemácias Ação dos hormônios lipossolúveis Conforme dito anteriormente, os hormônios lipossolúveis, inclusive os hormônios esteroides e tireóideos, se ligam a receptores dentro das célulasalvo. Seu mecanismo de ação ocorre da seguinte forma (Figura 18.3): Um hormônio lipossolúvel livre se difunde do sangue, pelo líquido intersticial e através da bicamada lipídica da membrana plasmática, para dentro da célula. Se a célula for uma célulaalvo, o hormônio se liga aos receptores localizados no citosol ou no núcleo, ativandoos. O complexo receptorhormônio ativado modifica a expressão do gene: ativa e desativa genes específicos do DNA nuclear. Com a transcrição do DNA, ocorre formação de novo RNA mensageiro (mRNA) que deixa o núcleo e entra no citosol, onde dirige a síntese de uma nova proteína, muitas vezes uma enzima, nos ribossomos. As novas proteínas alteram a atividade das células e causam respostas típicas do hormônio em questão. Figura 18.3 Mecanismo de ação dos hormônios lipossolúveis esteroides e tireóideos. Hormônios lipossolúveis se ligam a receptores dentro das célulasalvo. 848 Qual é a ação do complexo receptorhormônio? Ação de hormônios hidrossolúveis Por não serem lipossolúveis, os hormônios aminados, peptídicos, proteicos e eicosanoides não conseguem se difundir pela bicamada lipídica da membrana plasmática e se ligar aos receptores dentro das célulasalvo. Em lugar disso, os hormônios hidrossolúveis se ligam a receptores que se projetam da superfície da célulaalvo. Esses receptores são proteínas transmembrana integrantes da membrana plasmática. Quando um hormônio hidrossolúvel se liga a seu receptor na superfície externa da membrana plasmática, ele atua como primeiro mensageiro. O primeiro mensageiro (o hormônio) promove a produção de um segundo mensageiro dentro da célula, onde acontecem respostas específicas estimuladas pelo hormônio. O AMP cíclico (cAMP) é um segundo mensageiro comum. Neurotransmissores, neuropeptídios e vários mecanismos de transdução sensorial (p. ex., visão; ver Figura 17.16) também atuam por meio de sistemas de segundo mensageiro. A ação de um típico hormônio hidrossolúvel ocorre da seguinte maneira (Figura 18.4): O hormônio hidrossolúvel (primeiro mensageiro) se difunde do sangue pelo líquido intersticial e, depois disso, se liga a seu receptor na superfície externa da membrana plasmática de uma célulaalvo. O complexo receptorhormônio ativa uma proteína da membrana chamada de proteína G. A proteína G ativada, por sua vez, ativa a adenilato ciclase. A adenilato ciclase converte ATP em AMP cíclico (cAMP). Uma vez que o local ativo da enzima é na superfície interna da membrana plasmática, essa reação ocorre no citosol da célula. O AMP cíclico (segundo mensageiro) ativa uma ou mais proteinoquinases, as quais podem estar livres no citosol ou ligadas à membrana plasmática. A proteinoquinase é uma enzima que fosforila (adiciona um grupo fosfato) outras proteínas celulares (como enzimas). O doador do grupo fosfato é o ATP, que é convertido em ADP. As proteinoquinases fosforilam uma ou mais proteínas celulares. A fosforilação ativa algumas dessas proteínas e inativa outras, como um interruptor. As proteínas fosforiladas, por sua vez, causam reações que produzem respostas fisiológicas. Existem proteinoquinases diferentes no interior das célulasalvo distintas e dentro de diferentes organelas da mesma célula 849 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter17.html#ch17fig16 alvo. Assim, uma proteinoquinase pode desencadear a síntese de glicogênio, outra pode causar a degradação de triglicerídio, uma terceira pode promover a síntese de proteína e assim por diante. Conforme observado na etapa , a fosforilação por uma proteinoquinase também pode inibir determinadas proteínas. Por exemplo, algumas das quinases liberadas quando a epinefrina se liga aos hepatócitos inativam uma enzima necessária para a síntese de glicogênio. Após um breve período, uma enzima chamada fosfodiesterase inativa o cAMP. Dessa forma, a resposta da célula é desativada a não ser que a ligação de novas moléculas hormonais a seus receptores na membrana plasmática continue. Figura 18.4 Mecanismo de ação dos hormônios hidrossolúveis (aminas, peptídicos, proteicos e eicosanoides). Hormônios hidrossolúveis se ligam a receptores incrustados nas membranas plasmáticas das célulasalvo. Por que o cAMP é um “segundo mensageiro”? A ligação de um hormônio a seu receptor ativa muitas moléculas de proteína G, que, por sua vez, estimulam moléculas de adenilato ciclase (como se vê na etapa ). A não ser que sejam ainda mais estimuladas pela ligação entre mais moléculas de hormônio e seus receptores, as proteínas G lentamente são desativadas, diminuindo, assim, a atividade da 850 6. 7. 18.5 • adenilato ciclase e ajudando a cessar a resposta hormonal. As proteínas G são uma característica comum da maioria dos sistemas de segundo mensageiro. Muitos hormônios exercem, pelo menos, parte de seus efeitos fisiológicos por meio da síntese mais intensa de cAMP. Hormônio antidiurético (HAD), hormônio tireoestimulante (TSH), hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), glucagon, epinefrina e hormônios liberados pelo hipotálamo são alguns exemplos. Em outros casos, como no do hormônio inibidor do hormônio do crescimento (GHIH), o nível de AMP cíclico diminui em resposta à ligação do hormônio a seu receptor. Além do cAMP, íons cálcio (Ca2+), cGMP (monofosfato cíclico de guanosina, um nucleotídio cíclico semelhante ao cAMP), inositol trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG) são outros segundos mensageiros. Um determinado hormônio pode usar segundos mensageiros distintos em diferentes célulasalvo. Os hormônios que se ligam aos receptores da membrana plasmática podem induzir seus efeitos em concentrações muito baixas, pois iniciam uma cascata ou reação em cadeia, e cada passo multiplica ou amplia o efeito inicial. Por exemplo, a ligação de uma única molécula de epinefrina a seu receptor em uma célula hepática pode ativar uma centena ou mais de proteínas G, cada uma ativando uma molécula de adenilato ciclase. Se cada adenilato ciclase produzir 1.000 cAMP, então 100.000 desses segundos mensageiros serão liberados dentro da célula. Cada cAMP ativa uma proteinoquinase, a qual, por sua vez, pode atuar em centenas ou milhares de moléculas de substrato. Algumas das quinases fosforilam e ativam uma enzimachave necessária para a degradação de glicogênio. O resultado final da ligação de uma única molécula de epinefrina a seu receptor é a quebra de milhões de moléculas de glicogênio em monômeros de glicose. Interações hormonais A responsividade de uma célulaalvo a um hormônio depende (1) da concentração sanguínea do mesmo, (2) da abundância de receptores hormonais na célulaalvo e (3) de influências exercidas por outros hormônios. Uma célulaalvo respondecom mais vigor quando o nível de um hormônio sobe ou quando apresenta mais receptores (suprarregulação). Além disso, as ações de alguns hormônios nas célulasalvo demandam exposição simultânea ou recente a um segundo hormônio. Nesses casos, dizse que o segundo hormônio tem efeito permissivo. Por exemplo, a epinefrina sozinha estimula fracamente a lipólise (degradação de triglicerídios), mas quando existem concentrações baixas de hormônios da tireoide (T3 e T4), a mesma quantidade de epinefrina estimula a lipólise de maneira muito mais intensa. Não raro, o hormônio permissivo aumenta o número de receptores para o outro hormônio e, às vezes, promove a síntese de uma enzima necessária para a expressão de outros efeitos do outro hormônio. Quando o efeito de dois hormônios que agem juntos é maior ou mais amplo do que o efeito de cada hormônio agindo sozinho, dizse que os dois hormônios apresentam um efeito sinérgico. Por exemplo, o desenvolvimento normal de ovócitos nos ovários precisa tanto do hormônio foliculoestimulante da adenohipófise quanto de estrogênios do ovário. Nenhum dos hormônios isoladamente é suficiente. Quando um hormônio faz oposição às ações de outro hormônio, dizse que os dois hormônios apresentam efeitos antagônicos. Um exemplo de um par de hormônios antagônicos é a insulina, que promove a síntese de glicogênio pelos hepatócitos, e o glucagon, que estimula a degradação do glicogênio no fígado. TESTE RÁPIDO Que fatores determinam a responsividade de uma célulaalvo a um hormônio? Quais são as diferenças entre efeitos permissivos, efeitos sinérgicos e efeitos antagônicos dos hormônios? Controle da secreção hormonal OBJETIVO Descrever os mecanismos de controle da secreção hormonal. A liberação da maioria dos hormônios ocorre em salvas breves, com pouca ou nenhuma secreção entre as salvas. Quando estimulada, uma glândula endócrina libera seus hormônios em salvas mais frequentes, aumentando a concentração sanguínea do hormônio. Na ausência de estimulação, o nível sanguíneo do hormônio diminui. A regulação da secreção normalmente evita a produção excessiva ou insuficiente de qualquer hormônio, ajudando a manter a homeostasia. A secreção hormonal é regulada por (1) sinais do sistema nervoso, (2) alterações químicas no sangue e (3) outros hormônios. Por exemplo, impulsos nervosos para a medula da glândula suprarrenal regulam a liberação de epinefrina; o nível sanguíneo de Ca2+ regula a secreção de paratormônio (PTH); um hormônio da adenohipófise (hormônio 851 8. 18.6 • • adrenocorticotrófico) estimula a liberação de cortisol pelo córtex da glândula suprarrenal. A maioria dos sistemas regulatórios hormonais atua via feedback negativo (ver Figura 1.3), porém alguns operam por feedback positivo (ver Figura 1.4). Por exemplo, durante trabalho de parto, o hormônio ocitocina estimula as contrações do útero que, por sua vez, estimulam ainda mais a liberação de ocitocina, um efeito de feedback positivo. Agora, depois de termos uma ideia geral das funções dos hormônios no sistema endócrino, voltamonos às discussões das várias glândulas endócrinas e os hormônios que secretam. TESTE RÁPIDO Quais os três tipos de sinais que controlam a secreção hormonal? Hipotálamo e hipó셃愓se OBJETIVOS Descrever as localizações e as relações entre o hipotálamo e a hipófise Descrever a localização, a histologia, os hormônios e as funções da adenohipófise e da neurohipófise. Por muitos anos, a glândula hipófise foi chamada de glândula endócrina “mestra” porque secreta vários hormônios que controlam outras glândulas endócrinas. Hoje, sabemos que a hipófise propriamente dita tem um mestre – o hipotálamo. Essa pequena região do encéfalo abaixo do tálamo é a principal conexão entre os sistemas nervoso e endócrino. As células no hipotálamo sintetizam, pelo menos, nove hormônios diferentes e a hipófise secreta sete. Juntos, esses hormônios desempenham funções importantes na regulação de praticamente todos os aspectos do crescimento, desenvolvimento, metabolismo e homeostasia. A glândula hipófise é uma estrutura em forma de ervilha. com 1 a 1,5 cm de diâmetro e que se localiza na fossa hipofisial da sela turca do esfenoide. Fixase ao hipotálamo por um pedículo, o infundíbulo, e apresenta duas partes anatômica e funcionalmente separadas: a adenohipófise (lobo anterior) e a neurohipófise (lobo posterior). A adeno hipófise representa cerca de 75% do peso total da glândula e é composta por tecido epitelial. No adulto, a adenohipófise consiste em duas partes: a parte distal, que é a porção maior, e a parte tuberal que forma uma bainha ao redor do infundíbulo. A neurohipófise é composta por tecido neural. Também consiste em duas partes: a parte nervosa, a porção bulbosa maior, e o infundíbulo. Uma terceira região da glândula hipófise, chamada de parte intermédia, atrofiase durante o desenvolvimento fetal humano e deixa de existir como um lobo separado nos adultos (ver Figura 18.21B). Entretanto, algumas de suas células migram para partes adjacentes da adenohipófise, onde persistem. Adeno-hipó鮆鮅se A adenohipófise secreta hormônios que regulam uma ampla variedade de atividades corporais, desde o crescimento até a reprodução. A liberação de hormônios da adenohipófise é estimulada por hormônios liberadores e suprimida por hormônios inibidores do hipotálamo. Sendo assim, os hormônios hipotalâmicos constituem uma ligação importante entre os sistemas nervoso e endócrino. Sistema porta hipofisário Hormônios hipotalâmicos que liberam ou inibem hormônios da adenohipófise chegam à adenohipófise por meio de um sistema porta. Em geral, o sangue passa do coração, por uma artéria, para um capilar, daí para uma veia e de volta ao coração. Em um sistema porta, o sangue flui de uma rede capilar para uma veia porta e, em seguida, para uma segunda rede capilar antes de retornar ao coração. O nome do sistema porta indica a localização da segunda rede capilar. No sistema porta hipofisário, o sangue flui de capilares no hipotálamo para veias porta que carreiam sangue para capilares da adeno hipófise. As artérias hipofisárias superiores, ramos das artérias carótidas internas, levam sangue para o hipotálamo (Figura 18.5A). Na junção da eminência mediana do hipotálamo e o infundíbulo, essas artérias se dividem em uma rede capilar chamada de plexo primário do sistema porta hipofisário. Do plexo primário, o sangue drena para as veias porto hipofisárias que passam por baixo da parte externa do infundíbulo. Na adenohipófise, as veias portohipofisárias se dividem mais uma vez e formam outra rede capilar chamada de plexo secundário do sistema porta hipofisário. Acima do quiasma óptico há grupos de neurônios especializados chamados de células neurossecretoras (Figura 18.5B). Essas células sintetizam os hormônios hipotalâmicos liberadores e inibidores em seus corpos celulares e envolvem 852 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter01.html#ch1fig3 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter01.html#ch1fig4 os hormônios em vesículas, que alcançam os terminais axônicos por transporte axônico. Impulsos nervosos promovem a exocitose das vesículas. Depois disso, os hormônios se difundem para o plexo primário do sistema porta hipofisário. Rapidamente, os hormônios hipotalâmicos fluem com o sangue pelas veias portohipofisárias para o plexo secundário. Essa via direta possibilita que os hormônios hipotalâmicos atuem imediatamente nas células da adenohipófise, antes que os hormônios sejam diluídosou destruídos na circulação geral. Os hormônios secretados pelas células da adenohipófise passam para os capilares do plexo secundário, que drenam para as veias portohipofisárias anteriores e para fora na circulação geral. Os hormônios da adenohipófise viajam até os tecidosalvo ao longo do corpo. Os hormônios da adeno hipófise que atuam em outras glândulas endócrinas são chamados de hormônios tróficos ou trofinas. Tipos de células da adenohipófise e seus hormônios Cinco tipos de células da adenohipófise – somatotrofos, tireotrofos, gonadotrofos, lactotrofos e corticotrofos – secretam sete hormônios (Tabela 18.3): Figura 18.5 Hipotálamo e hipófise e sua irrigação sanguínea. Os hormônios liberadores e inibidores sintetizados pelas células hipotalâmicas neurossecretoras são transportados nos axônios e liberados nos terminais axônicos. Os hormônios se difundem nos capilares do plexo primário do sistema porta hipofisário e são levados pelas veias portohipofisárias para o plexo secundário do sistema porta hipofisário para que sejam distribuídos às célulasalvo na adenohipófise. Os hormônios hipotalâmicos são uma importante ligação entre os sistemas nervoso e endócrino. 853 1. 2. 3. 4. 5. Qual é a importância funcional das veias portohipofisárias? Os somatotrofos secretam hormônio do crescimento (GH), também conhecido como somatotrofina. O hormônio do crescimento, por sua vez, estimula vários tecidos a secretarem fatores de crescimento insulinosímiles (IGF), hormônios que estimulam o crescimento corporal geral e regulam aspectos do metabolismo. Os tireotrofos secretam hormônio tireoestimulante (TSH), também conhecido como tireotrofina. O TSH controla as secreções e outras atividades da glândula tireoide. Os gonadotrofos secretam duas gonadotrofinas: hormônio foliculoestimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH). O FSH e o LH atuam nas gônadas; estimulam a secreção de estrogênios e progesterona e a maturação de ovócitos nos ovários, além de estimularem a produção de espermatozoides e a secreção de testosterona nos testículos. Os lactotrofos secretam prolactina (PRL), que inicia a produção de leite nas glândulas mamárias. Os corticotrofos secretam hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), também conhecido como corticotrofina, que estimula o córtex da glândula suprarrenal a secretar glicocorticoides como cortisol. Alguns corticotrofos, remanescentes da parte intermédia, também secretam hormônio melanócitoestimulante (MSH). TABELA 18.3 Hormônios da adenohipófise. 854 HORMÔNIO SECRETADO POR HORMÔNIO HIPOTALÂMICO LIBERADOR (ESTIMULA A SECREÇÃO) HORMÔNIO HIPOTALÂMICO INIBIDOR (SUPRIME A SECREÇÃO) Hormônio do crescimento (GH), também conhecido como somatotro na Somatotrofos Hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH), também conhecido como somatocrinina Hormônio inibidor do hormônio do crescimento (GHIH), também conhecido como somatostatina Hormônio tireoestimulante (TSH), também conhecido como tireotro na Tireotrofos Hormônio liberador de tireotro na (TRH) Hormônio inibidor do hormônio do crescimento (GHIH) Hormônio foliculoestimulante (FSH) Gonadotrofos Hormônio liberador de gonadotro na (GnRH) – Hormônio luteinizante (LH) Gonadotrofos Hormônio liberador de gonadotro na (GnRH) – Prolactina (PRL) Lactotrofos Hormônio liberador de prolactina (PRH)* Hormônio inibidor da prolactina (PIH), que é a dopamina Hormônio adrenocorticotró co (ACTH), também conhecido como corticotro na Corticotrofos Hormônio liberador de corticotro na (CRH) – Hormônio melanócitoestimulante (MSH) Corticotrofos Hormônio liberador da corticotro na (CRH) Dopamina *Acreditase que exista, porém a natureza exata é incerta. Figura 18.6 Regulação das células hipotalâmicas neurossecretoras e corticotrofos da adenohipófise por feedback negativo. As setas verdes sólidas indicam estímulo das secreções; as setas vermelhas pontilhadas querem dizer inibição da secreção via feedback negativo. O cortisol secretado pelo córtex da glândula suprarrenal suprime a secreção de CRH e ACTH. 855 Que outros hormônios de glândulaalvo suprimem a secreção dos hormônios hipotalâmicos e da adeno hipófise por feedback negativo? Controle da secreção pela adenohipófise A secreção dos hormônios da adenohipófise é regulada de duas maneiras. Na primeira, células neurossecretoras no hipotálamo secretam cinco hormônios liberadores, que estimulam a secreção de hormônios da adenohipófise, e dois hormônios inibidores, que suprimem a secreção de hormônios da adenohipófise (Tabela 18.3). Na segunda, o feedback negativo na forma de hormônios liberados pelas glândulasalvo diminui secreções de três tipos de células da adenohipófise (Figura 18.6). Nessas alças de retroalimentação negativa, a atividade secretora dos tireotrofos, gonadotrofos e corticotrofos diminui quando os níveis sanguíneos dos hormônios das suas glândulasalvo se elevam. Por exemplo, o ACTH estimula o córtex das glândulas suprarrenais a secretar glicocorticoides, principalmente cortisol. Por sua vez, o nível elevado de cortisol diminui a secreção tanto de corticotrofina quanto de hormônio liberador de corticotrofina (CRH) pela supressão da atividade dos corticotrofos da adenohipófise e das células neurossecretoras do hipotálamo. Hormônio do crescimento e fatores de crescimento insulinosímiles Os somatotrofos são as células mais numerosas na adenohipófise e o hormônio do crescimento (GH) é o hormônio mais abundante da adenohipófise. A principal função do GH é promover a síntese e a secreção de pequenos hormônios proteicos chamados fatores de crescimento insulinosímiles ou somatomedinas. Em resposta ao hormônio do crescimento, as células no fígado, no músculo esquelético, na cartilagem, nos ossos e em outros tecidos secretam fatores de crescimento 856 1. 2. 3. insulinosímiles (IGFs), que podem entrar na corrente sanguínea a partir do fígado ou atuar de maneira local em outros tecidos como autócrinos ou parácrinos. As funções dos IGF são: Os IGF fazem com que as células cresçam e se multipliquem pela intensificação da captação de aminoácidos nas células e aceleração da síntese proteica. Os IGF também reduzem a degradação de proteínas e o uso de aminoácidos para a produção de ATP. Devido a esses efeitos dos IGF, o hormônio do crescimento aumenta a taxa de crescimento do esqueleto e dos músculos esqueléticos durante a infância e a adolescência. Em adultos, o hormônio do crescimento e os IGF ajudam a manter a massa dos músculos e ossos e promovem a cicatrização de lesões e o reparo tecidual. Os IGF também intensificam a lipólise no tecido adiposo, aumentando o uso dos ácidos graxos liberados para a produção de ATP pelas células corporais. Além de afetar o metabolismo proteico e lipídico, o hormônio do crescimento e os IGF influenciam o metabolismo dos carboidratos pela redução da captação de glicose, diminuindo o uso de glicose para a produção de ATP pela maioria das células corporais. Essa ação economiza glicose de forma a deixála disponível aos neurônios para produzir ATP nos períodos de escassez de glicose. Os IGF e o hormônio do crescimento também podem estimular os hepatócitos a liberar glicose no sangue. Os somatotrofos na adenohipófise liberam pulsos de hormônio do crescimento em intervalos de poucas horas, especialmente durante o sono. Sua atividade secretora é controlada principalmente por dois hormônios hipotalâmicos: (1) o hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH), que promove a secreção do GH, e (2) o hormônio inibidor do hormônio do crescimento (GHIH), que o suprime. O principal regulador da secreção de GHRH e de GHIH é o nível de glicose sanguínea (Figura 18.7): A hipoglicemia, uma concentração sanguínea de glicose anormalmente baixa,estimula o hipotálamo a secretar GHRH, que flui em sentido à adenohipófise nas veias portohipofisárias. Ao chegar à adenohipófise, o GHRH estimula os somatotrofos a liberar hormônio do crescimento humano. O hormônio do crescimento estimula a secreção de fatores do crescimento insulinosímiles, que aceleram a degradação de glicogênio hepático em glicose, fazendo com que a glicose entre no sangue com mais rapidez. Consequentemente, a glicemia se eleva ao nível normal (cerca de 90 mg/100 mℓ de plasma sanguíneo). A elevação da glicemia acima do nível normal inibe a liberação de GHRH. A hiperglicemia, uma concentração sanguínea de glicose anormalmente elevada, estimula o hipotálamo a secretar GHIH (ao mesmo tempo que inibe a secreção de GHRH). Ao chegar à adenohipófise no sangue portal, o GHIH inibe a secreção de hormônio do crescimento pelos somatotrofos. Níveis baixos de GH e IGF retardam a degradação de glicogênio no fígado e a glicose é liberada no sangue mais lentamente. A glicemia cai para o nível normal. A queda da glicemia abaixo do nível normal (hipoglicemia) inibe a liberação de GHIH. Outros estímulos que promovem a secreção do hormônio do crescimento são diminuição de ácidos graxos e aumento de aminoácidos no sangue; sono profundo (estágios 3 e 4 do sono não REM); intensificação da atividade da parte simpática da divisão autônoma do sistema nervoso, como pode ocorrer durante o estresse ou exercícios físicos vigorosos; e outros hormônios, inclusive glucagon, estrogênios, cortisol e insulina. Os fatores que inibem a secreção do hormônio do crescimento humano são nível sanguíneo mais elevado de ácidos graxos e mais baixo de aminoácidos; sono de movimento rápido dos olhos; privação emocional; obesidade; baixos níveis de hormônios da tireoide; e hormônio do crescimento propriamente dito (por meio de feedback negativo). O hormônio inibidor do hormônio do crescimento (GHIH), alternativamente conhecido como somatostatina, também inibe a secreção do hormônio do crescimento. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Efeito diabetogênico do GH 857 A hiperglicemia é um sinal de excesso de hormônio do crescimento (GH). A hiperglicemia persistente, por sua vez, estimula o pâncreas a secretar insulina de maneira contínua. Essa estimulação excessiva, se durar semanas ou meses, pode causar esgotamento das células beta, uma capacidade das células beta pancreáticas de sintetizar e secretar insulina fortemente reduzida. Dessa maneira, a secreção excessiva de hormônio do crescimento pode ter efeito diabetogênico; isto é, causa diabetes melito. Figura 18.7 Efeitos do hormônio do crescimento (GH) e dos fatores insulinasímiles (IGF). As setas sólidas verdes indicam estímulo da secreção; as setas pontilhadas vermelhas indicam inibição da secreção via feedback negativo. A secreção do GH é estimulada pelo hormônio liberador de hormônio do crescimento (GHRH) e inibida pelo hormônio inibidor de hormônio do crescimento (GHIH). Se uma pessoa apresentar tumor na hipófise que secrete grandes quantidades de GH e as células tumorais não forem responsivas à regulação pelo GHRH e GHIH, o que ocorrerá mais provavelmente, hiperglicemia ou hipoglicemia? Hormônio tireoestimulante O hormônio tireoestimulante (TSH) estimula a síntese e a secreção de triiodotironina (T3) e tiroxina (T4), que são produzidas pela glândula tireoide. O hormônio liberador de tireotrofina (TRH) do hipotálamo controla a secreção de TSH. 858 A liberação de TRH, por sua vez, depende dos níveis sanguíneos de T3 e T4; níveis elevados de T3 e T4 inibem a secreção de TRH via feedback negativo. Não existe hormônio inibidor da tireotrofina. A liberação de TRH será explicada posteriormente neste capítulo (ver Figura 18.12). Hormônio foliculoestimulante Nas mulheres, os ovários são os alvos do hormônio foliculoestimulante (FSH). A cada mês, o FSH inicia o desenvolvimento de vários folículos ovarianos, coleções em forma de saco de células secretoras que rodeiam o ovócito em desenvolvimento. O FSH também estimula as células foliculares a secretar estrogênios (hormônios sexuais femininos). Nos homens, o FSH promove a produção de espermatozoides nos testículos. O hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH) do hipotálamo estimula a liberação de FSH. A liberação de GnRH e FSH é suprimida por estrogênios nas mulheres e pela testosterona (principal hormônio sexual masculino) nos homens por sistemas de feedback negativo. Não existe hormônio inibidor da gonadotrofina. Hormônio luteinizante Nas mulheres, o hormônio luteinizante (LH) desencadeia a ovulação, que consiste na liberação de um ovócito secundário (futuro ovo) por um ovário. O LH estimula a formação do corpo lúteo (estrutura formada após a ovulação) no ovário e a secreção de progesterona (outro hormônio sexual feminino) pelo corpo lúteo. Juntos, o FSH e o LH também promovem a secreção de estrogênios pelas células ovarianas. Os estrogênios e a progesterona preparam o útero para a implantação de um ovo fertilizado e ajudam a preparar as glândulas mamárias para a secreção de leite. Nos homens, o LH estimula células nos testículos a secretarem testosterona. A secreção de LH, assim como a do FSH, é controlada pelo hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH). Prolactina A prolactina (PRL), junto com outros hormônios, inicia e mantém a produção de leite pelas glândulas mamárias. Sozinha, a prolactina exerce um efeito fraco. Somente depois da preparação das glândulas mamárias promovida pelos estrogênios, progesterona, glicocorticoides, GH, tiroxina e insulina, que exercem efeitos permissivos, que a PRL promove a produção de leite. A ejeção de leite das glândulas mamárias depende do hormônio ocitocina, liberado pela adenohipófise. Em conjunto, a produção e a ejeção de leite constituem a lactação. O hipotálamo secreta hormônios tanto inibitórios quanto excitatórios que regulam a secreção de prolactina. Nas mulheres, o hormônio inibidor de prolactina (PIH), que vem a ser a dopamina, inibe a liberação de prolactina da adeno hipófise na maior parte do tempo. Todo mês, pouco antes de começar a menstruação, a secreção de PIH diminui e o nível sanguíneo de prolactina se eleva, porém não o suficiente para estimular a produção de leite. A hipersensibilidade das mamas pouco antes da menstruação pode ser causada pela elevação do nível de prolactina. Quando o ciclo menstrual começa de novo, o PIH é mais uma vez secretado e o nível de prolactina cai. Durante a gravidez, o nível de prolactina sobe estimulado pelo hormônio liberador de prolactina (PRH) do hipotálamo. A sucção realizada pelo recémnascido promove a redução da secreção hipotalâmica de PIH. A função da prolactina não é conhecida nos homens, porém sua hipersecreção causa disfunção erétil (incapacidade de apresentar ou manter ereção do pênis). Nas mulheres, a hipersecreção de prolactina causa galactorreia (lactação inapropriada) e amenorreia (ausência de ciclos menstruais). Hormônio adrenocorticotrófico Os corticotrofos secretam principalmente hormônio adrenocorticotrófico (ACTH). O ACTH controla a produção e a secreção de cortisol e outros glicocorticoides pelo córtex das glândulas suprarrenais. O hormônio liberador de corticotrofina (CRH) do hipotálamo promove a secreção de ACTH pelos corticotrofos. Estímulos relacionados com o estresse, como glicose sanguínea baixa ou traumatismo físico, e a interleucina1, uma substância produzida pelos macrófagos, também estimulam a liberação de ACTH. Os glicocorticoides inibem a liberação de CRH e ACTH via feedback negativo. Hormônio melanócitoestimulante O hormônio melanócitoestimulante (MSH) aumenta a pigmentação da pele em anfíbios pela estimulação da dispersãode 859 grânulos de melanina nos melanócitos. Sua função exata em humanos é desconhecida, porém a presença de receptores de MSH no encéfalo sugere que pode influenciar a atividade encefálica. Há pouco MSH circulante em humanos. Entretanto, a administração contínua de MSH ao longo de vários dias produz escurecimento da pele. Níveis excessivos de hormônio liberador de corticotrofina (CRH) podem estimular a liberação de MSH; a dopamina inibe a liberação de MSH. A Tabela 18.4 resume as principais ações dos hormônios da adenohipófise. TABELA 18.4 Resumo das principais ações dos hormônios da adenohipófise. HORMÔNIO TECIDOS-ALVO PRINCIPAIS AÇÕES Hormônio do crescimento (GH), também conhecido como somatotro na Estimula fígado, músculos, cartilagem, osso e outros tecidos a sintetizarem e secretarem fatores de crescimento insulina-símiles (IFG); os IFG promovem o crescimento de células corporais, a síntese proteica, o reparo tecidual, a lipólise e a elevação da concentração de glicose sanguínea. Hormônio tireoestimulante (TSH), também conhecido como tireotro na Estimula a síntese e a secreção de hormônios da tireoide pela glândula tireoide Hormônio foliculoestimulante (FSH) Nas mulheres, inicia o desenvolvimento de ovócitos e induz à secreção ovariana de estrogênios. Em homens, estimula os testículos a produzirem espermatozoides. Hormônio luteinizante (LH) Nas mulheres, estimula a secreção de estrogênios e progesterona, a ovulação e a formação do corpo lúteo. Nos homens, estimula os testículos a produzirem testosterona. Prolactina (PRL) Junto com outros hormônios, promove a produção de leite nas glândulas mamárias. Hormônio adrenocorticotró co (ACTH), também conhecido como corticotro na Estimula a secreção de glicocorticoides (principalmente cortisol) pelo córtex da glândula suprarrenal. Hormônio melanócito- estimulante (MSH) A função exata em humanos é desconhecida, porém pode in uenciar a atividade encefálica; quando presente em excesso, pode causar escurecimento da pele. Neuro-hipó鮆鮅se Embora não sintetize hormônios, a neurohipófise armazena e libera dois hormônios. É composta por axônios e terminais axônicos de mais de 10.000 células hipotalâmicas neurossecretoras. Os corpos celulares das células neurossecretoras se encontram nos núcleos paraventricular e supraóptico do hipotálamo; seus axônios formam o trato hipotálamo hipofisial. Esse trato começa no hipotálamo e termina perto de capilares sanguíneos na neurohipófise (Figura 18.8). Os corpos das células neuronais dos dois núcleos paraventricular e supraóptico sintetizam o hormônio ocitocina (OT) e o hormônio antidiurético (ADH), também chamado de vasopressina. Os terminais axônicos na neurohipófise são associados à neuróglia especializada chamada de pituitócitos. Essas células apresentam uma função de suporte similar a dos astrócitos (ver Capítulo 12). Após sua produção nos corpos celulares das células neurossecretoras, a ocitocina e o hormônio antidiurético são envolvidos em vesículas secretoras, que se movimentam por transporte axônico rápido (descrito na Seção 12.2) até os terminais axônicos na neurohipófise, onde são armazenados até que impulsos nervosos desencadeiam a exocitose e a liberação hormonal. 860 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter12.html https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter12.html#ch12-2 Figura 18.8 Trato hipotálamohipofisial. Os axônios das células hipotalâmicas neurossecretoras formam o trato hipotálamohipofisial que se estende dos núcleos paraventricular e supraóptico até a neurohipófise. Moléculas hormonais sintetizadas no corpo celular de uma célula neurossecretora são encarceradas em vesículas secretoras que se movimentam para baixo até os terminais axônicos. Os impulsos nervosos desencadeiam a exocitose das vesículas, liberando, desse modo, o hormônio. A ocitocina e o hormônio antidiurético são sintetizados no hipotálamo e liberados no plexo capilar do infundíbulo na neurohipófise. Funcionalmente, como o trato hipotálamohipofisial e as veias portohipofisárias são similares? E, estruturalmente, como são diferentes? O sangue chega à neurohipófise pelas artérias hipofisárias inferiores, ramos da artéria carótida interna. Na neuro hipófise, as artérias hipofisárias inferiores drenam para o plexo capilar do infundíbulo, uma rede capilar que recebe a ocitocina e o hormônio antidiurético secretados (ver Figura 18.5). Desse plexo, os hormônios passam para as veias porto hipofisárias posteriores para serem distribuídos às célulasalvo em outros tecidos. Controle da secreção pela neurohipófise OCITOCINA. Durante e depois do parto, a ocitocina atua em dois tecidosalvo: o útero e as mamas da mãe. Durante o parto, o alongamento do colo do útero estimula a liberação de ocitocina, que, por sua vez, intensifica a contração das células musculares lisas da parede uterina (ver Figura 1.4); depois do parto, a ocitocina estimula a ejeção de leite (“descida”) das glândulas mamárias em resposta ao estímulo mecânico produzido pela sucção do bebê. A função da ocitocina em homens e mulheres não grávidas não é clara. Experimentos realizados em animais sugerem que a ocitocina exerça ações no encéfalo que promovem o comportamento parental de cuidado em relação ao filho. Também pode ser responsável, em parte, pelas sensações de prazer sexual durante e depois do intercurso. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Ocitocina e parto Anos antes da descoberta da ocitocina, era prática comum em obstetrícia permitir que o primeiro gêmeo nascido sugasse a mama da parturiente para acelerar o nascimento do segundo feto. Hoje, sabemos por que essa prática é útil – estimula a liberação de ocitocina. Mesmo após o nascimento de um único feto, a amamentação promove a expulsão da placenta e ajuda o útero a readquirir seu tamanho menor. A ocitocina sintética muitas vezes é administrada para induzir o 861 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter01.html#ch1fig4 parto ou para aumentar o tônus uterino e controlar a hemorragia logo após o parto. HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO. Como o prÓprio nome sugere, um antidiurético é uma substância que diminui a produção de urina. O HAD faz com que os rins devolvam mais água ao sangue, diminuindo, desse modo, o volume urinário. Na ausência de HAD o débito urinário aumenta mais de 10 vezes, passando do normal 1 ou 2 dois litros para cerca de 20 ℓ por dia. Muitas vezes, a ingestão de álcool causa micção frequente e copiosa porque o álcool inibe a secreção de hormônio antidiurético. O HAD também diminui a perda de água pela sudorese e causa constrição das arteríolas, o que eleva a pressão do sangue. O outro nome desse hormônio, vasopressina, traduz esse efeito sobre a pressão arterial. A quantidade de HAD secretado varia com a pressão osmótica do sangue e com o volume sanguíneo. A Figura 18.9 mostra a regulação da secreção do hormônio antidiurético e as ações do HAD: A pressão osmótica sanguínea alta (ou diminuição do volume sanguíneo) – devido a desidratação ou um declínio no volume sanguíneo em decorrência de hemorragia, diarreia ou sudorese excessiva – estimula os osmorreceptores, neurônios no hipotálamo que monitoram a pressão osmótica do sangue. A pressão osmótica sanguínea elevada ativa os osmorreceptores diretamente; eles também recebem estímulo excitatório de outras áreas encefálicas quando o volume de sangue diminui. Os osmorreceptores ativam as células hipotalâmicas neurossecretoras que sintetizam e liberam hormônio antidiurético. Quando as células neurossecretoras recebem estímulo excitatório dos osmorreceptores, elas geram impulsos nervosos que promovem a exocitose das vesículas cheias de hormônio antidiurético nos seus terminais axônicosna neuro hipófise. Isso libera hormônio antidiurético, que se difunde para os capilares sanguíneos da neurohipófise. O sangue transporta hormônio antidiurético para três tecidosalvo: rins, glândulas sudoríferas (suor) e musculatura lisa das paredes dos vasos sanguíneos. Os rins respondem retendo mais água, o que reduz o débito urinário. A atividade secretora das glândulas sudoríferas diminui, o que restringe a taxa de perda de água pela perspiração da pele. A musculatura lisa nas paredes das arteríolas contrai em resposta aos elevados níveis de hormônio antidiurético, causando constrição desses vasos sanguíneos e elevando a pressão sanguínea. A baixa pressão osmótica do sangue (ou aumento do volume sanguíneo) inibe os osmorreceptores. A inibição dos osmorreceptores reduz ou cessa a secreção de hormônio antidiurético. Os rins retêm menos água, formando um volume maior de urina, a atividade secretora das glândulas sudoríferas se intensifica e as arteríolas se dilatam. O volume de sangue e a pressão osmótica dos líquidos corporais voltam ao normal. A secreção de HAD também pode ser alterada de outras maneiras. Dor, estresse, trauma, ansiedade, acetilcolina, nicotina e substâncias como morfina, tranquilizantes e alguns anestésicos estimulam a secreção de HAD. O efeito desidratante do álcool etílico, que já foi mencionado, pode causar tanto a sede quanto a cefaleia típicas da ressaca. A hipossecreção de HAD ou receptores não funcionais de HAD causam diabetes insípido (ver Distúrbios | Desequilíbrios homeostáticos ao final deste capítulo). Figura 18.9 Regulação da secreção e ações do hormônio antidiurético (HAD). O HAD retém água corporal e aumenta a pressão do sangue. 862 9. 10. 11. Se você beber um litro de água, que efeito isso terá na pressão osmótica do seu sangue e como irá alterar a sua concentração sanguínea de HAD? A Tabela 18.5 lista os hormônios da neurohipófise, o controle da sua secreção e suas principais ações. TESTE RÁPIDO Em que aspecto a glândula hipófise é, na verdade, duas glândulas? Como hormônios hipotalâmicos de liberação e inibição influenciam as secreções da adenohipófise? Descreva a estrutura e a importância do trato hipotálamohipofisial. TABELA 18.5 Resumo dos hormônios da neurohipófise. HORMÔNIO E TECIDOS-ALVO CONTROLE DA SECREÇÃO AÇÕES PRINCIPAIS Ocitocina (OT) Células neurossecretoras do hipotálamo secretam OT em resposta à distensão uterina e à estimulação dos mamilos Estimula a contração das células musculares lisas do útero durante o parto; estimula a contração de células mioepiteliais nas glândulas mamárias para promover a ejeção de leite 863 18.7 • Hormônio antidiurético (HAD) ou vasopressina As células neurossecretoras do hipotálamo secretam HAD em resposta a elevação da pressão osmótica do sangue, desidratação, perda de volume sanguíneo, dor ou estresse; baixa pressão osmótica do sangue, volume sanguíneo elevado e álcool etílico são inibidores da secreção de HAD Conserva a água corporal por meio da diminuição do volume de urina; reduz a perda de água pela perspiração; eleva a pressão arterial por meio da constrição das arteríolas Glândula tireoide OBJETIVO Descrever a localização, a histologia, os hormônios e as funções da glândula tireoide. A glândula tireoide, em formato de borboleta, está localizada logo abaixo da laringe. É composta pelos lobos direito e esquerdo, um em cada lado da traqueia, conectados por um istmo, anteriormente à traqueia (Figura 18.10A). Cerca de 50% das glândulas tireoides apresentam um pequeno terceiro lobo, chamado de lobo piramidal, que se estende superiormente a partir do istmo. A massa normal da tireoide é de aproximadamente de 30 g. Microscópicos sacos esféricos chamados de folículos da tireoide (Figura 18.10B) constituem grande parte da glândula tireoide. A parede de cada folículo é constituída principalmente por células foliculares, cuja maioria se estende até o lúmen do folículo. Uma membrana basal envolve cada folículo. Quando as células foliculares estão inativas, seu formato varia de cúbico a pavimentoso, porém, sob a influência do TSH, passam a secretar ativamente e sua forma varia de cúbica a colunar. As células foliculares produzem dois hormônios: tiroxina, também chamada de tetraiodotironina (T4), pois contém quatro átomos de iodo, e triiodotironina (T3), que contém três átomos de iodo. T3 e T4 juntas também são chamadas de hormônios da tireoide. Entre os folículos, podem ser encontradas algumas células chamadas de células parafoliculares ou células C. Elas produzem o hormônio calcitonina (CT), que ajuda a regular a homeostasia do cálcio. Formação, armazenamento e liberação dos hormônios da tireoide A glândula tireoide é a única glândula endócrina que armazena seu produto secretório em grandes quantidades – normalmente o suficiente para cerca de 100 dias. A síntese e a secreção de T3 e T4 ocorrem da seguinte forma (Figura 18.11): Retenção de iodeto. As células foliculares da tireoide retêm íons iodeto (I–), transportandoos ativamente do sangue para o citosol. Por conta disso, em geral, a glândula tireoide contém a maioria do iodeto corporal. Síntese de tireoglobulina. Ao mesmo tempo que retêm I–, as células foliculares também sintetizam tireoglobulina (TGB), uma grande glicoproteína produzida no retículo endoplasmático rugoso, modificada no complexo de Golgi e armazenada em vesículas secretoras. As vesículas sofrem exocitose, o que libera TGB para o lúmen do folículo. Oxidação de iodeto. Parte dos aminoácidos na TGB consiste em tirosinas que se tornarão iodadas. Entretanto, íons iodeto com carga elétrica negativa não conseguem se ligar à tirosina até que sofram oxidação (remoção de elétrons) para iodeto: 2 I → I2. Na medida em que os íons iodeto são oxidados, eles atravessam a membrana para o lúmen do folículo. Iodação da tirosina. Conforme moléculas de iodo (I2) se formam, elas reagem com as tirosinas integrantes das moléculas de tireoglobulina. A ligação de um átomo de iodo produz monoiodotirosina (T1) e a de dois produz di iodotirosina (T2). A TGB com átomos de iodo fixados é um material viscoso que se acumula e é armazenado no lúmen do folículo da tireoide, chamado de coloide. Figura 18.10 Localização, irrigação sanguínea e histologia da glândula tireoide. Os hormônios da tireoide regulam (1) o uso de oxigênio e a taxa metabólica basal, (2) o metabolismo celular e (3) 864 o crescimento e o desenvolvimento. Que células secretam T3 e T4? Que células secretam calcitonina? Quais desses hormônios também são chamados hormônios da tireoide? Acoplamento de T1 e T2. Durante a última etapa da síntese dos hormônios da tireoide, duas moléculas de T2 se juntam para formar T4 ou uma de T1 com uma de T2 se unem para formar T3. Pinocitose e digestão de coloide. Gotículas de coloide penetram de novo nas células foliculares por pinocitose e se juntam aos lisossomos. Enzimas digestivas nos lisossomos degradam a TGB, separando moléculas de T3 e T4. 865 1. 2. Secreção de hormônios da tireoide. Como são lipossolúveis, T3 e T4 se difundem através da membrana plasmática para o líquido intersticial e, em seguida, para o sangue. Em geral, T4 é secretada em maior quantidade que T3, mas T3 é muitas vezes mais potente. Além disso, depois que a T4 entra no corpo celular, a maioria dela é convertida a T3 por remoção de um iodo. Transporte no sangue. Mais de 99% de T3 e T4 se combinam a proteínas transportadoras no sangue, principalmente à globulina transportadora de tiroxina (TBG). Ações dos hormônios da tireoide Uma vez que a maioria das células corporais apresenta receptores para hormônios da tireoide, T3 e T4 exercem seus efeitos por todo o corpo. Os hormônios da tireoide aumentama taxa metabólica basal (TMB), que consiste no consumo de oxigênio em condições basais ou padrão (acordado, em repouso e jejum) por meio da estimulação do uso de oxigênio celular na produção de ATP. Quando a taxa metabólica basal aumenta, o metabolismo celular dos carboidratos, lipídios e proteínas se torna mais intenso. Outro efeito importante dos hormônios da tireoide é o de estimular a síntese de bombas adicionais de sódio e potássio (Na+K+ ATPase), o que utiliza grandes quantidades de ATP para continuamente ejetar íons sódio (Na+) do citosol no líquido extracelular e íons potássio (K+) do líquido extracelular no citosol. Com a produção e a utilização de mais ATP pelas células, mais calor é liberado e a temperatura corporal sobe. Esse fenômeno é chamado de efeito calorigênico. Dessa maneira, os hormônios da tireoide têm participação importante na manutenção da temperatura corporal normal. Mamíferos normais são capazes de sobreviver a temperaturas muito baixas, mas aqueles cuja glândula tireoide foi removida não conseguem. Figura 18.11 Etapas da síntese e secreção dos hormônios da tireoide. Os hormônios da tireoide são sintetizados a partir da fixação de átomos de iodo ao aminoácido tirosina. 866 3. Qual é a forma de armazenamento dos hormônios da tireoide? Na regulação do metabolismo, os hormônios da tireoide estimulam a síntese de proteína e aumentam o uso de glicose e ácidos graxos para a produção de ATP. Além disso, intensificam a lipólise e a excreção de colesterol, reduzindo, 867 4. 5. desse modo, o nível de colesterol sanguíneo. Os hormônios da tireoide intensificam algumas ações das catecolaminas (norepinefrina e epinefrina), pois promovem a suprarregulação dos receptores beta (β). Por essa razão, os sinais/sintomas do hipertireoidismo incluem frequência cardíaca aumentada, batimentos cardíacos mais fortes e pressão arterial elevada. Junto com o hormônio do crescimento e com a insulina, os hormônios da tireoide aceleram o crescimento corporal, sobretudo o crescimento dos sistemas nervoso e esquelético. A deficiência de hormônios da tireoide durante o desenvolvimento fetal ou infância causa grave retardo mental e restrição do crescimento ósseo. Controle da secreção de hormônio da tireoide O hormônio liberador de tireotrofina (TRH) do hipotálamo e o hormônio tireoestimulante (TSH) da adenohipófise estimulam a síntese e a liberação dos hormônios da tireoide, conforme mostra a Figura 18.12: Níveis reduzidos de T3 e T4 ou taxa metabólica baixa estimulam o hipotálamo a secretar TRH. O TRH entra nas veias portohipofisárias e flui para a adenohipófise, onde estimula os tireotrofos a secretar TSH. O TSH estimula praticamente todos os aspectos da atividade celular dos folículos da tireoide, inclusive captação de iodeto ( Figura 18.11), síntese e secreção de hormônio ( e Figura 18.11) e crescimento das células foliculares. As células foliculares da tireoide liberam T3 e T4 no sangue até que a taxa metabólica volte ao normal. O nível elevado de T3 inibe a liberação de TRH e TSH (inibição por feedback negativo). Condições que aumentam a demanda de ATP – ambiente frio, hipoglicemia, altitude elevada e gravidez – também intensificam a secreção dos hormônios da tireoide. Calcitonina O hormônio produzido pelas células parafoliculares da glândula tireoide (ver Figura 18.10B) é a calcitonina (CT). A CT diminui o nível sanguíneo de cálcio por meio da inibição da ação dos osteoclastos, células que degradam a matriz celular óssea. A secreção de CT é controlada por um sistema de feedback negativo (ver Figura 18.14). Quando o nível sanguíneo de calcitonina está elevado, ocorre queda da concentração sanguínea de cálcio e fosfatos, com inibição da reabsorção óssea (degradação da matriz óssea extracelular) pelos osteoclastos e aceleração da captação de cálcio e fosfatos na matriz óssea extracelular. A miacalcina, um extrato da calcitonina derivado do salmão que é 10 vezes mais potente que a calcitonina humana, é prescrita no tratamento da osteoporose. Figura 18.12 Regulação da secreção e ações dos hormônios da tireoide. TRH = hormônio liberador da tireotrofina, TSH = hormônio tireoestimulante, T3 = triiodotironina e T4 = tiroxina (tetraiodotironina). O TSH promove a liberação dos hormônios da tireoide (T3 e T4) pela glândula tireoide. 868 12. 13. 14. 15. Como uma dieta deficiente em iodo pode levar ao bócio, que consiste no aumento da glândula tireoide? A Tabela 18.6 resume os hormônios produzidos pela glândula tireoide, o controle das suas secreções e suas principais ações. TESTE RÁPIDO Explique como os níveis sanguíneos de T3/T4, TSH e TRH se alterariam em um animal de laboratório submetido à tireoidectomia (remoção completa da glândula tireoide). Como os hormônios da tireoide são sintetizados, armazenados e secretados? Como a secreção de T3 e T4 é regulada? Quais são os efeitos fisiológicos dos hormônios da tireoide? TABELA 18.6 Resumo dos hormônios da glândula tireoide. 869 18.8 • HORMÔNIO E FONTE CONTROLE DA SECREÇÃO PRINCIPAIS AÇÕES T3 (tri-iodotironina) e T4 (tiroxina) ou hormônios da tireoide das células foliculares. A secreção é intensi cada pelo hormônio liberador de tireotro na (TRH), que estimula a liberação de hormônio tireoestimulante (TSH) em resposta aos níveis reduzidos de hormônio da tireoide, taxa metabólica baixa, frio, gravidez e altitudes elevadas; as secreções de TRH e TSH são inibidas frente a níveis elevados de hormônios da tireoide; níveis altos de iodo suprimem a secreção de T3/T4 Aumentam a taxa metabólica basal; estimulam a síntese de proteínas; acentuam o uso de glicose e ácidos graxos para a produção de ATP; intensi cam a lipólise; aumentam a excreção de colesterol; aceleram o crescimento corporal; contribuem para o desenvolvimento do sistema nervoso Calcitonina (CT) das células parafoliculares Níveis sanguíneos elevados de Ca2+ estimulam a secreção; níveis sanguíneos baixos de Ca2+ inibem a secreção Reduz os níveis sanguíneos de Ca2+ e HPO42– inibindo a reabsorção óssea pelos osteoclastos e acelerando a captação de cálcio e fosfatos na matriz celular óssea Glândulas paratireoides OBJETIVO Descrever a localização, a histologia, o hormônio e as funções das glândulas paratireoides. Parcialmente incrustadas na face posterior dos lobos direito e esquerdo da glândula tireoide, encontramos várias pequenas massas de tecido arredondadas chamadas de glândulas paratireoides. Cada uma pesa cerca de 40 mg (0,04 g). Em geral, uma glândula paratireoide inferior e uma superior estão fixadas em cada lobo da tireoide (Figura 18.13A), em um total de quatro. Microscopicamente, as glândulas paratireoides contêm dois tipos de células epiteliais (Figura 18.13B, C). As células mais numerosas, chamadas de células principais, produzem o paratormônio (PTH). A função do outro tipo de célula, chamado de célula oxifílica, não é conhecida na glândula paratireoide normal. No entanto, sua presença ajuda a identificar com clareza a glândula paratireoide do ponto de vista histológico devido às suas características únicas de coloração. Além disso, no câncer de glândulas paratireoides, as células oxifílicas secretam PTH em excesso. Paratormônio O paratormônio é o principal regulador dos níveis de cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+) e fosfato (HPO42–) no sangue. A ação específica do PTH é aumentar a quantidade e a atividade dos osteoclastos. O resultado é reabsorção óssea acentuada, o que libera cálcio (Ca2+) e fosfatos (HPO42–) no sangue. O PTH também atua nos rins. Primeiro, retarda a perda de Ca2+ e Mg2+ do sangue para a urina. Em segundo lugar, acentua a perda de HPO42– do sangue para a urina. Uma vez que mais HPO42– é perdido na urina do que ganho dos ossos, o PTH diminui o nível sanguíneo de HPO42– e eleva os níveis sanguíneos de Ca2+ e Mg2+. Um terceiroefeito do PTH sobre os rins é a promoção da formação do hormônio calcitriol, que consiste na forma ativa da vitamina D. O calcitriol, também conhecido como 1,25dihidroxivitamina D3, aumenta a taxa de absorção sanguínea de Ca2+, HPO42– e Mg2+ no sistema digestório. Controle da secreção da calcitonina e do paratormônio O nível sanguíneo de cálcio controla diretamente a secreção de calcitonina e paratormônio por meio de alças de feedback negativo que não envolvem a glândula hipófise (Figura 18.14): O nível sanguíneo de íons cálcio (Ca2+) acima do normal estimula as células parafoliculares da glândula tireoide a liberarem mais calcitonina. A calcitonina inibe a atividade dos osteoclastos, diminuindo, dessa forma, o nível sanguíneo de Ca2+. O nível sanguíneo de íons cálcio (Ca2+) abaixo do normal estimula as células principais da glândula paratireoide a 870 liberarem mais PTH. O PTH promove a reabsorção de matriz óssea extracelular, o que libera Ca2+ no sangue e retarda a perda de Ca2+ na urina, elevando o nível de Ca2+ no sangue. Figura 18.13 Localização, irrigação sanguínea e histologia das glândulas paratireoides. As glândulas paratireoides, normalmente quatro, estão incrustadas na face posterior da glândula tireoide. Quais são os produtos da secreção das (1) células foliculares da glândula tireoide e (2) das células principais das glândulas paratireoides? Figura 18.14 Funções da calcitonina (setas verdes), paratormônio (setas azuis) e calcitriol (setas laranjas) na homeostasia do cálcio. Com relação à regulação do nível sanguíneo de Ca2+, a calcitonina e o PTH são antagonistas. 871 16. 17. 18.9 • Quais são os principais tecidosalvo do PTH, CT e calcitriol? O PTH também estimula os rins a sintetizarem o calcitriol, que consiste na forma ativa da vitamina D. O calcitriol estimula a absorção mais acentuada de Ca2+ dos alimentos no sistema digestório, o que ajuda a aumentar o nível sanguíneo de Ca2+. A Tabela 18.7 resume o controle da secreção e as principais ações do paratormônio. TESTE RÁPIDO Como é regulada a secreção do paratormônio? Em que aspectos as ações do PTH e do calcitriol são semelhantes? E como são diferentes? TABELA 18.7 Resumo do hormônio das glândulas paratireoides. HORMÔNIO E FONTE CONTROLE DA SECREÇÃO PRINCIPAIS AÇÕES Paratormônio (PTH) das células principais Níveis sanguíneos baixos de Ca2+ estimulam a secreção; níveis sanguíneos elevados de Ca2+ inibem a secreção Eleva os níveis sanguíneos de Ca2+ e Mg2+ e diminui o nível sanguíneo de HPO42–; exacerba a reabsorção óssea pelos osteoclastos; aumenta a reabsorção de Ca2+ e a excreção de HPO42– pelos rins; promove a formação de calcitriol (forma ativa da vitamina D), que aumenta a taxa de absorção de Ca2+ e Mg2+ da dieta. Glândulas suprarrenais OBJETIVO Descrever a localização, a histologia, os hormônios e as funções das glândulas suprarrenais. 872 As duas glândulas suprarrenais, cada uma localizada em cima de cada rim no espaço retroperitoneal (Figura 18.15A), apresentam formato de pirâmide achatada. No adulto, cada glândula suprarrenal tem de 3 a 5 cm de altura, 2 a 3 cm de largura, um pouco menos de 1 cm de espessura, massa variando de 3,5 a 5 g e apenas metade do seu tamanho ao nascimento. Durante o desenvolvimento embrionário, as glândulas suprarrenais se diferenciam em duas regiões distintas de ponto de vista estrutural e funcional: um córtex da glândula suprarrenal grande, perifericamente localizado, que compreende 80 a 90% da glândula, e uma pequena medula da glândula suprarrenal (Figura 18.15B), localizada centralmente. Uma cápsula de tecido conjuntivo reveste a glândula. As glândulas suprarrenais, assim como a glândula tireoide, são altamente vascularizadas. O córtex da glândula suprarrenal produz hormônios esteroides essenciais à vida. A perda total dos hormônios adrenocorticais leva à morte por desidratação e desequilíbrios eletrolíticos no período de poucos dias a 1 semana, a não ser que se comece prontamente a terapia de reposição hormonal. A medula da glândula suprarrenal produz três hormônios catecolaminas – norepinefrina, epinefrina e uma pequena quantidade de dopamina. Córtex da glândula suprarrenal O córtex da glândula suprarrenal é subdividido em três zonas, e cada uma delas secreta hormônios diferentes (Figura 18.15D). A zona mais externa, imediatamente profunda à cápsula de tecido conjuntivo, é a zona glomerulosa. Suas células, densamente acondicionadas e distribuídas em grupos esféricos e colunas arqueadas, secretam hormônios chamados de mineralocorticoides, pois afetam a homeostasia mineral. A zona do meio ou zona fasciculada é a mais larga das três zonas e consiste em células distribuídas em colunas longas e retas. As células da zona fasciculada secretam principalmente glicocorticoides, em especial cortisol, assim chamados por afetarem a homeostasia da glicose. As células da zona mais interna, a zona reticular, são distribuídas em cordões ramificados. Elas sintetizam pequenas quantidades de androgênios fracos, que são hormônios esteroides que exercem efeitos masculinizantes. Figura 18.15 Localização, irrigação sanguínea e histologia das glândulas suprarrenais. O córtex da glândula suprarrenal secreta hormônios esteroides essenciais à vida; a medula da glândula suprarrenal secreta norepinefrina e epinefrina. 873 Qual é a posição das glândulas suprarrenais em relação aos rins? Mineralocorticoides A aldosterona é o principal mineralocorticoide; regula a homeostasia de dois íons minerais – íons sódio (Na+) e potássio (K+) – e ajuda a ajustar a pressão arterial e o volume de sangue. A aldosterona também promove a excreção de H+ na urina; essa remoção de ácidos do corpo pode ajudar a evitar a acidose (pH abaixo de 7,35), discutida no Capítulo 27. Controle da secreção de aldosterona A via reninaangiotensinaaldosterona (RAA) controla a secreção de aldosterona (Figura 18.16): Desidratação, deficiência de Na+ e hemorragia são estímulos que iniciam a via da reninaangiotensinaaldosterona. Essas condições promovem a diminuição do volume sanguíneo. O volume sanguíneo reduzido promove a queda da pressão arterial. A pressão arterial mais baixa estimula certas células renais, chamadas de células justaglomerulares, a secretar a enzima renina. O nível de renina no sangue sobe. A renina converte a angiotensina, uma proteína plasmática produzida pelo fígado, em angiotensina I. Sangue contendo níveis mais altos de angiotensina I circula pelo corpo. Conforme o sangue flui pelos capilares, sobretudo dos pulmões, a enzima conversora de angiotensina (ECA) converte angiotensina I no hormônio angiotensina II. O nível sanguíneo de angiotensina II sobe. A angiotensina II estimula o córtex da glândula suprarrenal a secretar aldosterona. Sangue contendo níveis mais elevados de aldosterona circula para os rins. Nos rins, a aldosterona aumenta a reabsorção de Na+, que, por sua vez, promove a reabsorção de água por osmose. Em consequência disso, perdese menos água na urina. A aldosterona também estimula os rins a intensificarem a secreção de K+ e H+ na urina. Com a reabsorção mais intensa de água pelos rins, o volume de sangue aumenta. 874 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter27.html 1. 2. 3. 4. Na medida em que o volume de sangue aumenta, a pressão arterial se eleva ao normal. A angiotensina II também estimula a contração da musculatura lisa das paredes das arteríolas. A constrição resultante das arteríolas aumenta a pressão sanguínea e, desse modo, ajuda a elevar a pressão de volta ao normal. Além da angiotensina II, um segundo fator que estimula a secreção de aldosterona é uma concentração maior de K+ no sangue (ou líquido intersticial). A diminuição no nível sanguíneo deK+ produz o efeito oposto. Figura 18.16 Regulação da secreção de aldosterona pela via reninaangiotensinaaldosterona (RAA). A aldosterona ajuda a regular o volume sanguíneo, a pressão arterial e os níveis de Na+, K+ e H+ no sangue. Quais são as duas maneiras pelas quais a angiotensina II pode elevar a pressão arterial e quais são os tecidosalvo em cada caso? Glicocorticoides Os glicocorticoides, que regulam o metabolismo e a resistência ao estresse, são o cortisol, a corticosterona e a cortisona. Desses três hormônios secretados pela zona fasciculada, o cortisol é o mais abundante, responsável por cerca de 95% da atividade glicocorticoide. Os glicocorticoides exercem os seguintes efeitos: Degradação de proteína. Os glicocorticoides intensificam a taxa de degradação de proteína, principalmente nas fibras musculares e, dessa forma, aumentam a liberação de aminoácidos na corrente sanguínea. Os aminoácidos podem ser usados pelas células corporais na síntese de novas proteínas ou na produção de ATP. Formação de glicose. Ao serem estimulados pelos glicocorticoides, os hepatócitos convertem determinados aminoácidos ou ácido láctico em glicose, que será usada por neurônios e outras células para produzir ATP. Tal conversão, de uma substância que não seja o glicogênio ou outro monossacarídio em glicose, é chamada de gliconeogênese. Lipólise. Os glicocorticoides estimulam a lipólise, degradação dos triglicerídios e liberação de ácidos graxos do tecido adiposo para o sangue. Resistência ao estresse. Os glicocorticoides trabalham de muitas maneiras para promover a resistência ao estresse. A glicose extra fornecida pelos hepatócitos oferece aos tecidos uma pronta fonte de ATP para combater inúmeros estresses, inclusive exercício, jejum, medo, temperaturas extremas, altitudes elevadas, sangramento, infecção, 875 5. 6. cirurgia, traumatismo e doença. Uma vez que tornam os vasos sanguíneos mais sensíveis a outros hormônios que causam vasoconstrição, os glicocorticoides elevam a pressão sanguínea. Esse efeito é vantajoso nos casos de perda significativa de sangue, que faz com que a pressão arterial caia. Efeitos antiinflamatórios. Os glicocorticoides inibem a participação dos leucócitos nas respostas inflamatórias. Infelizmente, os glicocorticoides também atrasam o reparo tecidual; em consequência disso, retardam a cicatrização de feridas. Embora em doses elevadas possam ocasionar transtornos mentais graves, os glicocorticoides são muito úteis no tratamento de condições inflamatórias crônicas como artrite reumatoide. Depressão das respostas imunes. Doses elevadas de glicocorticoides deprimem as respostas imunes. Por esse motivo, os glicocorticoides são prescritos para receptores de órgãos transplantados com objetivo de retardar a rejeição tecidual promovida pelo sistema imune. Figura 18.17 Regulação por feedback negativo da secreção de glicocorticoide. Níveis elevados de CRH e níveis baixos de glicocorticoides promovem a liberação de ACTH, que estimula a secreção de glicocorticoides pelo córtex da glândula suprarrenal. 876 Se um paciente de transplante de coração recebe prednisona (um glicocorticoide) para ajudar a evitar a rejeição do tecido transplantado, os níveis sanguíneos de ACTH e CRH estarão baixos ou elevados? Explique. 877 Controle da secreção de glicocorticoide O controle da secreção de glicocorticoide ocorre por meio de um sistema de feedback negativo típico (Figura 18.17). Níveis sanguíneos baixos de glicocorticoides, principalmente cortisol, estimulam as células neurossecretoras no hipotálamo a secretarem hormônio liberador da corticotrofina (CRH). O CRH (junto com a baixa concentração de cortisol) promove a liberação de ACTH da adenohipófise. O ACTH flui no sangue para o córtex da glândula suprarrenal onde estimula a secreção de glicocorticoide (em grau muito menor, o ACTH também estimula a secreção de aldosterona). A discussão sobre estresse ao final do capítulo aborda como o hipotálamo também aumenta a liberação de CRH em resposta a inúmeros estresses físicos e emocionais (ver Seção 18.14). Androgênios Tanto em homens quanto em mulheres, o córtex da glândula suprarrenal secreta pequenas quantidades de androgênios fracos. O principal androgênio secretado pela glândula suprarrenal é a desidroepiandrosterona (DHEA). Nos homens, depois da puberdade, o androgênio testosterona também é liberado, e em quantidade muito maior, pelos testículos. Dessa forma, a quantidade de androgênios secretada pela glândula suprarrenal masculina é normalmente tão baixa que seus efeitos são insignificantes. Nas mulheres, no entanto, os androgênios suprarrenais desempenham funções importantes. Eles promovem a libido (desejo sexual) e são convertidos em estrogênios (esteroides sexuais feminilizantes) por outros tecidos corporais. Após a menopausa, quando a secreção ovariana de estrogênios cessa, todos os estrogênios femininos são provenientes da conversão dos androgênios suprarrenais. Os androgênios suprarrenais também estimulam o crescimento de pelos axilares e púbicos nos meninos e nas meninas e contribuem para o estirão de crescimento prépuberal. Embora o controle da secreção suprarrenal de androgênio não seja totalmente compreendido, o principal hormônio que estimula sua secreção é o ACTH. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Hiperplasia congênita das glândulas suprarrenais A hiperplasia congênita das glândulas suprarrenais (HCSR) é um distúrbio genético em que há ausência de uma ou mais enzimas necessárias para a síntese de cortisol. Uma vez que o nível de cortisol está baixo, a secreção de ACTH pela adeno-hipó se é alta devido à ausência de inibição por feedback negativo. O ACTH, por sua vez, estimula o crescimento e a atividade secretora do córtex da glândula suprarrenal. Em consequência disso, as duas glândulas suprarrenais estão aumentadas. Entretanto, determinadas etapas que levam à síntese de cortisol estão bloqueadas. Dessa maneira, moléculas precursoras se acumulam e algumas delas constituem androgênios fracos que podem ser convertidos em testosterona, resultando em virilismo ou masculinização. Na mulher, as características viris incluem crescimento de barba, desenvolvimento de voz muito mais grave e distribuição masculinizada de pelo corporal, crescimento do clitóris de forma a parecer um pênis, atro a das mamas e musculatura mais acentuada, produzindo um corpo masculinizado. Nos meninos em fase pré-puberal, a síndrome provoca as mesmas características que nas meninas, além do rápido desenvolvimento dos órgãos sexuais masculinos e do surgimento de desejos sexuais masculinos. Nos homens adultos, os efeitos virilizantes da HCSR em geral são completamente obscurecidos pelos efeitos virilizantes normais da testosterona secretada pelos testículos. Consequentemente, a HCSR é muitas vezes difícil de ser diagnosticada em homens adultos. O tratamento envolve cortisol que inibe a secreção de ACTH e, dessa forma, reduz a produção de androgênios suprarrenais. Medula da glândula suprarrenal A região interna da glândula suprarrenal, a medula da glândula suprarrenal, consiste em um gânglio simpático da divisão autônoma do sistema nervoso (SNA) modificado. Essa área se desenvolve a partir do mesmo tecido embrionário de todos os outros gânglios simpáticos, porém suas células, que não possuem axônios, formam grupos em torno de grandes vasos sanguíneos. Em vez de liberar um neurotransmissor, as células da medula da glândula suprarrenal secretam hormônios. As células produtoras de hormônio, chamadas de células cromafins (Figura 18.15D), são inervadas por neurônios préganglionares simpáticos do SNA. Uma vez que o SNA exerce controle direto sobre as células cromafins, a liberação de hormônio pode ocorrer com muita rapidez. Osdois principais hormônios sintetizados pela medula suprarrenal são a epinefrina e a norepinefrina, também chamadas de adrenalina e noradrenalina, respectivamente. As células cromafins da medula da glândula suprarrenal secretam quantidades desiguais desses hormônios – cerca de 80% de epinefrina e 20% de norepinefrina. Os hormônios da medula da glândula suprarrenal intensificam respostas simpáticas que ocorrem em outras partes do corpo. 878 18. 19. 20. 18.10 • Controle da secreção de epinefrina e norepinefrina Em situações de estresse e durante a prática de exercícios, impulsos provenientes do hipotálamo acionam os neurônios pré ganglionares simpáticos que, por sua vez, estimulam as células cromafins a secretarem epinefrina e norepinefrina. Esses dois hormônios intensificam a resposta de luta ou fuga abordada no Capítulo 15. Ao aumentar a frequência e a força de contração cardíacas, a epinefrina e a norepinefrina elevam o débito cardíaco e a pressão arterial. Além disso, aumentam o fluxo de sangue para o coração, o fígado, os músculos esqueléticos e o tecido adiposo; dilatam as vias respiratórias para os pulmões e elevam os níveis sanguíneos de glicose e ácidos graxos. A Tabela 18.8 oferece um resume dos hormônios produzidos pelas glândulas suprarrenais, do controle das suas secreções e de suas principais ações. TESTE RÁPIDO Como é possível comparar o córtex e a medula da glândula suprarrenal em relação à localização e histologia? Como é regulada a secreção dos hormônios do córtex da glândula suprarrenal? Como a medula da glândula suprarrenal se relaciona com a divisão autônoma do sistema nervoso? Ilhotas pancreáticas OBJETIVO Descrever a localização, a histologia, os hormônios e as funções das ilhotas pancreáticas. O pâncreas é uma glândula tanto endócrina quanto exócrina. Aqui, serão discutidas suas funções endócrinas e no Capítulo 24, ao abordar o sistema digestório, suas funções exócrinas serão incluídas. O pâncreas é um órgão achatado que mede cerca de 12,5 a 15 cm de comprimento. Localizase na curvatura do duodeno, a primeira parte do intestino delgado, e consiste em uma cabeça, um corpo e uma cauda (Figura 18.18A). Aproximadamente 99% das células exócrinas do pâncreas estão distribuídas em grupos chamados ácinos. Os ácinos produzem enzimas que fluem para o sistema digestório por uma rede de ductos. Espalhados entre os ácinos exócrinos existem 1 a 2 milhões de minúsculos grupos de tecido endócrino, chamados de ilhotas pancreáticas ou ilhotas de Langerhans (Figura 18.18B). Capilares abundantes irrigam tanto a parte endócrina quanto a exócrina do pâncreas. TABELA 18.8 Resumo dos hormônios das glândulas suprarrenais. HORMÔNIO E FONTE CONTROLE DA SECREÇÃO PRINCIPAIS AÇÕES HORMÔNIOS DO CÓRTEX DA GLÂNDULA SUPRARRENAL Mineralocorticoides (principalmente aldosterona) das células da zona glomerulosa Glicocorticoides (sobretudo cortisol) das células da zona fasciculada Níveis elevados de K+ e angiotensina II estimulam a secreção O ACTH estimula a liberação; o hormônio liberador da corticotro na (CRH) promove a secreção de ACTH em resposta ao estresse e baixos níveis sanguíneos de glicocorticoides Elevam os níveis sanguíneos de Na+ e água; diminuem o nível sanguíneo de K+ Aumentam a degradação de proteína (exceto no fígado), estimulam a gliconeogênese e a lipólise, promovem resistência ao estresse, amenizam a in amação e deprimem as respostas imunes Androgênios (principalmente desidroepiandrosterona, ou DHEA) das células da zona reticular O ACTH estimula a secreção Auxiliam no crescimento precoce de pelos axilares e pubianos em ambos os sexos; nas mulheres contribuem para a libido e são fonte de estrogênios depois da menopausa HORMÔNIOS DA MEDULA DA GLÂNDULA SUPRARRENAL Epinefrina e norepinefrina das células croma ns Neurônios pré-ganglionares simpáticos liberam acetilcolina que estimula a secreção Intensi cam os efeitos da parte simpática da divisão autônoma do sistema nervoso (SNA) durante o estresse 879 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter15.html https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter24.html Figura 18.18 Localização, irrigação sanguínea e histologia do pâncreas. Hormônios pancreáticos regulam a glicemia. O pâncreas é uma glândula exócrina ou endócrina? 880 1. 2. 3. 4. Tipos celulares nas ilhotas pancreáticas Cada ilhota pancreática apresenta quatro tipos de células secretoras de hormônio: As células alfa ou A constituem cerca de 17% das células das ilhotas pancreáticas e secretam glucagon. As células beta ou B constituem cerca de 70% das células das ilhotas pancreáticas e secretam insulina. As células delta ou D constituem cerca de 7% das ilhotas pancreáticas e secretam somatostatina. As células F constituem o restante das células das ilhotas pancreáticas e secretam polipeptídio pancreático. As interações dos quatro hormônios pancreáticos são complexas e não completamente compreendidas. Sabemos que o glucagon eleva o nível sanguíneo de glicose e a insulina reduz. A somatostatina atua de maneira parácrina para inibir a liberação tanto de insulina quanto de glucagon das células beta e alfa vizinhas. Além disso, pode funcionar como hormônio circulante para retardar a absorção de nutrientes do sistema digestório. Ademais, a somatostatina inibe a secreção de GH. O polipeptídio pancreático inibe a secreção de somatostatina, a contração da vesícula biliar e a secreção de enzimas digestivas pelo pâncreas. Controle da secreção de glucagon e insulina A principal ação do glucagon é de elevar o nível sanguíneo de glicose que se encontra abaixo do normal. A insulina, por outro lado, ajuda a reduzir o nível de glicose sanguínea que se encontra muito elevado. O nível de glicose sanguínea controla a secreção de glucagon e insulina via feedback negativo (Figura 18.19): O nível sanguíneo baixo de glicose (hipoglicemia) estimula a secreção de glucagon pelas células alfa das ilhotas pancreáticas. O glucagon atua nos hepatócitos, acelerando a conversão de glicogênio em glicose (glicogenólise) e promovendo a formação de glicose a partir do ácido láctico e de determinados aminoácidos (gliconeogênese). Consequentemente, os hepatócitos liberam glicose no sangue de maneira mais rápida e a glicemia se eleva. Se a glicemia continua subindo, o nível sanguíneo elevado de glicose (hiperglicemia) inibe a liberação de glucagon (feedback negativo). A glicose sanguínea alta (hiperglicemia) estimula a secreção de insulina pelas células beta das ilhotas pancreáticas. A insulina age em várias células do corpo para acelerar a difusão facilitada da glicose para as células; para apressar a conversão de glicose em glicogênio (glicogênese); para intensificar a captação de aminoácidos pelas células e para aumentar a síntese de proteína; para acelerar a síntese de ácidos graxos (lipogênese); para retardar a conversão de glicogênio em glicose (glicogenólise) e para tornar mais lenta a formação de glicose a partir do ácido láctico e de aminoácidos (gliconeogênese). O resultado disso é a queda do nível de glicose do sangue. Quando o nível sanguíneo de glicose cai para abaixo do normal, ocorre inibição da liberação de insulina (feedback negativo) e estímulo à liberação de glucagon. Embora o nível sanguíneo de glicose seja o regulador mais importante da insulina e do glucagon, diversos hormônios e neurotransmissores também regulam a liberação desses dois hormônios. Além das respostas ao nível sanguíneo de glicose descritas anteriormente, o glucagon estimula a liberação de insulina de maneira direta; a insulina exerce o efeito oposto, suprimindo a secreção de glucagon. Conforme o nível de glicose no sangue vai declinando e menosinsulina é secretada, as células alfa do pâncreas são liberadas do efeito inibitório da insulina de forma que possam secretar mais glucagon. Indiretamente, o hormônio do crescimento humano (GH) e o ACTH estimulam a secreção de insulina porque atuam para elevar a glicose sanguínea. Figura 18.19 Regulação por feedback negativo da secreção de glucagon (setas azuis) e insulina (setas laranja). O nível sanguíneo baixo de glicose estimula a liberação de glucagon; o nível sanguíneo elevado de glicose estimula a secreção de insulina. 881 • • • • • A glicogenólise aumenta ou diminui o nível sanguíneo de glicose? A secreção de insulina também é estimulada por: Acetilcolina, um neurotransmissor liberado pelos terminais axônicos das fibras parassimpáticas do nervo vago que inervam as ilhotas pancreáticas Aminoácidos arginina e leucina, presentes no sangue em níveis mais elevados depois de uma refeição rica em proteína Peptídio insulinotrópico dependente de glicose (GIP),* um hormônio liberado pelas células enteroendócrinas do intestino delgado em resposta à presença de glicose no sistema digestório. Dessa maneira, a digestão e a absorção de alimentos contendo tanto carboidratos quanto proteínas são um forte estímulo à liberação de insulina. A secreção do glucagon é estimulada por: Atividade mais intensa da parte simpática do SNA, como acontece durante o exercício Elevação dos aminoácidos sanguíneos quando o nível sanguíneo de glicose está baixo, o que pode ocorrer depois de uma refeição contendo principalmente proteína. A Tabela 18.9 oferece um resumo dos hormônios produzidos pelo pâncreas, do controle da secreção e de suas principais ações. TABELA 18.9 Resumo dos hormônios das ilhotas pancreáticas. 882 21. 22. 18.11 • HORMÔNIO E FONTE CONTROLE DA SECREÇÃO PRINCIPAIS AÇÕES Glucagon das células alfa das ilhotas pancreáticas Nível sanguíneo baixo de glicose, exercícios físicos e principalmente refeições hiperproteicas estimulam a secreção; a somatostatina e a insulina inibem a secreção Eleva o nível sanguíneo de glicose acelerando a degradação do glicogênio em glicose no fígado (glicogenólise), convertendo outros nutrientes em glicose no fígado (gliconeogênese) e liberando glicose no sangue Insulina das células beta das ilhotas pancreáticas Nível sanguíneo elevado de glicose, acetilcolina (liberada pelas bras parassimpáticas do nervo vago), arginina e leucina (dois aminoácidos), glucagon, GIP, GH e ACTH estimulam a secreção; a somatostatina inibe a secreção Reduz o nível sanguíneo de glicose acelerando o transporte de glicose para as células, convertendo glicose em glicogênio (glicogênese) e diminuindo a glicogenólise e a gliconeogênese; aumenta a lipogênese e estimula a síntese de proteína Somatostatina das células delta das ilhotas pancreáticas O peptídio pancreático inibe a secreção Inibe a secreção de insulina e glucagon; retarda a absorção de nutrientes no sistema digestório Polipeptídio pancreático das células F das ilhotas pancreáticas Refeições contendo proteína, jejum, exercícios físicos e hipoglicemia aguda estimulam a secreção; a somatostatina e o nível sanguíneo elevado de glicose inibem a secreção Inibe a secreção de somatostatina, a contração da vesícula biliar e a secreção de enzimas digestivas do pâncreas TESTE RÁPIDO Como são controlados os níveis sanguíneos de insulina e glucagon? Quais são os efeitos do exercício em contraste com a ingestão de uma refeição rica em carboidrato e proteína na secreção da insulina e do glucagon? Ovários e testículos OBJETIVO Descrever a localização, os hormônios e as funções das gônadas masculina e feminina. Gônadas são os órgãos que produzem gametas – espermatozoides nos homens e ovócitos (oócitos) nas mulheres. Além da 883 23. 18.12 • • sua função reprodutora, as gônadas secretam hormônios. Os ovários, um par de corpos ovais localizados na cavidade pélvica feminina, fabricam vários hormônios esteroides, inclusive dois estrogênios (estradiol e estrona) e progesterona. Esses hormônios sexuais femininos, juntamente com o hormônio foliculoestimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH) da adenohipófise, regulam o ciclo menstrual, mantêm a gravidez e preparam as glândulas mamárias para a lactação. Além disso, promovem o crescimento das mamas e o alargamento dos quadris na puberdade e ajudam a manter essas características sexuais femininas secundárias. Os ovários também produzem inibina, um hormônio proteico que inibe a secreção de FSH. Durante a gravidez, os ovários e a placenta produzem um hormônio peptídio chamado de relaxina (RLX), que aumenta a flexibilidade da sínfise púbica durante a gravidez e ajuda a dilatar o colo do útero durante o parto. Essas ações ajudam a facilitar a passagem do bebê pelo alargamento do canal do parto. As gônadas masculinas, os testículos, são glândulas ovais localizadas no escroto. O principal hormônio produzido e secretado pelos testículos é a testosterona, um androgênio ou hormônio sexual masculino. A testosterona promove a migração (descida) dos testículos para o escroto antes do nascimento, regula a produção de espermatozoides e estimula o desenvolvimento e a manutenção de características sexuais secundárias masculinas, como crescimento de barba e engrossamento da voz. Os testículos também produzem inibina, que inibe a secreção de FSH. A estrutura detalhada dos ovários e dos testículos e as funções específicas dos hormônios sexuais são discutidas no Capítulo 28. A Tabela 18.10 faz um resumo dos hormônios produzidos pelos ovários e testículos e suas principais ações. TESTE RÁPIDO Por que os ovários e os testículos são classificados como glândulas endócrinas e órgãos de reprodução? TABELA 18.10 Resumo dos hormônios dos ovários e testículos. HORMÔNIO PRINCIPAIS AÇÕES HORMÔNIOS OVARIANOS Estrogênios e progesterona Junto com os hormônios gonadotró cos da adeno-hipó se, regulam o ciclo reprodutivo feminino, mantêm a gravidez, preparam as glândulas mamárias para a lactação e promovem o desenvolvimento e a manutenção das características sexuais secundárias femininas Relaxina Aumenta a exibilidade da sín se púbica durante a gravidez; ajuda a dilatar o colo do útero durante o parto Inibina Inibe a secreção de FSH da adeno-hipó se. HORMÔNIOS TESTICULARES Testosterona Estimula a migração dos testículos para o escroto antes do nascimento; regula a produção de espermatozoides; promove o desenvolvimento e a manutenção das características sexuais masculinas secundárias Inibina Inibe a secreção de FSH da adeno-hipó se Glândula pineal e timo OBJETIVOS Relatar a localização, a histologia, o hormônio e as funções da glândula pineal Descrever a função do timo na imunidade. A glândula pineal é uma pequena glândula endócrina localizada na parte superior do terceiro ventrículo do encéfalo na 884 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter28.html 24. 25. 18.13 • • linha mediana (ver Figura 18.1). Parte do epitálamo, a glândula está posicionada entre os dois colículos superiores, apresenta massa de 0,1 a 0,2 g e está coberta por uma cápsula formada pela piamáter. A glândula é composta por massas de neuróglia e células secretoras chamadas de pinealócitos. A glândula pineal secreta melatonina, um hormônio amina derivado da serotonina. Aparentemente a melatonina contribui para o ajuste do relógio biológico do corpo, que é controlado pelo núcleo supraquiasmático do hipotálamo. Já que mais melanina é liberada no escuro do que na presença de luz, acreditase que esse hormônio promova sonolência. Em resposta ao estímulo visual dos olhos (retina), o núcleo supraquiasmático aciona os neurônios pósganglionares simpáticos do gânglio cervical superior que, por sua vez, estimulamos pinealócitos da glândula pineal a secretar melatonina em um padrão rítmico, com secreção baixa de melatonina durante o dia e significativamente mais elevada à noite. Durante o sono, os níveis plasmáticos de melatonina sobem 10 vezes e, depois, caem de novo antes do despertar. Pequenas doses de melatonina administradas por via oral conseguem induzir o sono e reajustar os ritmos diários, o que pode beneficiar os profissionais cujos turnos de trabalho alternamse entre horas do dia e da noite. A melatonina também é um antioxidante potente que pode oferecer alguma proteção contra radicais livres prejudiciais. Nos animais que procriam em épocas específicas, a melatonina inibe funções reprodutoras, porém não está claro se a melatonina influencia a função reprodutiva humana. Os níveis de melatonina são mais elevados em crianças e diminuem com o tempo até a idade adulta, porém não há evidências de que alterações na secreção de melatonina se correlacionem com o surgimento da puberdade e o amadurecimento sexual. Todavia, uma vez que a melatonina causa atrofia das gônadas em várias espécies animais, a possibilidade de efeitos adversos na reprodução humana precisa ser estudada antes que a utilização desse hormônio para restaurar ritmos diários possa ser recomendada. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Transtorno afetivo sazonal e dessincronose (jet lag) O transtorno afetivo sazonal (TAS) é um tipo de depressão que a ige algumas pessoas durante os meses de inverno quando a duração do dia é menor. Acredita-se que ocorra, em parte, devido à produção excessiva de melatonina. A fototerapia de amplo espectro – doses repetidas de várias horas de exposição à luz arti cial tão clara quanto a luz do sol – alivia algumas pessoas. Parece que 3 a 6 h de exposição à luz também aceleram a recuperação da dessincronose (jet lag), que é a fadiga sofrida pelos viajantes que cruzam áreas de fusos horários diferentes. O timo está localizado atrás do esterno, entre os pulmões. Como a sua função tem relação com a imunidade, os detalhes da estrutura e das funções do timo são discutidos no Capítulo 22. Os hormônios produzidos pelo timo – timosina, fator tímico humoral (THF), fator tímico (TF) e timopoetina – promovem a maturação dos linfócitos T (um tipo de leucócito que destrói micróbios e substâncias estranhas) e possível retardo do processo de envelhecimento. TESTE RÁPIDO Qual é a relação entre melatonina e sono? Quais hormônios tímicos desempenham função na imunidade? Outros órgãos e tecidos endócrinos, eicosanoides e fatores de crescimento OBJETIVOS Descrever as funções de cada um dos hormônios secretados por células de tecidos e órgãos que não as glândulas endócrinas Explicar as ações dos eicosanoides e dos fatores de crescimento. Hormônios de outros tecidos e órgãos endócrinos De acordo com o início do capítulo, células de órgãos que não aqueles habitualmente classificados como glândulas endócrinas apresentam função endócrina e secretam hormônios. Vários desses órgãos foram abordados neste capítulo: hipotálamo, timo, pâncreas, ovários e testículos. A Tabela 18.11 oferece uma visão geral desses órgãos e tecidos, seus 885 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter22.html hormônios e suas ações. Eicosanoides Duas famílias de moléculas eicosanoides – as prostaglandinas (PG) e os leucotrienos (LT) – são encontradas em praticamente todas as células do corpo, exceto nos eritrócitos, onde atuam como hormônios locais (parácrinos e autócrinos) em resposta a estímulos químicos ou mecânicos. São sintetizados a partir de um ácido graxo de 20 carbonos (ácido araquidônico) das moléculas fosfolipídicas da membrana. Do ácido araquidônico, diferentes reações enzimáticas produzem PG e LT. O tromboxano (TX) é uma PG modificada que contrai os vasos sanguíneos e promove a ativação das plaquetas. Os eicosanoides aparecem no sangue em quantidades mínimas e sua presença é apenas breve devido à rápida inativação. TABELA 18.11 Resumo dos hormônios produzidos por outros órgãos e tecidos que contêm células endócrinas. HORMÔNIO AÇÕES PRINCIPAIS SISTEMA DIGESTÓRIO Gastrina Promove a secreção de suco gástrico; intensi ca os movimentos do estômago Peptídio insulinotrópico dependente de glicose (GIP) Estimula a liberação de insulina pelas células beta do pâncreas Secretina Desencadeia a secreção de suco pancreático e de bile Colecistocinina Estimula a secreção de suco pancreático; regula a liberação de bile da vesícula biliar; promove a sensação de saciedade após a alimentação PLACENTA Gonadotro na coriônica humana (hCG) Estimula o corpo lúteo no ovário a continuar a produção de estrogênios e progesterona para manter a gravidez Estrogênios e progesterona Mantêm a gravidez; ajudam a preparar as glândulas mamárias para secretarem leite Hormônio somatomamotrópico coriônico humano (HCS) Estimula o desenvolvimento das glândulas mamárias para a lactação RINS Renina Parte da sequência de reação que eleva a pressão do sangue promovendo vasoconstrição e secreção de aldosterona Eritropoetina (EPO) Aumenta a taxa de formação de eritrócitos Calcitriol* (forma ativa da vitamina D) Auxilia na absorção do fósforo e cálcio da dieta CORAÇÃO Peptídio natriurético atrial (PNA) Diminui a pressão arterial TECIDO ADIPOSO Leptina Suprime o apetite; aumenta a atividade do FSH e LH 886 26. 27. 18.14 • *A síntese começa na pele, continua no fígado e termina nos rins. Para exercer seus efeitos, os eicosanoides se ligam a receptores nas membranas plasmáticas das célulasalvo e estimulam ou inibem a síntese de segundos mensageiros como AMP cíclico. Os leucotrienos estimulam a quimiotaxia (atração a um estímulo químico) dos leucócitos e medeiam a inflamação. As prostaglandinas alteram a contração da musculatura lisa, as secreções glandulares, o fluxo sanguíneo, os processos reprodutivos, a função plaquetária, a respiração, a transmissão de impulsos nervosos, o metabolismo lipídico e as respostas imunes. Além disso, atuam na promoção da inflamação e febre e na intensificação da dor. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Anti-in amatórios não esteroides Em 1971, cientistas resolveram o antigo enigma de como funciona o ácido acetilsalicílico (AAS). O AAS e os anti-in amatórios não esteroides (AINEs), como o ibuprofeno, inibem a ciclo-oxigenase, uma enzima-chave envolvida na síntese de prostaglandina. Os AINEs são usados para tratar uma ampla variedade de distúrbios in amatórios, desde artrite reumatoide a epicondilite lateral (“cotovelo de tenista”). O sucesso dos AINEs na redução da febre, da dor e da in amação revela como as prostaglandinas contribuem para esses problemas. Fatores de crescimento Vários dos hormônios descritos – fatores de crescimento insulinasímiles, timosina, insulina, hormônios da tireoide, hormônio do crescimento e prolactina – estimulam o crescimento e a divisão celulares. Além disso, diversos hormônios descobertos recentemente chamados de fatores de crescimento desempenham importantes funções no desenvolvimento, crescimento e reparo dos tecidos. Os fatores de crescimento são mitogênicos – promovem o crescimento por meio da estimulação da divisão celular. Muitos fatores de crescimento atuam localmente, de maneira autócrina ou parácrina. A Tabela 18.12 oferece um resumo das fontes e das ações de seis importantes fatores de crescimento. TESTE RÁPIDO Que hormônios são secretados pelo sistema digestório, pela placenta, pelos rins, pela pele, pelo tecido adiposo e pelo coração? Quais são algumas funções das prostaglandinas, dos leucotrienos e dos fatores de crescimento? A resposta ao estresse OBJETIVO Descrever como o corpo responde ao estresse. É impossível remover todo o estresse da nossa vidadiária. Determinados estresses, chamados de eustresse, nos preparam para enfrentar desafios e, por isso, são úteis. Outros estresses, chamados de distresses, são prejudiciais. Todo estímulo que provoca uma resposta ao estresse é chamado de estressor. Praticamente toda perturbação ao corpo humano pode ser um estressor – calor ou frio, venenos ambientais, toxinas liberadas por bactérias, sangramento forte decorrente de uma ferida ou cirurgia ou uma forte reação emocional. As respostas aos estressores podem ser agradáveis ou desagradáveis e variam entre as pessoas, podendo, até mesmo, ser diferentes na mesma pessoa em momentos distintos. TABELA 18.12 Resumo de alguns fatores de crescimento. FATOR DE CRESCIMENTO COMENTÁRIO Fator de crescimento epidérmico (EGF) Produzido nas glândulas submandibulares (salivar); estimula a proliferação de células epiteliais, broblastos, neurônios e astrócitos; suprime algumas células cancerígenas e a secreção de suco gástrico pelo estômago 887 Fator de crescimento derivado das plaquetas (PDGF) Produzido nas plaquetas sanguíneas; estimula a proliferação de neuróglia, bras musculares lisas e broblastos; parece ter função na cicatrização de feridas; pode contribuir para o desenvolvimento de aterosclerose Fator de crescimento de broblastos (FGF) Encontrado na glândula hipó se e no encéfalo; promove a proliferação de muitas células derivadas do mesoderma embrionário ( broblastos, células adrenocorticais, bras musculares lisas, condrócitos e células endoteliais); estimula a formação de novos vasos sanguíneos (angiogênese) Fator de crescimento de nervo (NGF) Produzido nas glândulas submandibulares (salivares) e no hipocampo do encéfalo; estimula o crescimento de gânglios no embrião; mantém o sistema nervoso simpático; estimula a hipertro a e a diferenciação de neurônios Fatores de angiogênese tumoral (TAF) Produzidos por células tumorais e normais; estimulam o crescimento de novos capilares, a regeneração orgânica e a cicatrização de feridas Fatores transformadores de crescimento (TGF) Produzidos por várias células como moléculas separadas: TGF-alfa tem atividades semelhantes ao fator de crescimento epidérmico, enquanto TGF-beta inibe a proliferação de muitos tipos de células Os mecanismos homeostáticos do corpo tentam neutralizar o estresse e, quando bemsucedidos, o ambiente interno permanece dentro dos limites fisiológicos normais. Se o estresse for extremo, incomum ou de longa duração, os mecanismos normais podem não ser suficientes. Em 1936, Hans Selye, um pioneiro nas pesquisas sobre estresse, mostrou que várias condições estressantes ou agentes nocivos desencadeiam uma sequência semelhante de alterações corporais. Essas alterações, chamadas de resposta ao estresse ou síndrome de adaptação geral (SAG), são controladas principalmente pelo hipotálamo. A resposta ao estresse ocorre em três estágios: (1) resposta de luta ou fuga inicial, (2) reação de resistência mais lenta e, por fim, (3) exaustão. Resposta de luta ou fuga A resposta de luta ou fuga, iniciada por impulsos nervosos do hipotálamo para a parte simpática da divisão autônoma do sistema nervoso (SNA), incluindo a medula da glândula suprarrenal, mobiliza rapidamente as fontes corporais para atividade física imediata (Figura 18.20A). A resposta de luta ou fuga leva quantidades enormes de glicose e oxigênio para os órgãos mais ativos no combate ao perigo: o encéfalo, que precisa se tornar altamente alerta; os músculos esqueléticos, que podem precisar defender o corpo de um agressor ou fugir; e o coração, que precisa trabalhar com vigor para bombear sangue suficiente ao encéfalo e aos músculos. Durante a resposta de luta ou fuga, funções corporais não essenciais como atividades digestórias, urinárias e reprodutoras são inibidas. A redução do fluxo de sangue para os rins promove a liberação de renina, que coloca em ação a via reninaangiotensinaaldosterona (ver Figura 18.16). A aldosterona faz com que os rins retenham Na+, o que promove a retenção de água e elevação da pressão arterial. A retenção de água também ajuda a preservar volume hídrico corporal em caso de sangramento grave. Figura 18.20 Respostas aos estressores durante a resposta ao estresse. As setas vermelhas (respostas hormonais) e as setas verdes (respostas neurais) em (A) indicam reações de luta ou fuga imediatas; as setas pretas em (B) indicam reações de resistência de longa duração. Os estressores estimulam o hipotálamo a iniciar a resposta ao estresse por meio da resposta de luta ou fuga e reação de resistência. 888 Qual é a diferença básica entre resposta ao estresse e homeostasia? Reação de resistência O segundo estágio da resposta ao estresse é a reação de resistência (Figura 18.20B). Diferentemente da resposta de luta ou fuga de curta duração, iniciada por impulsos nervosos provenientes do hipotálamo, a reação de resistência, em grande parte, começa pela ação dos hormônios hipotalâmicos de liberação e tem duração mais longa. Os hormônios envolvidos são o hormônio liberador da corticotrofina (CRH), o hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH) e hormônio liberador da tireotrofina (TRH). O CRH estimula a adenohipófise a secretar ACTH que, por sua vez, estimula o córtex da glândula suprarrenal a incrementar a liberação de cortisol. O cortisol promove a gliconeogênese pelos hepatócitos, a degradação dos triglicerídios em ácidos graxos (lipólise) e o catabolismo de proteínas em aminoácidos. Tecidos por todo o corpo podem usar a glicose, os ácidos graxos e os aminoácidos resultantes na produção de ATP ou no reparo de células danificadas. O cortisol também reduz a inflamação. Um segundo hormônio hipotalâmico de liberação, o GHRH, faz com que a adenohipófise secrete hormônio do 889 28. 29. 30. crescimento (GH). Agindo via fatores de crescimento insulinosímiles, o GH estimula a lipólise e a glicogenólise, que é a degradação de glicogênio em glicose, no fígado. Um terceiro hormônio hipotalâmico de liberação, o TRH, estimula a adenohipófise a secretar hormônio tireoestimulante (TSH). O TSH promove a secreção de hormônios da tireoide que estimulam o uso mais acentuado de glicose na produção de ATP. As ações combinadas do GH e TSH suprem ATP adicional para as células metabolicamente ativas por todo o corpo. O estágio de resistência ajuda o corpo a continuar lutando contra o estressor mesmo bem depois da dissipação da resposta de luta ou fuga. Esse é o motivo pelo qual o coração continua batendo mais forte por vários minutos mesmo após a remoção do estressor. Em geral, essa fase é bemsucedida quando nos vemos em um episódio estressante e nossos corpos voltam ao normal. Às vezes, no entanto, o estágio de resistência não consegue combater o estressor e o corpo entra em estado de exaustão. Exaustão Os recursos do corpo acabam se exaurindo e não conseguem sustentar o estágio de resistência, ocorrendo a exaustão. A exposição prolongada a elevados níveis de cortisol e outros hormônios envolvidos na reação de resistência causa perda muscular, supressão do sistema imunológico, ulceração no sistema digestório e falência das células beta pancreáticas. Além disso, alterações patológicas podem ocorrer porque as reações de resistência persistem depois da remoção do estressor. Estresse e doença Embora o papel exato do estresse nas doenças humanas não seja conhecido, está claro que o estresse pode ocasionar doenças pela inibição temporária de determinados componentes do sistema imunológico. Gastrite, colite ulcerativa, síndrome do intestino irritável, hipertensão arterial, asma, artrite reumatoide (AR), enxaquecas, ansiedade e depressão são problemas relacionados com o estresse. Pessoas sob estressecorrem risco mais elevado de desenvolver doença crônica ou de morrer prematuramente. A interleucina1, uma substância secretada por macrófagos do sistema imunológico (ver a discussão sobre ACTH na Seção 18.6), é uma importante ligação entre estresse e imunidade. Uma das ações da interleucina1 é de estimular a secreção de ACTH, que, por sua vez, promove a produção de cortisol. O cortisol não apenas fornece resistência ao estresse e à inflamação, como também suprime a produção de interleucina1. Desse modo, o sistema imunológico ativa a resposta ao estresse e o cortisol resultante desativa um mediador do sistema imunológico. Esse sistema de feedback negativo mantém a resposta imune controlada uma vez atingido o objetivo. Devido à sua atividade, o cortisol e outros glicocorticoides são usados como medicamentos imunossupressores em recipientes de transplantes de órgãos. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Transtorno do estresse pós-traumático O transtorno do estresse pós-traumático (TEPT) é um transtorno da ansiedade que pode se desenvolver em um indivíduo que vivenciou ou testemunhou um evento física ou psicologicamente estressante. Parece que a causa imediata do TEPT são estressores especí cos associados aos eventos. Entre os estressores incluímos terrorismo, sequestro, aprisionamento, combate militar, acidentes graves, tortura, abuso físico ou sexual, crimes violentos, tiroteios em escolas, massacres e desastres naturais. Nos EUA, o TEPT afeta 10% das mulheres e 5% dos homens. Os sintomas de TEPT incluem recordações do evento em pesadelos ou ashbacks; evitar qualquer atividade, pessoa, local ou evento associado aos estressores; perda do interesse e falta de motivação; baixa concentração; irritabilidade; e insônia. O tratamento pode incluir o uso de antidepressivos, estabilizadores de humor e agentes ansiolíticos e antipsicóticos. TESTE RÁPIDO Qual é o papel central do hipotálamo durante o estresse? Que reações corporais ocorrem durante a resposta de luta ou fuga, a reação de resistência e a exaustão? Qual é a correlação entre estresse e imunidade? 890 18.15 • Desenvolvimento do sistema endócrino OBJETIVO Descrever o desenvolvimento das glândulas endócrinas. O desenvolvimento do sistema endócrino não é tão localizado quanto o desenvolvimento de outros sistemas, pois os órgãos endócrinos estão distribuídos por todo o corpo. Cerca de 3 semanas depois da fertilização, a glândula hipófise começa a se desenvolver a partir de duas regiões diferentes do ectoderma. A neurohipófise deriva de uma evaginação do ectoderma chamada brotamento neuro hipofisário, localizado no assoalho do hipotálamo (Figura 18.21). O infundíbulo, também uma evaginação do brotamento neurohipofisário, conecta a neurohipófise ao hipotálamo. A adenohipófise se origina de uma evaginação do ectoderma do teto da boca chamado de bolsa hipofisária ou bolsa de Rathke. A bolsa cresce no sentido do brotamento neurohipofisário e, por fim, perde sua conexão com o teto da boca. A glândula tireoide se desenvolve durante a quarta semana como um brotamento médio ventral do endoderma, chamado de divertículo tireóideo, do assoalho da faringe no nível do segundo par de bolsas faríngeas (Figura 18.21A). O brotamento se projeta inferiormente e se diferencia em lobos direito e esquerdo e no istmo da glândula. As glândulas paratireoides se desenvolvem durante a quarta semana a partir do endoderma como evaginações da terceira e da quarta bolsas faríngeas, que ajudam a formar estruturas da cabeça e do pescoço. O córtex e a medula das glândulas suprarrenais se desenvolvem durante a quinta semana e têm origens embrionárias completamente diferentes. O córtex da glândula suprarrenal é derivado da mesma região do mesoderma que produz as gônadas. Todos os tecidos endócrinos que secretam hormônios esteroides se originam do mesoderma. A medula da glândula suprarrenal deriva do ectoderma das células da crista neural que migram para o polo superior do rim. Lembre se que as células da crista neural também dão origem aos gânglios simpáticos e outras estruturas do sistema nervoso (ver Figura 14.27B). O pâncreas se desenvolve entre a quinta e a sétima semana a partir de dois brotamentos do endoderma da parte do intestino anterior que, posteriormente, se torna o duodeno (ver Figura 29.12C). Por fim, os dois brotamentos se fundem para formar o pâncreas. A origem dos ovários e testículos é discutida na Seção 28.5. Figura 18.21 Desenvolvimento do sistema endócrino. As glândulas do sistema endócrino derivam de todas as três camadas germinativas primárias: ectoderma, mesoderma e endoderma. 891 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig27 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter29.html#ch29fig12 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter28.html#ch28-5 31. 18.16 • Que glândula endócrina se desenvolve a partir de tecidos com duas origens embrionárias diferentes? A glândula pineal surge durante a sétima semana como um brotamento entre o tálamo e os colículos do mesencéfalo, a partir do ectoderma associado ao diencéfalo (ver Figura 14.28). O timo se desenvolve durante a quinta semana a partir do endoderma da terceira bolsa faríngea. TESTE RÁPIDO Compare as origens do córtex e da medula das glândulas suprarrenais. Envelhecimento e sistema endócrino OBJETIVO Descrever os efeitos do envelhecimento sobre o sistema endócrino. Embora algumas glândulas endócrinas se atrofiem com o envelhecimento, seu desempenho pode ou não ser comprometido. A produção de hormônio do crescimento pela adenohipófise cai, sendo uma causa da atrofia muscular que se percebe com o envelhecimento. A glândula tireoide muitas vezes diminui sua produção de hormônios com a idade, causando redução da taxa metabólica, aumento de gordura corporal e hipotireoidismo, visto com mais frequência em pessoas mais idosas. Por haver menos feedback negativo (níveis mais baixos dos hormônios da tireoide), o nível de TSH sobe com a idade (ver Figura 18.12). Com o envelhecimento, o nível sanguíneo de PTH sobe, talvez devido à ingestão inadequada de cálcio na dieta. Em um estudo realizado com mulheres mais idosas que utilizavam 2.400 mg/dia de cálcio suplementar, os níveis sanguíneos de PTH eram tão baixos quanto os níveis das mulheres mais jovens. Tanto o nível de calcitriol quanto de calcitonina são menores em pessoas mais idosas. Juntas, a elevação no nível de PTH e a queda do nível de calcitonina acentuam a 892 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig28 32. diminuição relacionada com a idade da massa óssea que predispõe à osteoporose e ao risco mais alto de fraturas (ver Figura 18.14). As glândulas suprarrenais contêm cada vez mais tecido fibroso e produzem menos cortisol e aldosterona com o avanço da idade. Entretanto, a produção de epinefrina e norepinefrina continua normal. Com o envelhecimento, o pâncreas libera insulina mais devagar e a sensibilidade dos receptores de glicose diminui. Em consequência disso, os níveis sanguíneos de glicose em pessoas mais idosas aumentam com mais rapidez e retornam ao normal mais lentamente em comparação aos indivíduos mais jovens. O timo é maior no primeiro ano de vida. Depois da puberdade, seu tamanho começa a diminuir e o tecido tímico é substituído por tecido conjuntivo adiposo e areolar. Nos adultos mais idosos, o timo já atrofiou de maneira significativa. No entanto, ainda produz células T novas para as respostas imunes. Os ovários reduzem de tamanho com a idade e não respondem mais às gonadotrofinas. A resultante produção menor de estrogênios contribui para condições como osteoporose, elevação do nível sanguíneo de colesterol e aterosclerose.Os níveis de FSH e LH estão altos devido à menor inibição por feedback negativo dos estrogênios. Embora a produção de testosterona pelos testículos diminua com a idade, em geral, os efeitos não são evidentes até uma idade bem avançada e muitos homens idosos conseguem, ainda, produzir espermatozoides ativos em quantidade normal, mesmo havendo mais espermatozoides morfologicamente anormais e com diminuição da motilidade. TESTE RÁPIDO Qual hormônio está relacionado com a atrofia muscular observada com o envelhecimento? • • • Para entender as muitas maneiras pelas quais o sistema endócrino contribui para a homeostasia de outros sistemas corporais, estude o Foco na Homeostasia | Sistema Endócrino. A seguir, no Capítulo 19, vamos dar início à exploração do sistema circulatório, começando com uma descrição da composição e das funções do sangue. 893 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter19.html DISTÚRBIOS | DESEQUILÍBRIOS HOMEOSTÁTICOS Os distúrbios do sistema endócrino muitas vezes envolvem hipossecreção, que é a liberação inadequada de um hormônio, ou hipersecreção, que consiste na liberação excessiva de um hormônio. Em outros casos, há alteração dos receptores hormonais, número inadequado de receptores ou defeitos nos sistemas de segundo mensageiro. Uma vez que os hormônios são distribuídos no sangue para os tecidosalvo por todo o corpo, problemas associados à disfunção endócrina também podem ser disseminados. 894 Distúrbios da glândula hipófise Nanismo hipofisário, gigantismo e acromegalia Inúmeros distúrbios da adenohipófise envolvem o hormônio do crescimento (GH). A hipossecreção de GH durante os anos de crescimento retarda o crescimento ósseo e as lâminas epifisiais fechamse antes que a altura normal seja alcançada. Essa condição é chamada de nanismo hipofisário (ver correlaçãO clínica | Anormalidades hormonais que afetam a altura na Seção 6.5). Outros órgãos do corpo também não crescem e as proporções corporais são semelhantes às infantis. O tratamento exige administração de GH durante a infância, antes do fechamento das lâminas epifisiais. A hipersecreção de GH durante a infância causa gigantismo, um anormal anormal do comprimento dos ossos longos. A pessoa cresce e fica muito alta, porém as proporções corporais são praticamente normais. A Figura 18.22A mostra gêmeos idênticos; um irmão desenvolveu gigantismo em decorrência de um tumor na hipófise. A hipersecreção de GH durante a idade adulta é chamada de acromegalia. Embora o GH não promova mais o crescimento dos ossos longos porque as lâminas epifisiais já estão fechadas, os ossos das mãos, pés, da face e mandíbula se espessam e outros tecidos crescem. Além disso, pálpebras, lábios, língua e nariz aumentam, a pele se espessa e desenvolve sulcos, especialmente na fronte e nas plantas dos pés. Figura 18.22 Vários distúrbios endócrinos. Os distúrbios do sistema endócrino muitas vezes envolvem hipossecreção ou hipersecreção de hormônios. Qual distúrbio endócrino é consequente a anticorpos que simulam a ação do TSH? Diabetes insípido A anormalidade mais comum associada à disfunção da neurohipófise é o diabetes insípido (DI). Este distúrbio é decorrente de defeitos nos receptores do hormônio antidiurético ou da incapacidade de secretar hormônio antidiurético. O diabetes insípido neurogênico resulta da hipossecreção de hormônio antidiurético, em geral causada por tumor encefálico, traumatismo cranioencefálico ou cirurgia craniana que danifica a neurohipófise ou o hipotálamo. No diabetes insípido nefrogênico, os rins não respondem ao hormônio antidiurético. O funcionamento dos receptores de hormônio antidiurético pode não estar apropriado ou os rins podem estar lesados. Uma manifestação comum das duas formas de DI é a excreção de grandes volumes de urina, com consequentes desidratação e sede. É comum a ocorrência de enurese nas crianças. Como se perde muita água na urina, a pessoa com DI pode morrer de desidratação se ficar privada de água por apenas 1 dia ou dois. O tratamento do diabetes insípido neurogênico envolve reposição hormonal, em geral para o resto da vida. A 895 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter06.html#ch6-5 injeção subcutânea ou spray nasal de análogos do hormônio antidiurético é efetiva. O tratamento do DI nefrogênico é mais complexo e depende da natureza da disfunção renal. A restrição de sal na dieta e, paradoxalmente, o uso de certos medicamentos diuréticos são úteis. Distúrbios da glândula tireoide Os distúrbios da glândula tireoide afetam todos os principais sistemas do corpo e estão entre os problemas endócrinos mais comuns. O hipotireoidismo congênito, que consiste na hipossecreção de hormônios da tireoide ao nascimento, causa consequências devastadoras se não for tratado prontamente. Antes chamada de cretinismo, essa condição ocasiona retardo mental grave e restrição do crescimento ósseo. Tipicamente o recémnascido é normal porque os hormônios da tireoide lipossolúveis da mãe cruzaram a placenta durante a gravidez e permitiram o desenvolvimento normal. Na maioria dos estados norteamericanos é obrigatória a realização do exame em todos os recémnascidos para assegurar que a função da tireoide esteja adequada. Se for detectado hipotireoidismo congênito, o tratamento com hormônio da tireoide oral precisa ser iniciado logo depois do nascimento e continuado para o resto da vida. O hipotireoidismo na idade adulta provoca mixedema, que acomete cerca de cinco vezes mais as mulheres do que os homens. Uma característica marcante desse distúrbio é o edema (acúmulo de líquido intersticial) que faz com que os tecidos faciais fiquem túrgidos. Uma pessoa com mixedema apresenta redução da frequência cardíaca, baixa temperatura corporal, aumento da sensibilidade ao frio, cabelo e pele ressecados, fraqueza muscular, letargia geral e tendência a ganhar peso com facilidade. Visto que o encéfalo já atingiu a maturidade, não ocorre retardo mental, entretanto a pessoa pode ficar menos alerta. A reposição oral de hormônios da tireoide reduz os sinais/sintomas. A forma mais comum de hipertireoidismo é a doença de Graves, que também acomete sete a dez vezes mais as mulheres do que os homens, em geral antes dos 40 anos. A doença de Graves é um distúrbio autoimune no qual a pessoa produz anticorpos que imitam a ação do hormônio tireoestimulante (TSH). Os anticorpos estimulam continuamente a glândula tireoide a crescer e produzir hormônios. Um sinal primário é o aumento da tireoide que pode ter duas ou três vezes seu tamanho. Os pacientes com doença de Graves muitas vezes apresentam edema peculiar retroorbitário, que promove a sua protrusão, chamada de exoftalmia (Figura 18.22D). O tratamento pode incluir remoção cirúrgica de parte ou de toda a glândula tireoide (tireoidectomia), uso de iodo radioativo para destruir de maneira seletiva o tecido da tireoide e administração de medicamentos antitireóideos para bloquear a síntese de hormônios da tireoide. O bócio consiste, simplesmente, no aumento das dimensões da glândula tireoide. O bócio pode ter relação com o hipertireoidismo, hipotireoidismo ou eutireoidismo (secreção normal de hormônios da tireoide). Em alguns lugares do mundo, o teor de iodo da dieta não é adequado; a resultante baixa concentração sanguínea de hormônios da tireoide estimula a secreção de TSH, promovendo o crescimento da glândula (Figura 18.22C). Distúrbios das glândulas paratireoides O hipoparatireoidismo leva à deficiência de Ca+2 sanguíneo, o que faz com que neurônios e fibras musculares despolarizem e produzam potenciaisde ação espontaneamente, ocasionando contrações, espasmos e tetania (contração mantida) do músculo esquelético. A principal causa de hipoparatireoidismo é o dano acidental das glândulas paratireoides ou o comprometimento da irrigação sanguínea da glândula durante a tireoidectomia. O hiperparatireoidismo, que consiste em níveis elevados de paratormônio, na maioria das vezes é decorrente de um tumor em uma das glândulas paratireoides. O nível elevado de PTH causa reabsorção excessiva de matriz óssea, aumentando os níveis sanguíneos de íons fosfato e cálcio e tornando os ossos porosos e suscetíveis a fraturas. O nível sanguíneo alto de cálcio promove a formação de cálculos renais. Fadiga, alterações de personalidade e letargia também ocorrem em pacientes com hiperparatireoidismo. Distúrbios das glândulas suprarrenais Síndrome de Cushing A hipersecreção de cortisol pelo córtex da glândula suprarrenal produz a síndrome de Cushing (Figura 18.22E). As causas podem ser um tumor suprarrenal que secreta cortisol ou um tumor em outro lugar que secreta hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) que, por sua vez, estimula a secreção excessiva de cortisol. A condição é caracterizada pela degradação de proteínas musculares e redistribuição de gordura corporal, resultando em pernas e braços finos acompanhados por “face de lua cheia”, “giba de búfalo” e “abdome em avental”. A pele do rosto é vermelha e a pele que recobre o abdome desenvolve estrias. A pessoa também desenvolve equimoses com facilidade e a cicatrização de feridas não é satisfatória. O nível elevado de cortisol ocasiona hiperglicemia, osteoporose, fraqueza, hipertensão arterial, aumento da suscetibilidade à infecção, diminuição da resistência ao estresse e oscilações de humor. As pessoas que precisam de terapia com glicocorticoide a longo prazo – por exemplo, para evitar a rejeição de um órgão transplantado – podem desenvolver aspecto cushingoide. Doença de Addison A hipossecreção de glicocorticoides e aldosterona causa a doença de Addison (insuficiência adrenocortical crônica). A maioria dos casos é de distúrbios autoimunes nos quais anticorpos promovem a destruição do córtex da glândula 896 suprarrenal ou bloqueiam a ligação do ACTH com seus receptores. Patógenos, como Mycobacterium tuberculosis, também podem desencadear a destruição do córtex da glândula suprarrenal. Os sinais/sintomas, os quais tipicamente não aparecem até que 90% do córtex estejam destruídos, são letargia mental, anorexia, náuseas e vômitos, perda de peso, hipoglicemia e fraqueza muscular. A perda da aldosterona ocasiona a elevação do nível sanguíneo de potássio e a diminuição do nível de sódio, baixa pressão arterial, desidratação, diminuição do débito cardíaco, arritmias e, até mesmo, parada cardíaca. A pele pode parecer “dourada”, muitas vezes confundida com bronzeado de sol. Foi o que aconteceu com o presidente John F. Kennedy, cujo diagnóstico de doença de Addison se tornou conhecido pouco antes de ele morrer. O tratamento consiste em reposição dos glicocorticoides e mineralocorticoides e aumento da quantidade de sódio na dieta. Feocromocitomas Em geral, tumores benignos das células cromafins da medula da glândula suprarrenal, chamados de feocromocitomas, causam hipersecreção de epinefrina e norepinefrina. O resultado é uma versão prolongada da resposta de luta ou fuga: frequência cardíaca elevada, pressão arterial alta, níveis sanguíneos e urinários de glicose aumentados, taxa metabólica basal elevada, rubor facial, nervosismo, sudorese e diminuição da motilidade gastrintestinal. O tratamento consiste na remoção cirúrgica do tumor. Distúrbios das ilhotas pancreáticas O distúrbio endócrino mais comum é o diabetes melito, causado pela incapacidade de produzir ou usar insulina. O diabetes melito é a quarta causa de morte por doença mais comum nos EUA, principalmente devido aos danos causados ao sistema circulatório. Uma vez que não há insulina para auxiliar o transporte da glicose para as células corporais, o nível de glicose sanguínea se torna elevado e a glicose “transborda” para a urina (glicosúria). O diabetes melito se caracteriza por três polis: poliúria, produção excessiva de urina devido à incapacidade dos rins de reabsorver água; polidipsia, sede excessiva e polifagia, ingestão excessiva de alimentos. Tanto fatores genéticos quanto ambientais contribuem para o surgimento dos dois tipos de diabetes melito – tipo 1 e tipo 2 – porém, os mecanismos exatos ainda são desconhecidos. O diabetes do melito tipo 1 (DM1), antes conhecido como diabetes melito insulinodependente (DMID), se desenvolve porque o sistema imune da pessoa destrói as células beta do pâncreas. Em consequência disso, o pâncreas produz pouca ou nenhuma insulina. Em geral, o DM1 ocorre em pessoas com menos de 20 anos de idade e persiste por toda a vida. Quando os sinais/sintomas do DM1 aparecem, 80 a 90% das células beta já foram destruídas. O DM1 é mais comum no norte da Europa, sobretudo na Finlândia, onde quase 1% da população desenvolve DM1 até os 15 anos de idade. Nos EUA, o DM1 é 1,5 a 2 vezes mais frequente em brancos do que em afroamericanos e asiáticos. O metabolismo celular de um diabético do tipo 1 não tratado é semelhante ao de uma pessoa em inanição. Como não existe insulina para ajudar a entrada de glicose nas células do corpo, a maioria das células usa ácidos graxos para produzir ATP. As reservas de triglicerídios no tecido adiposo são catabolizadas para produzir ácidos graxos e glicerol. Os subprodutos da degradação dos ácidos graxos – ácidos orgânicos chamados de cetonas ou corpos cetônicos – se acumulam. A formação de cetonas faz com que o pH do sangue caia, ocasionando uma condição chamada de cetoacidose. Se não for tratada rapidamente, a cetoacidose pode levar à morte. A degradação dos triglicerídios armazenados também promove a perda de peso. Conforme os lipídios são transportados pelo sangue dos locais de armazenamento para as células, partículas de lipídios se depositam nas paredes dos vasos sanguíneos, ocasionando aterosclerose e diversos problemas cardiovasculares, inclusive insuficiência vascular cerebral, doença cardíaca isquêmica, doença vascular periférica e gangrena. Uma importante complicação do diabetes melito é a perda da visão em decorrência de catarata (o excesso de glicose se liga às proteínas da lente, causando borramento visual) ou de dano aos vasos sanguíneos da retina. Problemas renais graves também podem resultar dos danos aos vasos sanguíneos renais. O diabetes melito do tipo 1 é tratado com automonitoramento do nível sanguíneo da glicose (até 7 vezes/dia), refeições regulares contendo 45 a 50% de carboidratos e menos de 30% de gorduras, exercícios e injeções periódicas de insulina (até 3 vezes/dia). Várias bombas implantáveis estão disponíveis para fornecer insulina sem a necessidade de repetir as injeções. Por não possuírem um sensor confiável de glicose, entretanto, é crucial o automonitoramento do nível sanguíneo de glicose para determinar as doses de insulina. O transplante de pâncreas também é possível, porém as pessoas precisam de medicamentos imunossupressores para o resto da vida. Outra abordagem promissora sob investigação é o transplante de ilhotas isoladas em tubos ocos semipermeáveis. Os tubos permitem a entrada e a saída de glicose e insulina, mas evitam a entrada de células do sistema imunológico que podem atacar as células das ilhotas. O diabetes melito do tipo 2 (DM2), anteriormente conhecido como diabetes melito não insulinodependente (DMNID), é muito mais comum que o tipo 1, representando mais de 90% de todos os casos.O DM2 na maioria das vezes se desenvolve em obesos com mais de 35 anos. Entretanto, o número de crianças e adolescentes obesos com DM2 está aumentando. Os sinais/sintomas clínicos são brandos, e, não raro, os elevados níveis sanguíneos de glicose podem ser controlados com dieta, exercícios físicos e perda de peso. Às vezes, medicamentos como gliburida e metformina são usados para estimular a secreção de insulina pelas células beta do pâncreas. Embora alguns diabéticos do tipo 2 precisem de insulina, muitos apresentam níveis sanguíneos suficientes ou até mesmo excessivos de insulina). Para essas pessoas, o diabetes se desenvolve não devido a insuficiência de insulina, mas porque as célulasalvo se tornam menos sensíveis a ela devido à infrarregulação dos receptores de insulina. 897 1. 18.1 1. 2. 18.2 1. 2. 18.3 1. 2. 3. 4. O hiperinsulinismo na maioria das vezes ocorre quando um diabético injeta muita insulina. A principal manifestação é a hipoglicemia, que consiste na diminuição do nível sanguíneo de glicose, que ocorre porque o excesso de insulina estimula demasiadamente a captação de glicose pelas células corporais. A hipoglicemia resultante promove a secreção de epinefrina, glucagon e hormônio do crescimento. Em consequência, ocorrem ansiedade, sudorese, tremores, aumento da frequência cardíaca, fome e fraqueza. Quando a glicose sanguínea cai, as células encefálicas são privadas do aporte constante de glicose do qual precisam para funcionar com efetividade. A hipoglicemia grave leva a desorientação mental, convulsões, inconsciência e choque. O choque decorrente da superdosagem de insulina é chamado de choque insulínico. A morte pode ocorrer rapidamente a não ser que a glicose sanguínea seja normalizada. Do ponto de vista clínico, o diabético que sofre uma crise de hiperglicemia ou hipoglicemia pode ter sinais/sintomas semelhantes – alterações mentais, coma, convulsões etc. É importante identificar rápida e corretamente a causa dos sinais/sintomas subjacentes e tratála de maneira apropriada. TERMINOLOGIA TÉCNICA Adenoma virilizante. Tumor das glândulas suprarrenais que libera androgênios em excesso, causando virilismo (masculinização) em mulheres. Por vezes, as células do tumor liberam estrogênios a ponto de um homem desenvolver ginecomastia. Tal tumor é chamado de adenoma feminilizante. Crise tireotóxica (tempestade tireóidea). Hipertireoidismo potencialmente fatal. Caracterizado por temperatura corporal elevada, frequência cardíaca acelerada, pressão arterial alta, manifestações gastrintestinais (dor abdominal, vômito, diarreia), agitação psicomotora, tremores, confusão mental, convulsões e, possivelmente, coma. Ginecomastia. Desenvolvimento excessivo das glândulas mamárias no homem. Às vezes, um tumor nas glândulas suprarrenais pode secretar estrogênio suficiente para causar a condição. Hirsutismo. Excesso de pelos faciais e corporais com padrão masculino, especialmente em mulheres; pode ser decorrente da produção excessiva de androgênios causada por tumor ou medicamentos. REVISÃO DO CAPÍTULO Conceitos essenciais Introdução Os hormônios regulam a atividade do músculo liso, do músculo cardíaco e de algumas glândulas; alteram o metabolismo; promovem o crescimento e o desenvolvimento; influenciam os processos reprodutivos e participam dos ritmos circadianos. Comparação do controle exercido pelos sistemas nervoso e endócrino O sistema nervoso controla a homeostasia por meio de impulsos nervosos e neurotransmissores que atuam no local e com rapidez. O sistema endócrino usa hormônios, que agem mais lentamente e em partes distantes do corpo. (Ver Tabela 18.1.) O sistema nervoso controla neurônios, células musculares e células glandulares; o sistema endócrino regula praticamente todas as células corporais. Glândulas endócrinas As glândulas exócrinas (sudoríferas, sebáceas, mucosas e digestivas) secretam seus produtos por ductos em cavidades corporais ou nas superfícies do corpo. As glândulas endócrinas secretam hormônios no líquido intersticial. Depois disso, os hormônios se difundem no sangue. O sistema endócrino consiste em glândulas endócrinas (hipófise, tireoide, paratireoides, suprarrenais e pineal) e outros tecidos secretores de hormônio (hipotálamo, timo, pâncreas, ovários, testículos, rins, estômago, fígado, intestino delgado, pele, coração, tecido adiposo e placenta). Atividade hormonal Os hormônios atuam apenas nas célulasalvo específicas que apresentam receptores que os reconhecem (ligação). O número de receptores hormonais pode diminuir (infrarregulação) ou aumentar (suprarregulação). Os hormônios circulantes entram na corrente sanguínea; os hormônios locais (parácrinos e autócrinos) atuam nas células circunjacentes. Do ponto de vista químico, os hormônios são lipossolúveis (esteroides, hormônios da tireoide e óxido nítrico) ou hidrossolúveis (aminas; peptídios, proteicos e glicoproteicos; e eicosanoides). (Ver Tabela 18.2.) As moléculas de hormônio hidrossolúvel circulam no plasma sanguíneo aquoso na forma “livre” (não ligada a proteínas plasmáticas); a maioria dos hormônios lipossolúveis está ligada a proteínas transportadoras sintetizadas pelo fígado. 898 18.4 1. 2. 3. 18.5 1. 2. 18.6 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 18.7 1. 2. 3. 4. 5. 6. 18.8 1. 2. Mecanismos de ação hormonal Os hormônios esteroides lipossolúveis e os hormônios da tireoide afetam a função celular por meio da alteração da expressão de gene. Os hormônios hidrossolúveis alteram a função celular pela ativação de receptores na membrana plasmática, que desencadeiam a produção de um segundo mensageiro que ativa várias enzimas dentro da célula. As interações hormonais podem exercer três tipos de efeitos: permissivo, sinérgico ou antagonista. Controle da secreção hormonal A secreção hormonal é controlada por sinais do sistema nervoso, alterações químicas no sangue e outros hormônios. Sistemas de feedback negativo regulam a secreção de muitos hormônios. Hipotálamo e hipófise O hipotálamo é a principal ligação entre o sistema nervoso e o sistema endócrino. O hipotálamo e a glândula hipófise regulam praticamente todos os aspectos do crescimento, desenvolvimento, metabolismo e homeostasia. A glândula hipófise está localizada na fossa hipofisial e é dividida em duas partes principais: adenohipófise e neurohipófise A secreção de hormônios da adenohipófise é estimulada por hormônios de liberação e suprimida por hormônios de inibição do hipotálamo. A adenohipófise é irrigada pelas artérias hipofisárias superiores. Os hormônios hipotalâmicos liberadores e inibidores entram no plexo primário e fluem para o plexo secundário na adenohipófise pelas veias portohipofisárias. A adenohipófise é composta por somatotrofos que produzem hormônio do crescimento (GH), lactotrofos que produzem prolactina (PRL), corticotrofos que secretam hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) e hormônio melanócitoestimulante (MSH), tireotrofos que secretam hormônio tireoestimulante (TSH) e gonadotrofos que sintetizam hormônio foliculoestimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH). (Ver Tabelas 18.3 e 18.4.) O hormônio do crescimento (GH) estimula o crescimento corporal por meio de fatores insulinosímiles (IGF). A secreção de GH é inibida pelo GHIH (hormônio inibidor do hormônio do crescimento ou somatostatina) e promovida pelo GHRH (hormônio liberador do hormônio de crescimento). O TSH regula as atividades da glândula tireoide. Sua secreção é estimulada pelo TRH (hormônio liberador de tireotrofina) e suprimida pelo GHIH. O FSH e o LH regulam as atividades das gônadas – ovários e testículos. Sua secreção é controladapelo GnRH (hormônio liberador de gonadotrofina). A prolactina (PRL) ajuda a iniciar a secreção de leite. O hormônio inibidor da prolactina (PIH) suprime a secreção de PRL; o hormônio liberador de prolactina (PRH) estimula a secreção de PRL. O ACTH regula as atividades do córtex da glândula suprarrenal e é controlado pelo CRH (hormônio liberador de corticotrofina). A dopamina inibe a secreção de MSH. A neurohipófise contém terminais axônicos de células neurossecretoras cujos corpos celulares se encontram no hipotálamo. A ocitocina (OT), que estimula a contração do útero e a ejeção de leite das mamas, e o hormônio antidiurético, que promove a reabsorção de água pelos rins e a constrição das arteríolas, são hormônios fabricados pelo hipotálamo e armazenados na neurohipófise. (Ver Tabela 18.5.) A secreção de ocitocina é estimulada pelo alongamento uterino e pela sucção feita pelo bebê durante a amamentação; a secreção de hormônio antidiurético é controlada pela pressão osmótica do sangue e pelo volume sanguíneo. Glândula tireoide A glândula tireoide está localizada inferiormente à laringe. A glândula tireoide consiste em folículos da tireoide, compostos por células foliculares, que secretam os hormônios tiroxina (T4) e triiodotironina (T3), e células parafoliculares, que secretam calcitonina (CT). Os hormônios da tireoide são sintetizados a partir do iodo e da tirosina dentro da tireoglobulina (TGB); são transportados no sangue ligados a proteínas plasmáticas, principalmente globulina transportadora de tiroxina (TBG). A secreção é controlada pelo TRH do hipotálamo e pelo hormônio tireoestimulante (TSH) da adenohipófise. Os hormônios da tireoide regulam o uso de oxigênio e a taxa metabólica, o metabolismo celular, o crescimento e o desenvolvimento. A calcitonina (CT) pode reduzir o nível sanguíneo de íons cálcio (Ca2+) e promover a deposição de Ca2+ na matriz óssea. A secreção de calcitonina é controlada pelo nível sanguíneo de Ca2+. (Ver Tabela 18.6.) Glândulas paratireoides As glândulas paratireoides estão incrustadas nas faces posteriores dos lobos direito e esquerdo da glândula tireoide. Consistem em células principais e células oxifílicas. O paratormônio (PTH) regula a homeostasia dos íons cálcio, magnésio e fosfato elevando os níveis sanguíneos de cálcio e magnésio e diminuindo os de fosfato. A secreção de PTH é controlada pelo nível sanguíneo de cálcio. (Ver Tabela 18.7.) 899 18.9 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 18.10 1. 2. 3. 4. 18.11 1. 2. 18.12 1. 2. 3. 4. 18.13 1. 2. 3. 18.14 1. 2. 3. 4. 5. Glândulas suprarrenais As glândulas suprarrenais estão localizadas superiormente aos rins. Consistem em um córtex externo e uma medula interna. O córtex da glândula suprarrenal é dividido em zona glomerulosa, zona fasciculada e zona reticular; a medula da glândula suprarrenal é composta por células cromafins e grandes vasos sanguíneos. As secreções corticais são mineralocorticoides, glicocorticoides e androgênios. Os mineralocorticoides (principalmente a aldosterona) acentuam a reabsorção de água e sódio e diminuem a reabsorção de potássio. A secreção é controlada pela via reninaangiotensinaaldosterona e pelo nível sanguíneo de K+. Os glicocorticoides (principalmente o cortisol) promovem a degradação de proteína, gliconeogênese e lipólise, auxiliam a resistência ao estresse e atuam como antiinflamatórios; sua secreção é controlada pelo ACTH. Os androgênios secretados pelo córtex da glândula suprarrenal estimulam o crescimento de pelos axilares e púbicos, ajudam no estirão de crescimento prépuberal e contribuem para a libido. A medula da glândula suprarrenal secreta epinefrina e norepinefrina (NE), que são liberadas durante o estresse e exercem efeitos semelhantes às respostas simpáticas. (ver Tabela 18.8.) Ilhotas pancreáticas O pâncreas repousa na curvatura do duodeno; tem funções tanto endócrinas quanto exócrinas. A parte endócrina é composta pelas ilhotas pancreáticas (ilhotas de Langerhans), constituídas por quatro tipos de células: alfa, beta, delta e F. As células alfa secretam glucagon, as células beta secretam insulina, as células delta secretam somatostatina e as células F secretam polipeptídio pancreático. O glucagon eleva o nível de glicose do sangue; a insulina diminui o nível de glicose sanguínea. A secreção dos dois hormônios é controlada pelo nível sanguíneo de glicose (Ver Tabela 18.9.) Ovários e testículos Os ovários estão localizados na cavidade pélvica e produzem estrogênios, progesterona e inibina. Esses hormônios sexuais governam o desenvolvimento e a manutenção das características sexuais femininas secundárias, ciclos reprodutivos, gravidez, lactação e funções reprodutoras femininas normais. (Ver Tabela 18.10.) Os testículos estão localizados no escroto e produzem testosterona e inibina. Esses hormônios sexuais governam o desenvolvimento e a manutenção das características sexuais secundárias masculinas e as funções normais da reprodução masculina. (Ver Tabela 18.10.) Glândula pineal e timo A glândula pineal está fixada ao teto do terceiro ventrículo do encéfalo. É composta por células secretoras chamadas pinealócitos, neuróglia e terminações de axônios pósganglionares simpáticos. A glândula pineal secreta melatonina, que contribui para o ajuste do relógio biológico do corpo (controlado no núcleo supraquiasmático). Durante o sono, os níveis plasmáticos de melatonina aumentam. O timo secreta vários hormônios relacionados com a imunidade. A timosina, o fator humoral tímico (THF), o fator tímico (FT) e a timopoetina promovem a maturação das células T. Outros órgãos e tecidos endócrinos, eicosanoides e fatores de crescimento Existem outros tecidos corporais, além dos normalmente classificados como glândulas endócrinas, contêm tecido endócrino e secretam hormônios; são eles o sistema digestório, a placenta, os rins, a pele e o coração. (Ver Tabela 18.11.) As prostaglandinas e os leucotrienos são eicosanoides que atuam como hormônios locais na maioria dos tecidos corporais. Fatores de crescimento são hormônios locais que estimulam o crescimento e a divisão celular. (Ver Tabela 18.12.) A resposta ao estresse O estresse produtivo é chamado de eustresse e o prejudicial é chamado de distresse. Se o estresse for extremo, ele desencadeia a resposta ao estresse (síndrome de adaptação geral), que ocorre em três estágios: resposta de luta ou fuga, reação de resistência e exaustão. Os estímulos que produzem as respostas ao estresse são chamados de estressores. Os estressores podem ser uma cirurgia, venenos, infecções, febre e fortes respostas emocionais. A resposta de luta ou fuga é iniciada por impulsos nervosos provenientes do hipotálamo para a parte simpática da divisão autônoma do sistema nervoso e para a medula da glândula suprarrenal. Essa resposta rapidamente intensifica a circulação, promove a produção de ATP e reduz atividades não essenciais. A reação de resistência é iniciada por hormônios liberadores secretados pelo hipotálamo, sobretudo CRH, TRH e GHRH. As reações de resistência são mais duradouras e aceleram as reações de degradação para fornecer ATP para neutralizar o estresse. 900 6. 7. 18.15 1. 2. 18.16 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 18.7 18.8 A exaustão resulta da depleção das fontes corporais durante o estágio de resistência. O estresse pode desencadear certas doenças pela inibição do sistema imunológico. A interleucina1 (IL1), produzida pelos macrófagos, é uma importante ligação entre estresse e imunidade; IL1 estimula a secreção de ACTH. Desenvolvimento do sistema endócrino O desenvolvimento do sistema endócrino não é tão localizado quanto os outros sistemas porque os órgãos endócrinos se desenvolvem em partes separadas do embrião. A glândula hipófise, a medula da glândula suprarrenal e a glândula pineal se desenvolvema partir do ectoderma; o córtex da glândula suprarrenal se desenvolve a partir do mesoderma e a glândula tireoide, as glândulas paratireoides, o pâncreas e o timo se desenvolvem a partir do endoderma. Envelhecimento e sistema endócrino Embora algumas glândulas endócrinas se atrofiem com o envelhecimento, seu desempenho pode ou não ser comprometido. A produção de hormônio do crescimento, hormônios da tireoide, cortisol, aldosterona e estrogênios diminui com o avanço da idade. Com o envelhecimento, os níveis sanguíneos de TSH, LH, FSH e PTH sobem. O pâncreas libera insulina mais lentamente com o avanço da idade e a sensibilidade à glicose dos receptores diminui. Depois da puberdade, o tamanho do timo começa a diminuir e o tecido tímico é substituído por tecido conjuntivo areolar e adiposo. QUESTÕES PARA AVALIAÇÃO CRÍTICA Amanda odeia a foto da sua nova identidade estudantil. Seu cabelo parece seco, o peso extra que ganhou está aparente e seu pescoço parece gordo. De fato, existe uma tumefação estranha em forma de borboleta na região anterior do pescoço, debaixo do mento. Amanda também tem se sentido muito cansada e mentalmente “lerda” nos últimos tempos, mas ela acredita que todo estudante de anatomia e fisiologia se sinta assim. O que Amanda deveria fazer: uma consulta médica ou usar gola rolê? Amanda (da questão anterior) foi ao médico e coletou sangue. Os resultados mostraram que os níveis de T4 e TSH estão baixos. Depois, ela fez um exame de estimulação com TSH no qual TSH é injetado e os níveis de T4 monitorados. Depois da injeção de TSH, o nível de T4 subiu. Amanda tem problemas na glândula hipófise ou tireoide? Como chegou a sua conclusão? O Sr. Hernandez foi ao médico com queixas de sede constante e de “idas dia e noite ao banheiro” para urinar. O médico solicitou exames de sangue e urina para pesquisa de glicose e cetonas, cujos resultados foram negativos. Qual é o diagnóstico do Sr. Hernandez e que glândula(s) ou órgão(s) está(ão) envolvido(s)? RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS FIGURAS As secreções das glândulas endócrinas se difundem para o líquido intersticial e, em seguida, para o sangue; as secreções exócrinas fluem para ductos que levam às cavidades corporais ou à superfície corporal. No estômago, a histamina é parácrina porque atua nas células parietais circunjacentes sem entrar no sangue. O complexo receptorhormônio modifica a expressão genética ativando e desativando genes específicos do DNA nuclear. O AMP cíclico é chamado de segundo mensageiro porque traduz a existência do primeiro mensageiro, o hormônio hidrossolúvel, em uma resposta intracelular. As veias portohipofisárias transportam sangue da eminência mediana do hipotálamo, onde hormônios hipotalâmicos de liberação e inibição são secretados, para a adenohipófise, onde esses hormônios atuam. Os hormônios da tireoide suprimem a secreção de TSH pelos tireotrofos e de TRH pelas células neurossecretoras do hipotálamo; os hormônios das gônadas suprimem a secreção de FSH e LH pelos gonadotrofos e GnRH pelas células neurossecretoras do hipotálamo. Níveis excessivos de GH causam hiperglicemia. Funcionalmente, tanto o trato hipotálamohipofisial quanto as veias portohipofisárias transportam hormônios 901 18.9 18.10 18.11 18.12 18.13 18.14 18.15 18.16 18.17 18.18 18.19 18.20 18.21 18.22 hipotalâmicos para a glândula hipófise. Do ponto de vista estrutural, o trato é composto por axônios de neurônios que se estendem do hipotálamo à neurohipófise; as veias portohipofisárias são vasos sanguíneos que vão do hipotálamo à adenohipófise. A absorção de 1.000 mℓ de água nos intestinos diminuiria a pressão osmótica do plasma sanguíneo, desativando a secreção de hormônio antidiurético e diminuindo seus níveis sanguíneos. As células foliculares secretam T3 e T4, também conhecidos como hormônios da tireoide. As células parafoliculares secretam calcitonina. A tireoglobulina é a forma de armazenamento dos hormônios da tireoide. Falta de iodo na dieta → diminuição da produção de T3 e T4 → maior liberação de TSH → aumento da glândula tireoide → bócio. As células parafoliculares da glândula tireoide secretam calcitonina; as células principais das glândulas paratireoides secretam PTH. Os tecidosalvo do PTH são os ossos e os rins; o tecidoalvo da calcitonina é o osso; o tecidoalvo do calcitriol é o sistema digestório. As glândulas suprarrenais se encontram superiormente aos rins no espaço retroperitoneal. A angiotensina II promove vasoconstrição por meio da promoção da contração da musculatura lisa vascular, além de estimular a secreção de aldosterona (pela zona glomerulosa do córtex da glândula suprarrenal), que, por sua vez, faz com que os rins conservem água e, por isso, o volume de sangue aumenta. O receptor de transplante que usa prednisona terá níveis sanguíneos baixos de ACTH e CRH, pois esse medicamento suprime por feedback negativo a adenohipófise e o hipotálamo. O pâncreas é uma glândula tanto endócrina quanto exócrina. Glicogenólise é a conversão de glicogênio em glicose e, portanto, eleva o nível sanguíneo de glicose. A homeostasia mantém condições controladas típicas do meio interno normal; a resposta ao estresse reestabelece as condições controladas em um nível diferente para conter vários estressores. O córtex das glândulas suprarrenais é derivado do mesoderma, enquanto a medula se origina do ectoderma. Na doença de Graves, ocorre a produção de anticorpos que imitam a ação do TSH. 902 ____________ * GIP – antes chamado de peptídio inibidor gástrico – foi renomeado porque, em concentrações fisiológicas, seu efeito inibitório sobre a função do estômago é insignificante. 903 19.1 • • Sangue e homeostasia O sangue contribui para a homeostasia transportando oxigênio, dióxido de carbono, nutrientes e hormônios para dentro e para fora das células do corpo. Ele ajuda a regular o pH e a temperatura corporais e fornece proteção contra doenças por meio de fagocitose e produção de anticorpos. O sistema circulatório consiste em três componentes interrelacionados: sangue, coração e vasos sanguíneos. O foco deste capítulo é o sangue; os dois capítulos seguintes abordam o coração e os vasos sanguíneos, respectivamente. O sangue transporta várias substâncias, ajuda a regular diversos processos vitais e fornece proteção contra doença. Apesar das semelhanças de origem, composição e funções, o sangue é único de pessoa para pessoa, assim como a pele, os ossos e o cabelo. Os profissionais de saúde rotineiramente examinam e analisam essas diferenças por meio de vários exames de sangue enquanto tentam determinar a causa de inúmeras doenças. O ramo da ciência que estuda o sangue, os tecidos formadores de sangue e os distúrbios associados é chamado de hematologia. Funções e propriedades do sangue OBJETIVOS Descrever as funções do sangue Descrever as características físicas e os principais componentes do sangue. 904 1. 2. 3. A maioria das células de um organismo multicelular não consegue se mover para obter oxigênio e nutrientes ou eliminar dióxido de carbono e outras escórias metabólicas. Essas necessidades são atendidas por dois líquidos: o sangue e o líquido intersticial. O sangue é um tecido conjuntivo líquido que consiste em células circundadas por matriz extracelular líquida. A matriz extracelular é chamada de plasma sanguíneo e suspende várias células e fragmentos celulares. Líquido intersticial é o líquido que banha as células do corpo (ver Figura 27.1), sendo constantemente renovado pelo sangue. O sangue transporta o oxigênio vindo dos pulmões e os nutrientes do sistema digestório, que se difundem do sangue para o líquido intersticial e, daí, para as células corporais. Dióxido de carbono e outras escórias metabólicassão levados no sentido inverso, das células do corpo para o líquido intersticial e daí para o sangue. Em seguida, o sangue transporta as escórias metabólicas para vários órgãos – pulmões, rins e pele – para que sejam eliminados do corpo. Funções do sangue O sangue apresenta três funções gerais: Transporte. Conforme já dito anteriormente, o sangue transporta oxigênio dos pulmões para as células do corpo e dióxido de carbono das células corporais para os pulmões para que seja exalado. Além disso, leva os nutrientes do sistema digestório para as células corporais e hormônios das glândulas endócrinas para outras células do corpo. O sangue também transporta calor e produtos residuais para diversos órgãos para que sejam eliminados do corpo. Regulação. O sangue circulante ajuda a manter a homeostasia de todos os líquidos corporais. O sangue ajuda a regular o pH usando tampões. Além disso, auxilia no ajuste da temperatura corporal por meio da absorção de calor e propriedades refrigerantes da água (ver Seção 2.4) no plasma sanguíneo e sua taxa variável de fluxo pela pele, onde o excesso de calor pode ser perdido do sangue para o ambiente. Ademais, a pressão osmótica do sangue influencia o conteúdo de água das células, principalmente por meio de interações de proteínas e íons dissolvidos. Proteção. O sangue é capaz de coagular (se tornar parecido com um gel), propriedade que o protege contra perdas excessivas do sistema circulatório depois de uma lesão. Além disso, seus leucócitos protegem contra doença, realizando fagocitose. Diversos tipos de proteínas sanguíneas, inclusive anticorpos, interferonas e complemento auxiliam na proteção contra doença de várias formas. Características físicas do sangue O sangue é mais denso e mais viscoso que a água, além de ligeiramente pegajoso. A temperatura do sangue é de 38°C, cerca de 1°C mais elevada que a temperatura corporal oral ou retal, e apresenta pH levemente alcalino, variando de 7,35 a 7,45. A cor do sangue varia com o conteúdo de oxigênio. Quando saturado com oxigênio, o sangue é vermelhovivo. Quando insaturado de oxigênio é vermelhoescuro. O sangue constitui cerca de 20% do líquido extracelular, contabilizando 8% da massa corporal total. O volume de sangue varia de 5 a 6 ℓ em um homem adulto de porte mediano e de 4 a 5 ℓ na mulher adulta de porte mediano. A diferença de volume entre homens e mulheres é decorrente das diferenças de tamanho corporal. Vários hormônios regulados por feedback negativo garantem que o volume de sangue e a pressão osmótica permaneçam relativamente constantes. Os hormônios aldosterona, hormônio antidiurético e peptídio natriurético atrial (PNA) são especialmente importantes, pois regulam o volume de água excretada na urina (ver Seção 27.1). CORRELAÇÃO CLÍNICA | Coleta de sangue As amostras de sangue para exames laboratoriais podem ser obtidas de várias maneiras. O procedimento mais comum é o de punção venosa (venipuntura), que consiste na retirada de sangue de uma veia através de uma agulha e um tubo coletor contendo vários aditivos. Um torniquete é enrolado no braço acima do local da punção, o que faz com que sangue se acumule na veia. Esse volume de sangue mais elevado faz com que veia se dilate. A abertura e o fechamento do punho fazem com que a veia que ainda mais proeminente, tornando a punção mais bem-sucedida. A veia intermédia do cotovelo é um local comum de punção venosa (ver Figura 21.25A). Outro método de coleta de sangue é por meio de punção digital ou plantar. Tipicamente, os diabéticos que monitoram o nível de glicose sanguínea todos os dias o fazem por meio de punção digital, sendo, muitas vezes realizada também para coletar sangue de lactentes e crianças. Na punção arterial, o sangue é coletado de uma artéria; este procedimento é usado para determinar o nível de oxigênio no sangue. 905 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter27.html#ch27fig1 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter02.html#ch2-4 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter27.html#ch27-1 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter21.html#ch21fig25 1. 2. 3. Componentes do sangue O sangue total possui dois componentes: (1) plasma sanguíneo, matriz extracelular aquosa que contém substâncias dissolvidas e (2) elementos figurados, que consistem nas células e nos fragmentos celulares. Se uma amostra de sangue for centrifugada em um pequeno tubo de vidro, as células (que são mais densas) se depositam no fundo do tubo enquanto o plasma (que é menos denso) forma uma camada na parte superior (Figura 19.1A). Cerca de 45% do sangue é constituído pelos elementos figurados e 55% por plasma sanguíneo. Normalmente, mais de 99% dos elementos figurados são eritrócitos (hemácias). Os leucócitos e as plaquetas correspondem a menos de 1% dos elementos figurados. Por serem menos densos que as hemácias, porém mais densos que o plasma sanguíneo, eles formam uma fina camada de creme leucocitário entre as hemácias e o plasma no sangue centrifugado. A Figura 19.1B mostra a composição do plasma sanguíneo e os números dos vários tipos de elementos figurados do sangue. FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Transportar oxigênio, dióxido de carbono, nutrientes, hormônios, calor e escórias metabólicas. Regular o pH, a temperatura corporal e o conteúdo de água das células. Proteger contra perda sanguínea por meio da coagulação e contra doença por meio de leucócitos fagocíticos e proteínas como anticorpos, interferonas e complemento. Figura 19.1 Componentes do sangue em um adulto normal. O sangue é um tecido conjuntivo composto por plasma sanguíneo (líquido) e elementos figurados (hemácias, leucócitos e plaquetas). 906 Qual é o volume aproximado de sangue no seu corpo? Plasma sanguíneo Quando os elementos figurados são removidos do sangue, é observado um líquido cor de palha chamado de plasma sanguíneo (ou simplesmente plasma). O plasma sanguíneo é composto 91,5% de água e 8,5% de solutos, cuja maioria é (7% por peso) de proteínas. Algumas das proteínas no plasma sanguíneo também são encontradas em outros lugares do corpo, porém aquelas confinadas ao sangue são chamadas de proteínas plasmáticas. Os hepatócitos sintetizam a maioria das proteínas plasmáticas, que incluem as albuminas (54% das proteínas plasmáticas), globulinas (38%) e fibrinogênio (7%). Determinadas células sanguíneas amadurecem e se tornam produtoras de gamaglobulinas, um importante tipo de globulina. Essas proteínas plasmáticas também são chamadas de anticorpos ou imunoglobulinas porque são produzidas durante certas respostas imunológicas. Substâncias estranhas (antígenos), como bactérias e vírus, estimulam a produção de milhões de anticorpos diferentes. Um anticorpo se liga especificamente ao antígeno que estimulou sua produção e, dessa forma, neutraliza o antígeno invasor. 907 Além de proteínas, os outros solutos no plasma são eletrólitos, nutrientes, substâncias reguladoras como enzimas e hormônios, gases e escórias metabólicas como ureia, ácido úrico, creatinina, amônia e bilirrubina. A Tabela 19.1 descreve a composição química do plasma sanguíneo. Elementos figurados Os elementos figurados do sangue incluem três componentes principais: hemácias, leucócitos e plaquetas (Figura 19.2). As hemácias ou eritrócitos transportam oxigênio dos pulmões para as células corporais e dióxido de carbono das células do corpo para os pulmões. Os leucócitos protegem o corpo de patógenos invasores e outras substâncias estranhas. Existem diversos tipos de leucócitos: neutrófilos, basófilos, eosinófilos, monócitos e linfócitos. Os linfócitos são ainda subdivididos em linfócitos B(células B), linfócitos T (células T) e células exterminadoras naturais (natural killers, NK). Cada tipo de leucócito contribui da sua maneira para os mecanismos de defesa do corpo. As plaquetas, o último tipo de elemento figurado, são fragmentos celulares sem núcleo. Entre outras ações, elas liberam substâncias químicas que promovem a coagulação do sangue nos casos de dano dos vasos sanguíneos. As plaquetas são o equivalente funcional dos trombócitos, células nucleadas encontradas nos vertebrados inferiores que evitam a perda de sangue pela coagulação do sangue. O percentual do volume de sangue total ocupado pelas hemácias é chamado de hematócrito; o hematócrito de 40 indica que 40% do volume de sangue são compostos por hemácias. O hematócrito normal de mulheres adultas varia de 38 a 46% (média = 42), enquanto o de homens adultos varia entre 40 e 54% (média = 47). O hormônio testosterona, encontrado em concentração muito mais elevada nos homens do que nas mulheres, estimula a síntese de eritropoetina (EPO), um hormônio que, por sua vez, estimula a produção de hemácias. Dessa forma, a testosterona contribui para os hematócritos mais altos nos homens. Valores mais baixos nas mulheres durante os anos férteis também podem ser decorrentes da perda excessiva de sangue durante a menstruação. Uma queda significativa no hematócrito indica anemia, que consiste em contagem de hemácias abaixo da normal. Na policitemia, o percentual de hemácias está anormalmente elevado e o hematócrito pode ser de 65% ou mais, o que aumenta a viscosidade do sangue, acentua a resistência ao fluxo e dificulta o bombeamento do sangue pelo coração. A viscosidade mais acentuada também contribui para elevação da pressão arterial e do risco de AVE. As causas de policitemia são intensificação anormal da produção de hemácias, hipoxia tecidual, desidratação, dopagem sanguínea e uso de EPO por atletas. TABELA 19.1 Substâncias no plasma sanguíneo. CONSTITUINTE DESCRIÇÃO FUNÇÃO Água (91,5%) Proteínas plasmáticas (7%) Porção líquida do sangue A maioria é produzida pelo fígado Solvente e meio de suspensão. Absorve, transporta e libera calor Responsável pela pressão coloidosmótica. Principais contribuintes para a viscosidade do sangue. Transportam hormônios (esteroides), ácidos graxos e cálcio. Ajudam a regular o pH do sangue Albumina Menor e mais numerosa proteína plasmática Auxilia a manter a pressão osmótica, um importante fator na troca de líquido pelas paredes dos capilares sanguíneos Globulinas Proteínas grandes (os plasmócitos produzem imunoglobulinas) As imunoglobulinas ajudam a atacar vírus e bactérias. Alfaglobulinas e betaglobulinas transportam ferro, lipídios e vitaminas lipossolúveis Fibrinogênio Proteína grande Tem participação essencial na coagulação sanguínea Outros solutos (1,5%) Eletrólitos Sais inorgânicos; Na+, K+, Ca2+, Mg2+ com carga elétrica positiva (cátions); Cl–, HPO42–, SO42–, HCO3– com carga negativa (ânions) Ajudam a manter a pressão osmótica e são essenciais nas funções celulares Nutrientes Produtos da digestão como aminoácidos, glicose, ácidos graxos, glicerol, vitaminas e minerais Essenciais nas funções celulares, no crescimento e desenvolvimento 908 1. 2. 3. 4. 5. 6. 19.2 • Gases Oxigênio (O2) Dióxido de carbono (CO2) Nitrogênio (N2) Importante em muitas funções celulares Envolvido na regulação do pH do sangue Função não conhecida Substâncias reguladoras Enzimas Hormônios Vitaminas Catalisam reações químicas Regulam o metabolismo, o crescimento e o desenvolvimento Cofatores para reações enzimáticas Produtos residuais Ureia, ácido úrico, creatina, creatinina, bilirrubina, amônia A maioria é subproduto do metabolismo proteico transportado pelo sangue para os órgãos de excreção Figura 19.2 Elementos figurados do sangue. Os elementos figurados do sangue são as hemácias, os leucócitos e as plaquetas. Que elementos figurados do sangue são fragmentos celulares? TESTE RÁPIDO De que maneira o plasma sanguíneo é semelhante ao líquido intersticial? Como se difere? Que substâncias o sangue transporta? Quantos quilogramas de sangue existem no seu corpo? Como o volume de plasma sanguíneo no seu corpo se compara ao volume de líquido em uma garrafa de 2 ℓ de CocaCola? Enumere os elementos figurados existentes no plasma sanguíneo e descreva suas funções. O que significa hematócrito mais alto e mais baixo que o normal? Formação das células sanguíneas OBJETIVO Explicar a origem das células sanguíneas. Embora alguns linfócitos vivam anos, a maioria dos elementos figurados do sangue dura apenas horas, dias ou semanas, e a maioria precisa ser reposta continuamente. Sistemas de feedback negativo regulam a contagem total de hemácias e plaquetas na circulação e, em geral, a contagem desses elementos permanece constante. A abundância de diferentes tipos de leucócitos, no entanto, varia em resposta aos desafios impostos pelos patógenos invasores e por outros antígenos estranhos. O processo pelo qual os elementos figurados do sangue se desenvolvem é chamado de hemopoese, eritropoese ou hematopoese. Antes do nascimento, a hemopoese ocorre primeiramente no saco vitelino do embrião e, depois, no fígado, 909 no baço, no timo e nos linfonodos do feto. A medula óssea vermelha se torna o principal local de hemopoese nos últimos 3 meses da gravidez e continua sendo a fonte de células sanguíneas depois do nascimento e ao longo da vida. A medula óssea vermelha é um tecido conjuntivo extremamente vascularizado localizado nos espaços microscópicos entre as trabéculas do tecido ósseo esponjoso. É encontrada principalmente nos ossos do esqueleto axial, nos cíngulos dos membros superiores e inferiores e nas epífises proximais do úmero e fêmur. De 0,05 a 0,1% das células da medula óssea vermelha são chamadas de célulastronco pluripotentes ou hemocitoblastos, que são derivadas do mesênquima (tecido a partir do qual a maioria dos tecidos conjuntivos evolui). Essas células são capazes de se desenvolver em muitos tipos de células diferentes (Figura 19.3). Nos recémnascidos, toda a medula óssea é vermelha e, portanto, ativa na produção de células sanguíneas. Com o envelhecimento do indivíduo, a velocidade de formação de células sanguíneas diminui; a medula óssea vermelha na cavidade medular dos ossos longos se torna inativa e é substituída por medula óssea amarela, formada principalmente por células gordurosas. Em determinadas condições, como sangramentos graves, a medula óssea amarela pode voltar a ser medula óssea vermelha; isso ocorre porque célulastronco formadoras de sangue da medula óssea vermelha vão para medula óssea amarela, que é repovoada por célulastronco pluripotentes. Figura 19.3 Origem, desenvolvimento e estrutura das células sanguíneas. Algumas gerações de algumas linhagens celulares foram omitidas. A produção de células sanguíneas, chamada de hemopoese, ocorre principalmente na medula óssea vermelha depois do nascimento. A partir de que células do tecido conjuntivo evoluem as célulastronco pluripotentes? As célulastronco na medula óssea vermelha se reproduzem, proliferam e se diferenciam em células que dão origem a células sanguíneas, macrófagos, células reticulares, mastócitos e adipócitos. Algumas célulastronco podem também formar osteoblastos, condroblastos e células musculares, que podem ser usadas como fonte de tecido ósseo, cartilaginoso e muscular com finalidade de reposição orgânica e tecidual. As células reticulares produzem fibras reticulares, que formam o 910 estroma que dá suporte às células da medula óssea vermelha. Sangue das artérias nutrícias e metafisárias (ver Figura 6.4) penetra no osso e passa para capilares dilatados e permeáveis, chamados seios, que circundam as fibras e as células da medula óssea vermelha. Depois da formaçãodas células sanguíneas, elas entram nos seios e em outros vasos sanguíneos e deixam o osso pelas veias nutrícias e periosteais (ver Figura 6.4). Com exceção dos linfócitos, os elementos figurados não se dividem depois que deixam a medula óssea vermelha. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Exame da medula óssea Às vezes, uma amostra de medula óssea vermelha precisa ser obtida para diagnosticar certos problemas sanguíneos, como leucemia e anemias graves. O exame da medula óssea pode envolver aspiração da medula óssea (retirada de uma pequena amostra de medula óssea vermelha com uma seringa ou agulha na) ou biopsia de medula óssea (remoção de uma amostra de medula óssea vermelha com uma agulha mais calibrosa). Em geral, os dois tipos de amostras são retirados da crista ilíaca do osso do quadril, embora, muitas vezes, sejam aspiradas do esterno. Em crianças pequenas, as amostras de medula óssea são coletadas de uma vértebra ou da tíbia. Depois disso, a amostra celular ou tecidual é enviada para análise laboratorial. Especi camente, os técnicos laboratoriais buscam sinais de células neoplásicas (câncer) ou outras alterações celulares a m de ajudar o diagnóstico. A fim de formar células sanguíneas, as célulastronco pluripotentes na medula óssea vermelha produzem mais dois tipos de célulastronco, que possuem a capacidade de se desenvolver em vários tipos celulares. Essas célulastronco são chamadas de célulastronco mieloides e célulastronco linfoides. As célulastronco mieloides começam o seu desenvolvimento na medula óssea vermelha e dão origem a hemácias, plaquetas, monócitos, neutrófilos, eosinófilos, basófilos e mastócitos. As célulastronco linfoides, que dão origem aos linfócitos, começam o seu desenvolvimento na medula óssea vermelha, porém o completam nos tecidos linfáticos. As célulastronco linfoides também originam as células natural killer (NK). Embora as diversas célulastronco apresentem diferentes marcadores de identidade celular nas suas membranas plasmáticas, elas não podem ser distinguidas histologicamente e se assemelham aos linfócitos. Durante a hemopoese, algumas das célulastronco mieloides se diferenciam em células progenitoras. Outras células tronco mieloides e as célulastronco linfoides se desenvolvem diretamente nas células precursoras (descritas a seguir). As células progenitoras não são mais capazes de se reproduzir e estão comprometidas a dar origem a elementos mais específicos do sangue. Algumas células progenitoras são conhecidas como unidades formadoras de colônia (UFC). Depois da designação UFC vem a abreviação que indica os elementos maduros no sangue que vão produzir: UFCE produz eritrócitos (hemácias); UFCMeg produz megacariócitos, a fonte das plaquetas; e UFCGM produz granulócitos (sobretudo neutrófilos) e monócitos (ver Figura 19.3). Células progenitoras, como as célulastronco, lembram linfócitos e não podem ser diferenciadas apenas por sua aparência microscópica. Na geração seguinte, as células são chamadas de células precursoras, também conhecidas como blastos. Depois de várias divisões, elas se desenvolvem nos elementos figurados do sangue propriamente ditos. Por exemplo, os monoblastos se tornam monócitos, os mieloblastos eosinofílicos se tornam eosinófilos e assim por diante. As células precursoras apresentam aparências microscópicas reconhecíveis. Vários hormônios chamados de fatores de crescimento hematopoéticos regulam a diferenciação e a proliferação de células progenitoras específicas. A eritropoetina (EPO) aumenta o número de células precursoras de hemácias. A EPO é produzida principalmente por células que se encontram entre os túbulos renais (células intersticiais peritubulares). Em caso de insuficiência renal, a liberação de EPO fica mais lenta e a produção de hemácias inadequada, o que leva à diminuição do hematócrito e da capacidade de levar oxigênio aos tecidos corporais. A trombopoetina (TPO) é um hormônio produzido pelo fígado que estimula a formação de plaquetas a partir dos megacariócitos. Várias citocinas diferentes regulam o desenvolvimento de tipos distintos de células sanguíneas. Citocinas são pequenas glicoproteínas tipicamente produzidas por células como as da medula óssea vermelha, leucócitos, macrófagos, fibroblastos e células endoteliais. Em geral, atuam como hormônios locais (autócrinos ou parácrinos; ver Capítulo 18). As citocinas estimulam a proliferação de células progenitoras na medula óssea vermelha e regulam as atividades de células envolvidas nas defesas inespecíficas (como fagócitos) e respostas imunes (como células B e T). Os fatores estimuladores de colônia (FEC) e as interleucinas (IL) são duas importantes famílias de citocinas que estimulam a formação de leucócitos. 911 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter06.html#ch6fig4 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter06.html#ch6fig4 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter18.html 7. 8. 19.3 • CORRELAÇÃO CLÍNICA | Usos médicos dos fatores de crescimento hematopoéticos Os fatores de crescimento hematopoéticos disponibilizados pela tecnologia de DNA recombinante têm enorme potencial para usos médicos quando a capacidade natural da pessoa de formar novas células sanguíneas está diminuída ou defeituosa. A forma arti cial da eritropoetina (epoetina alfa) é muito efetiva no tratamento do comprometimento da produção de hemácias que acompanha a doença renal em estágio terminal. Fator estimulador de colônias de granulócitos e macrófagos e FEC de macrófagos são fornecidos para estimular a formação de leucócitos nos pacientes com câncer submetidos à quimioterapia, que mata as células da medula óssea vermelha bem como as células cancerígenas, pois as duas células se encontram em mitose. (Lembre-se de que os leucócitos ajudam a proteger contra doenças.) A trombopoetina parece ser uma grande promessa na prevenção da depleção das plaquetas, que são necessárias para a coagulação sanguínea, durante a quimioterapia. Os FEC e a trombopoetina também melhoram o desfecho dos pacientes que recebem transplantes de medula óssea. Os fatores de crescimento hematopoéticos também são usados para tratar trombocitopenia em neonatos, outros distúrbios da coagulação e vários tipos de anemia. TESTE RÁPIDO Quais fatores de crescimento hematopoéticos regulam a diferenciação e a proliferação de UFCE e a formação de plaquetas a partir de megacariócitos? Descreva a formação das plaquetas a partir das célulastronco pluripotentes, incluindo a influência dos hormônios. Hemácias (eritrócitos) OBJETIVO Descrever a estrutura, as funções, o ciclo de vida e a produção das hemácias. As hemácias ou eritrócitos contêm a proteína carreadora de oxigênio hemoglobina, que consiste em um pigmento que confere ao sangue sua cor vermelha. Um adulto saudável do sexo masculino possui cerca de 5,4 milhões de hemácias por microlitro (μℓ) de sangue* e uma mulher adulta saudável possui cerca de 4,8 milhões. (Uma gota de sangue contém cerca de 50 μ ℓ .) Para manter a contagem normal de hemácias, novas células maduras precisam entrar na circulação na impressionante velocidade de, pelo menos, 2 milhões por segundo, um ritmo que contrabalanceia a taxa igualmente alta de destruição das hemácias. Anatomia das hemácias As hemácias são discos bicôncavos, com 7 a 8 μm de diâmetro (Figura 19.4A). (Lembrese de que 1 μm = 1/10.000 de 1 cm ou 1/1.000 de 1 mm.) As hemácias maduras apresentam uma estrutura simples. Sua membrana plasmática é, ao mesmo tempo, resistente e flexível, o que possibilita a deformação eritrocitária sem ruptura quando as hemácias atravessam capilares sanguíneos estreitos. De acordo com o que será abordado posteriormente, certos glicolipídios na membrana plasmáticadas hemácias são antígenos responsáveis pelos vários grupos sanguíneos como ABO e Rh. As hemácias não possuem núcleo e outras organelas e não podem se reproduzir nem realizar atividades metabólicas intensas. O citosol das hemácias contém moléculas de hemoglobina; essas importantes moléculas são sintetizadas antes da perda do núcleo durante a fase de produção da hemácia e constituem cerca de 33% do peso da célula. Fisiologia das hemácias As hemácias são muito especializadas na sua função de transportar oxigênio. Visto que hemácias maduras não possuem núcleo, todo seu espaço interno fica disponível para o transporte de oxigênio. Uma vez que não possuem mitocôndrias e geram ATP de forma anaeróbica (sem oxigênio), elas não utilizam o oxigênio que transportam. Até mesmo o formato da hemácia facilita sua função. O disco bicôncavo possui uma área de superfície muito maior para a difusão de moléculas de gás para dentro e para fora da hemácia do que uma esfera ou um cubo. Cada hemácia contém cerca de 280 milhões de moléculas de hemoglobina. Uma molécula de hemoglobina consiste em uma proteína chamada globina, composta por quatro cadeias polipeptídicas (duas cadeias alfa e duas beta), e um pigmento não proteico anular chamado heme (Figura 19.4B), que está ligado a cada uma das quatro cadeias. No centro de cada anel de heme, encontrase um íon ferro (Fe2+) que pode se combinar reversivamente com uma molécula de oxigênio (Figura 19.4C), possibilitando que cada molécula de hemoglobina se ligue a 4 moléculas de oxigênio. Cada molécula de oxigênio 912 captada dos pulmões ligase a um íon ferro. À medida que o sangue flui pelos capilares teciduais, a reação ferrooxigênio se inverte. A hemoglobina libera oxigênio, que se difunde primeiro para o líquido intersticial e, depois, para as células. A hemoglobina também transporta cerca de 23% do dióxido de carbono total, um subproduto do metabolismo. (O dióxido de carbono remanescente é dissolvido no plasma ou carreado na forma de íons bicarbonato.) O sangue que flui pelos capilares sanguíneos capta dióxido de carbono e parte dele se combina com aminoácidos na parte globina da hemoglobina. Conforme o sangue flui pelos pulmões, o dióxido de carbono é liberado da hemoglobina e, depois disso, é exalado. Figura 19.4 Formatos de uma hemácia e uma molécula de hemoglobina. Em (B), observe que cada uma das quatro cadeias polipetídicas de uma molécula de hemoglobina (azul) apresenta um grupo heme (dourado), que contém um íon ferro (Fe2+), mostrado em vermelho. A porção de ferro de um grupo heme se liga ao oxigênio para ser transportada pela hemoglobina. Quantas moléculas de O2 uma molécula de hemoglobina consegue transportar? Além da funçãochave no transporte de oxigênio e dióxido de carbono, a hemoglobina também participa na regulação do fluxo sanguíneo e da pressão arterial. O hormônio gasoso óxido nítrico (NO), produzido pelas células endoteliais que revestem os vasos sanguíneos, se liga à hemoglobina. Sob algumas circunstâncias, a hemoglobina libera NO. O NO liberado causa vasodilatação, um aumento do diâmetro do vaso sanguíneo que ocorre quando o músculo liso na parede dos vasos relaxa. A vasodilatação melhora o fluxo de sangue e aumenta o fornecimento de oxigênio para as células próximas do local de liberação do NO. As hemácias também contêm a enzima anidrase carbônica (CA), que catalisa a conversão de dióxido de carbono e água em ácido carbônico, que, por sua vez, se dissocia em H+ e HCO3–. Toda a reação é reversível e resumida da seguinte maneira: Essa reação é importante por dois motivos: (1) permite que cerca de 70% do CO2 seja transportado no plasma sanguíneo das células teciduais para os pulmões na forma de HCO3– (ver Capítulo 23) e (2) também serve como um importante tampão no líquido extracelular (ver Capítulo 27). Ciclo de vida das hemácias As hemácias vivem aproximadamente 120 dias devido ao desgaste que suas membranas plasmáticas sofrem ao atravessar os capilares sanguíneos. Como não têm núcleo e outras organelas, as hemácias não conseguem sintetizar novos componentes para repor os danificados. A membrana plasmática fica mais frágil com o avanço da idade e as hemácias mais propensas a se romper, especialmente à medida que são comprimidas pelos canais estreitos no baço. As hemácias rompidas 913 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter23.html https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter27.html são removidas da circulação e destruídas por macrófagos fagocíticos presentes no baço e no fígado e os produtos da sua degradação são reciclados e usados em vários processos metabólicos, inclusive formação de novas hemácias. A reciclagem ocorre da seguinte maneira (Figura 19.5): Figura 19.5 Formação e destruição das hemácias e reciclagem dos componentes da hemoglobina. Após deixar a medula óssea vermelha, as hemácias circulam por cerca de 120 dias antes de serem fagocitadas pelos macrófagos. A taxa de formação das hemácias pela medula óssea vermelha se iguala à taxa de destruição pelos macrófagos. Qual é a função da transferrina? Os macrófagos no baço, no fígado ou na medula óssea vermelha fagocitam hemácias rompidas ou gastas. As porções globina e heme da hemoglobina são separadas. A globina é degradada em aminoácidos, que podem ser reutilizados na síntese de outras proteínas. O ferro é removido da porção heme na forma de Fe3+, que se associa à proteína plasmática transferrina, um transportador de Fe3+ na corrente sanguínea. Nas fibras musculares, nos hepatócitos e nos macrófagos do baço e do fígado, o Fe3+ se desliga da transferrina e se fixa a uma proteína que armazena ferro chamada ferritina. Ao ser liberado de um local de reserva ou absorvido do sistema digestório, o Fe3+ se fixa novamente à transferrina. O complexo Fe3+–transferrina é levado para a medula óssea vermelha, onde as células precursoras de hemácias os captam por meio de endocitose mediada por receptores (ver Figura 3.12) para uso na síntese de hemoglobina. O ferro é necessário para a porção heme da molécula de hemoglobina e os aminoácidos para a porção globina. A vitamina B12 também é essencial para a síntese de hemoglobina. A eritropoese na medula óssea vermelha resulta na produção de hemácias, que entram na circulação. Quando o ferro é removido da heme, a porção sem ferro da heme é convertida em biliverdina, um pigmento verde e, em seguida, em bilirrubina, um pigmento amareloalaranjado. A bilirrubina entra no sangue e é transportada para o fígado. No fígado, a bilirrubina é liberada pelos hepatócitos na bile, passa para o intestino delgado e, depois, para o intestino grosso. No intestino grosso, bactérias convertem bilirrubina em urobilinogênio. Parte do urobilinogênio é absorvida de volta ao sangue, convertida em um pigmento amarelo chamado urobilina e excretado na urina. 914 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter03.html#ch3fig12 A maior parte do urobilinogênio é eliminada nas fezes na forma de um pigmento marrom chamado de estercobilina, que confere às fezes sua cor característica. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Sobrecarga de ferro e dano tecidual Uma vez que íons ferro livres (Fe2+ e Fe3+) se ligam a moléculas nas células ou no sangue e as dani cam, a transferrina e a ferritina atuam como “escoltas proteicas “ protetoras durante o transporte e o armazenamento dos íons ferro. Por isso, o plasma praticamente não tem ferro livre. Além disso, apenas pequenas quantidades estão disponíveis dentro das células corporais para uso na síntese de moléculas contendo ferro como os pigmentos citocromos necessários para a produção de ATP na mitocôndria (ver Figura 25.9). Em casos de sobrecarga de ferro, a concentração de ferro no corpo sobe. Por não termos um métodode eliminação do ferro excessivo, qualquer condição que promova o aumento da absorção de ferro da dieta pode causar sobrecarga de ferro. A certa altura, as proteínas transferrina e ferritina se tornam saturadas com íons ferro e a concentração de ferro livre aumenta. Doenças do fígado, coração, ilhotas pancreáticas e gônadas são consequências comuns da sobrecarga de ferro. A sobrecarga de ferro também possibilita a proliferação de certos organismos dependentes de ferro. Em geral, esses micróbios não são patogênicos, mas se multiplicam com rapidez e podem causar efeitos letais em um curto período de tempo na presença de ferro livre. Eritropoese | Produção de hemácias A eritropoese, que consiste na produção de hemácias, começa na medula óssea vermelha com uma célula precursora chamada proeritroblasto (ver Figura 19.3). O proeritroblasto se divide várias vezes, produzindo células que começam a sintetizar hemoglobina. Por fim, perto do final da sequência de desenvolvimento o núcleo é ejetado e se torna um reticulócito. A perda do núcleo faz com que o centro da célula sofra uma endentação, produzindo o formato bicôncavo diferencial das hemácias. Os reticulócitos retêm algumas mitocôndrias, ribossomos e retículo endoplasmático. Os reticulócitos passam da medula óssea vermelha para a corrente sanguínea se espremendo entre as células endoteliais dos capilares sanguíneos. Os reticulócitos se tornam hemácias maduras no período de 1 a 2 dias depois da sua liberação da medula óssea vermelha. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Contagem de reticulócitos A taxa de eritropoese é medida pela contagem de reticulócitos. Normalmente, um pouco menos de 1% das hemácias mais antigas é substituído pelos recém- chegados reticulócitos todos os dias. É preciso 1 ou 2 dias para que os reticulócitos percam seus últimos vestígios de retículo endoplasmático e se tornem hemácias maduras. Assim, a contagem de reticulócitos variando de 0,5 a 1,5% de todas as hemácias em uma amostra de sangue é normal. A contagem baixa na pessoa anêmica pode indicar carência de eritropoetina ou incapacidade da medula óssea vermelha de responder à EPO, talvez por conta de de ciência nutricional ou leucemia. A contagem elevada pode indicar resposta boa da medula óssea vermelha à perda de sangue prévia ou reposição de ferro em alguém que apresentou de ciência de ferro. Também pode apontar o uso ilegal de epoetina alfa por um atleta. Normalmente, a eritropoese e a destruição de hemácias quase se equivalem. Se a capacidade de transportar oxigênio do sangue diminui porque a eritropoese não está acompanhando a velocidade de destruição das hemácias, um sistema de feedback negativo aumenta a produção de hemácias (Figura 19.6). A condição controlada é o aporte de oxigênio aos tecidos corporais. A deficiência de oxigênio celular, chamada de hipoxia, pode ocorrer se muito pouco oxigênio entrar no sangue. Por exemplo, o conteúdo mais baixo de oxigênio nas altitudes elevadas reduz o teor de oxigênio no sangue. O aporte de oxigênio também pode cair em decorrência de anemia, que tem muitas causas, tais como a falta de ferro, de certos aminoácidos e de vitamina B12 (ver Distúrbios | Desequilíbrios homeostáticos ao final deste capítulo). Problemas circulatórios que reduzem o fluxo de sangue para os tecidos também podem diminuir o aporte de oxigênio. Independente da causa, a hipoxia estimula os rins a intensificar a liberação de eritropoetina, acelerando o desenvolvimento dos proeritroblastos em reticulócitos na medula óssea vermelha. Conforme a quantidade de hemácias circulantes aumenta, mais oxigênio pode ser levado aos tecidos do corpo. Figura 19.6 Regulação da eritropoese (formação de hemácias) por feedback negativo. Quantidade mais baixa de oxigênio no ar em 915 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter25.html#ch25fig9 altitudes elevadas, anemia e problemas circulatórios podem reduzir o fornecimento de oxigênio aos tecidos corporais. O principal estímulo à eritropoese é a hipoxia, que consiste na diminuição da capacidade de transportar oxigênio do sangue. Que alterações podem ocorrer no hematócrito quando nos mudamos de uma cidade ao nível do mar para 916 9. 10. 11. 19.4 • • uma vila no alto da montanha? Não raro, bebês prematuros exibem anemia, em parte devido à produção inadequada de eritropoetina. Durante as primeiras semanas depois do nascimento, o fígado, e não os rins, produz a maior parte da EPO. Uma vez que o fígado é menos sensível que os rins à hipoxia, os recémnascidos apresentam uma resposta menor da EPO à anemia que os adultos. Visto que a hemoglobina fetal (hemoglobina presente ao nascimento) carreia até 30% mais oxigênio, a perda de hemoglobina fetal, devido à produção insuficiente de eritropoetina, piora a anemia. TESTE RÁPIDO Descreva o tamanho, a aparência microscópica e as funções das hemácias. Como a hemoglobina é reciclada? O que é eritropoese? Como a eritropoese afeta o hematócrito? Que fatores aceleram e retardam a eritropoese? CORRELAÇÃO CLÍNICA | Dopagem sanguínea O fornecimento de oxigênio aos músculos é um fator limitante dos feitos musculares desde o levantamento de peso até a corrida de maratona. Em consequência disso, aumentar a capacidade de transporte de oxigênio do sangue melhora o desempenho atlético, sobretudo em eventos de resistência. Uma vez que hemácias transportam oxigênio, os atletas tentam vários meios de elevar a contagem dessas células, o que é conhecido como doping sanguíneo ou policitemia induzida arti cialmente (uma contagem anormalmente elevada de hemácias) a m de adquirir uma margem competitiva. Os atletas aumentam sua produção de hemácias injetando epoetina alfa, um agente usado para tratar anemia por meio da estimulação da produção de hemácias pela medula óssea vermelha. As práticas que elevam a contagem de hemácias são perigosas porque tornam o sangue mais viscoso, aumentando a resistência ao uxo sanguíneo e di cultando o bombeamento do sangue pelo coração. A viscosidade maior também contribui para a elevação da pressão arterial e do risco de acidente vascular cerebral ou encefálico. Durante a década de 1980, pelo menos 15 ciclistas que participavam de competições morreram de infarto do miocárdio ou AVE relacionados com a suspeita de uso de epoetina alfa. Embora o Comitê Olímpico Internacional tenha banido o uso da epoetina alfa, o controle é difícil porque essa substância é idêntica à eritropoetina natural (EPO). O doping sanguíneo natural é a chave do sucesso dos maratonistas do Quênia. A altitude média no Quênia é de cerca de 1.830 metros acima do nível do mar e existem regiões ainda mais altas. O treino na altitude melhora muito o condicionamento, a resistência e o desempenho. Nessas altitudes, o corpo intensi ca a produção de hemácias, o que quer dizer que o exercício oxigena bastante o sangue. Quando esses corredores competem em Boston, por exemplo, em altitude pouco acima do nível do mar, seus corpos contêm mais eritrócitos do que os dos outros competidores que treinaram em Boston. Inúmeros campos de treinamento foram estabelecidos no Quênia e, hoje em dia, atraem atletas de resistência de todo o mundo. Leucócitos OBJETIVO Descrever a estrutura, as funções e a produção dos leucócitos. Tipos de leucócitos Diferentemente das hemácias, os leucócitos possuem núcleos e um complemento total de outras organelas, porém não contêm hemoglobina. Os leucócitos são classificados como granulócitos ou agranulares agranulócitos, dependendo se contêm notáveis grânulos citoplasmáticos cheios de substâncias químicas (vesículas) que se tornam visíveis com coloração quando visualizados pelo microscópio óptico. Os leucócitos granulócitos englobam os neutrófilos, os eosinófilos e os basófilos; os leucócitos agranulócitos abarcam os linfócitose os monócitos. Conforme mostrado na Figura 19.3, os monócitos e os leucócitos granulócitos se desenvolvem a partir de célulastronco mieloides. Em contrapartida, os linfócitos evoluem a partir de célulastronco linfoides. Leucócitos granulócitos Depois da coloração, cada um dos três tipos de leucócitos granulócitos demonstra grânulos, com colorações distintas, que podem ser reconhecidos no microscópio óptico. Os leucócitos granulócitos podem ser diferenciados da seguinte maneira: Neutrófilos. Os grânulos do neutrófilo são menores que os dos outros leucócitos granulócitos, são distribuídos de 917 • • • • maneira uniforme e apresentam cor lilásclara (Figura 19.7A). Uma vez que os grânulos não atraem fortemente nem o corante ácido (vermelho) nem o básico (azul), esses leucócitos são neutrofílicos (= neutros). O núcleo apresenta dois a cinco lobos conectados por filamentos muito finos de material nuclear. Conforme o leucócito envelhece, o número de lobos nucleares aumenta. Como os neutrófilos mais velhos apresentam lobos nucleares de vários formatos diferentes, muitas vezes, são chamados de leucócitos polimorfonucleares (PMN) Eosinófilos. Os grânulos grandes e de tamanho uniforme dentro de um eosinófilo são eosinofílicos (atraídos pela eosina) – eles se coram de vermelhoalaranjado com corantes ácidos (Figura 19.7B). Em geral, os grânulos não cobrem ou obscurecem o núcleo, que, na maioria das vezes, possui dois lobos conectados por um filamento fino ou um filamento espesso de material nuclear Basófilos. Os grânulos redondos e de tamanho variado de um basófilo são basofílicos (atraídos pela base) – eles se coram de azularroxeado com corantes básicos (Figura 19.7C). Os grânulos comumente obscurecem o núcleo, que apresenta dois lobos. Leucócitos agranulócitos Embora os chamados leucócitos agranulócitos possuam grânulos citoplasmáticos, eles não são visíveis ao microscópio óptico devido ao seu pequeno tamanho e baixa afinidade pelos corantes. Linfócitos. O núcleo de um linfócito possui uma coloração escura e é redondo ou discretamente endentado (Figura 19.7D). O citoplasma se cora de azulceleste e forma uma margem ao redor do núcleo. Quanto maior a célula, mais visível o citoplasma. Os linfócitos são classificados de acordo com o diâmetro celular como linfócitos grandes (10 a 14 μm) ou pequenos (6 a 9 μm). Embora a importância funcional da diferença de tamanho entre os linfócitos pequenos e grandes não seja conhecida, a distinção é útil do ponto de vista clínico porque a elevação da contagem de linfócitos grandes tem importância diagnóstica nas infecções virais agudas e em algumas doenças causadas por imunodeficiência Monócitos. O núcleo de um monócito normalmente tem forma de rim ou de ferradura e o citoplasma é azul acinzentado e possui uma aparência espumosa (Figura 19.7E). A cor e a aparência do citoplasma são decorrentes de grânulos azurofílicos muito finos, que são os lisossomos. O sangue é meramente um conduto para os monócitos, que migram do sangue para os tecidos, onde crescem e se diferenciam em macrófagos. Alguns se tornam macrófagos fixos (tecido), o que quer dizer que residem em um tecido particular; os macrófagos alveolares nos pulmões ou macrófagos no baço são alguns exemplos. Outros se tornam macrófagos nômades, que vagam pelos tecidos e se reúnem em locais de infecção ou inflamação. Figura 19.7 Tipos de leucócitos. As formas dos núcleos e as propriedades de coloração dos grânulos citoplasmáticos distinguem os leucócitos uns dos outros. Quais leucócitos são chamados de granulócitos? Por quê? Os leucócitos e todas as outras células nucleadas do corpo apresentam proteínas, chamadas de complexo de histocompatibilidade principal (MHC) ou HLA (human leukocyte antigen), que se projetam da membrana plasmática no líquido extracelular. Esses “marcadores de identidade celular” são únicos para cada pessoa (exceto gêmeos idênticos). Embora as hemácias possuam antígenos de grupo sanguíneo, eles não apresentam antígenos MHC. Funções dos leucócitos Em um corpo saudável, alguns leucócitos, sobretudo os linfócitos, podem viver vários meses ou anos, porém a maioria sobrevive apenas alguns dias. Durante um período de infecção, leucócitos fagocitários podem durar apenas algumas horas. 918 Os leucócitos são muito menos numerosos do que hemácias, cerca de 5.000 a 10.000 células por microlitro de sangue; a quantidade de hemácias excede a de leucócitos em uma proporção aproximada de 700:1. A leucocitose, que consiste no aumento da quantidade de leucócitos acima de 10.000/μℓ, é uma resposta de proteção normal a estresses como organismos invasores, exercício vigoroso, anestesia e cirurgia. O nível anormalmente baixo de leucócitos (abaixo de 5.000/μ ℓ ) é chamado leucopenia. Nunca é benéfico e pode ser causado por radiação, choque e certos agentes quimioterápicos. A pele e as túnicas mucosas do corpo são continuamente expostas a micróbios e suas toxinas. Alguns desses organismos podem invadir tecidos mais profundos e causar doenças. Quando patógenos entram no corpo, a função geral dos leucócitos é combatêlos por fagocitose ou respostas imunes. Para realizar essas tarefas, muitos leucócitos deixam a corrente sanguínea e se reúnem em locais de invasão patogênica ou inflamação. Uma vez que os leucócitos granulócitos e os monócitos deixam a corrente sanguínea para combater alguma lesão ou infecção, eles nunca retornam. Os linfócitos, por outro lado, voltam a circular de maneira contínua – do sangue para os espaços intersticiais dos tecidos, para o líquido linfático e de volta ao sangue. Apenas 2% da população total de linfócitos encontramse circulando no sangue em um determinado momento; o restante se encontra no líquido linfático e em órgãos como pele, pulmões, linfonodos e baço. As hemácias ficam contidas na corrente sanguínea, porém os leucócitos deixam a corrente sanguínea por meio de um processo chamado emigração, também chamado de diapedese, no qual se movimentam ao longo do endotélio, se fixam nele e, em seguida, se comprimem entre as células endoteliais (Figura 19.8). Os sinais precisos que estimulam a emigração por um vaso sanguíneo em particular variam para os diferentes tipos de leucócitos. Moléculas conhecidas como moléculas de adesão ajudam os leucócitos a se fixarem ao endotélio. Por exemplo, células endoteliais demonstram moléculas de adesão chamadas selectinas em resposta a lesão e inflamação próxima. As selectinas se fixam a carboidratos na superfície dos neutrófilos, fazendo com que fiquem mais lentos e se movimentem ao longo da superfície endotelial. Na superfície dos neutrófilos, há outras moléculas de adesão chamadas integrinas, que fixam os neutrófilos ao endotélio e ajudam o seu movimento pela parede do vaso sanguíneo e no líquido intersticial do tecido lesionado. Neutrófilos e macrófagos são ativos na fagocitose; são capazes de ingerir bactérias e destruir matéria morta (ver Figura 3.13). Várias substâncias químicas diferentes liberadas por micróbios e tecidos inflamados atraem os fagócitos, um fenômeno chamado de quimiotaxia. As substâncias que estimulam a quimiotaxia incluem as toxinas produzidas por micróbios; as cininas, que são produtos especializados de tecidos danificados; e alguns dos fatores estimuladores de colônia (FEC). Os FEC também intensificam a atividade fagocitária dos neutrófilos e macrófagos. Entre os leucócitos, os neutrófilos respondem mais rapidamente à destruição tecidual causada pelas bactérias. Depois de engolfar um patógeno durante a fagocitose, o neutrófilo libera várias substâncias químicas que destroem estepatógeno. Essas substâncias químicas incluem a enzima lisozima, que destrói determinadas bactérias, e fortes oxidantes, como o ânion superóxido (O2–), peróxido de hidrogênio (H2O2) e o ânion hipocloreto (OCl–), que é similar ao alvejante doméstico. Os neutrófilos também contêm defensinas, proteínas que exibem uma ampla variedade de atividade antibiótica contra fungos e bactérias. No neutrófilo, vesículas contendo defensinas emergem com fagossomos contendo micróbios. As defensinas formam “lanças” peptídicas que perfuram as membranas microbianas; a perda resultante dos conteúdos celulares mata o invasor. Figura 19.8 Emigração de leucócitos. As moléculas de adesão (selectinas e integrinas) ajudam na emigração de leucócitos da corrente sanguínea para o líquido intersticial. 919 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter03.html#ch3fig13 De que maneira o “padrão de trânsito” dos linfócitos no corpo é diferente dos outros leucócitos? Os eosinófilos deixam os capilares e entram no líquido tecidual. Acreditase que liberem enzimas, como a histaminase, que combatem os efeitos da histamina e outras substâncias envolvidas na inflamação durante reações alérgicas. Os eosinófilos também fagocitam complexos antígeno–anticorpo e são efetivos contra alguns parasitas. Muitas vezes, uma contagem de eosinófilos elevada indica uma condição alérgica ou uma parasitose. Nos locais de inflamação, os basófilos deixam os capilares, entram nos tecidos e liberam grânulos que contêm heparina, histamina e serotonina. Essas substâncias intensificam a reação inflamatória e estão envolvidas em reações de hipersensibilidade (alérgicas). Os basófilos demonstram função similar aos mastócitos, células de tecido conjuntivo que se originam das célulastronco pluripotentes na medula óssea vermelha. Assim como os basófilos, os mastócitos liberam substâncias envolvidas na inflamação, inclusive heparina, histamina e proteases. Os mastócitos estão amplamente dispersos no corpo, sobretudo nos tecidos conjuntivos da pele e nas túnicas mucosas dos sistemas respiratório e digestório. Os linfócitos são os principais soldados nas batalhas do sistema linfático (descrição em detalhes no Capítulo 22). A maioria dos linfócitos se movimenta continuamente entre os tecidos linfoides, linfa e sangue, passando apenas algumas horas no sangue por vez. Dessa forma, apenas uma pequena proporção dos linfócitos totais é encontrada no sangue a cada momento. Os linfócitos B e T e as células NK são os três tipos principais de linfócitos. Os linfócitos B são efetivos sobretudo na destruição de bactérias e na inativação de suas toxinas. As células T atacam vírus, fungos, células transplantadas, células cancerígenas e algumas bactérias e são responsáveis pelas reações transfusionais, alergias e rejeição de órgãos transplantados. As respostas imunes realizadas pelos linfócitos B e T ajudam a combater infecção e fornecem proteção contra algumas doenças. As células NK atacam inúmeros microrganismos infecciosos e determinadas células tumorais que surgem de maneira espontânea. Os monócitos levam mais tempo para alcançar o local de infecção que os neutrófilos, porém chegam em número maior e destroem mais invasores. Na chegada, os monócitos crescem e se diferenciam em macrófagos migratórios que removem os resíduos celulares e microbianos por fagocitose depois de uma infecção. Conforme podemos concluir, a elevação da contagem de leucócitos circulantes geralmente indica inflamação ou 920 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter22.html 12. 13. 14. 15. 19.5 • infecção. O médico pode solicitar uma contagem diferencial de leucócitos, que consiste na contagem de cada um dos cinco tipos de leucócitos para detectar infecção ou inflamação, determinar os efeitos de possível intoxicação por substâncias químicas ou drogas, monitorar distúrbios sanguíneos (p. ex., leucemia) e efeitos da quimioterapia ou constatar reações alérgicas e parasitoses. Uma vez que cada tipo de leucócito desempenha uma função diferente, determinar o percentual sanguíneo de cada tipo de leucócito ajuda no diagnóstico da condição. A Tabela 19.2 enumera a importância tanto da contagem alta quanto da contagem baixa de leucócitos. TESTE RÁPIDO Qual é a importância da emigração, da quimiotaxia e da fagocitose no combate a invasores bacterianos? Como a leucocitose e a leucopenia se diferenciam? O que é contagem diferencial de leucócitos? Quais as funções dos leucócitos granulócitos, dos macrófagos, dos linfócitos B e T e das células NK? Plaquetas OBJETIVO Descrever a estrutura, a função e a origem das plaquetas. Além dos tipos de células imaturas que se desenvolvem em eritrócitos e leucócitos, as célulastronco hematopoéticas também se diferenciam em células produtoras de plaquetas. Sob a influência do hormônio trombopoetina, as célulastronco mieloides se tornam células formadoras de colônia de megacariócitos que, por sua vez, evoluem para células precursoras chamadas megacarioblastos (ver Figura 19.3). Os megacarioblastos se transformam em megacariócitos, células grandes que se quebram em 2.000 a 3.000 fragmentos. Cada fragmento, envolvido por um pedaço de membrana plasmática, é uma plaqueta. As plaquetas se originam dos megacariócitos na medula óssea vermelha e, depois disso, entram na circulação sanguínea. Em cada microlitro de sangue há 150.000 a 400.000 plaquetas. Cada uma tem a forma de um disco irregular, 2 a 4 μm de diâmetro e muitas vesículas, porém sem núcleo. TABELA 19.2 Importância da contagem de leucócitos (leucometria) alta e baixa. TIPO DE LEUCÓCITO A CONTAGEM ELEVADA INDICA A CONTAGEM BAIXA INDICA Neutró los Infecção bacteriana, queimaduras, estresse, in amação Exposição à radiação, intoxicação medicamentosa, de ciência de vitamina B12, lúpus eritematoso sistêmico (LES) Linfócitos Infecções virais, algumas leucemias, mononucleose infecciosa Doença prolongada, infecção pelo HIV, imunossupressão, tratamento com cortisol Monócitos Infecções virais ou fúngicas, tuberculose, algumas leucemias e outras doenças crônicas Mielossupressão, tratamento com cortisol Eosinó los Reações alérgicas, parasitoses, doenças autoimunes Intoxicação medicamentosa, estresse, reações alérgicas agudas Basó los Reações alérgicas, leucemias, cânceres, hipotireoidismo Gravidez, ovulação, estresse, hipotireoidismo 921 Seus grânulos contêm substâncias químicas que, uma vez liberadas, promovem a coagulação do sangue. As plaquetas ajudam a cessar a perda de sangue de vasos sanguíneos danificados formando o tampão plaquetário. As plaquetas apresentam vida curta, variando, em geral, de apenas 5 a 9 dias. As plaquetas mortas e velhas são removidas por macrófagos fixos no baço e no fígado. A Tabela 19.3 traz um resumo dos elementos figurados do sangue. TABELA 19.3 Resumo dos elementos figurados do sangue. NOME E APARÊNCIA CONTAGEM CARACTERÍSTICAS* FUNÇÕES HEMÁCIAS OU ERITRÓCITOS 4,8 milhões/μℓ em mulheres; 5,4 milhões/μℓ em homens 7 a 8 μm de diâmetro, discos bicôncavos, sem núcleos; vivem cerca de 120 dias. A hemoglobina dentro das hemácias transporta a maioria do oxigênio e parte do dióxido de carbono no sangue. LEUCÓCITOS 5.000 a 10.000/μℓ A maioria vive de algumas horas a alguns dias.† Combatem patógenos e outras substâncias estranhas que entram no corpo. Leucócitos granulócitos Neutró los 60 a 70% de todos os leucócitos 10 a 12 μm de diâmetro; o núcleo tem 2 a 5 lobos conectados por nos lamentos de cromatina; o citoplasma possui grânulos muito nos de cor lilás-clara. Fagocitose. Destruição de bactérias com lisozima, defensinas e oxidantes fortes, como ânion superóxido, peróxido de hidrogênio e ânionhipocloreto. Eosinó los 2 a 4% de todos os leucócitos 10 a 12 μm de diâmetro; em geral, o núcleo possui 2 lobos conectados por lamento espesso de cromatina; grânulos grandes e de cor vermelho-alaranjada enchem o citoplasma. Combatem os efeitos da histamina em reações alérgicas, fagocitam complexos antígeno-anticorpo e destroem certos vermes parasitários. Basó los 0,5 a 1% de todos os leucócitos 8 a 10 μm de diâmetro; o núcleo tem 2 lobos; grandes grânulos citoplasmáticos de cor azul- arroxeada escura. Liberam heparina, histamina e serotonina nas reações alérgicas que intensi cam a resposta in amatória geral. Leucócitos agranulócitos Linfócitos (T, B e NK) 20 a 25% de todos os leucócitos Os linfócitos pequenos apresentam 6 a 9 μm de diâmetro; os grandes variam de 10 a 14 μm de diâmetro; o núcleo é redondo e discretamente endentado; o citoplasma forma uma borda ao redor do núcleo que parece azul-claro; quanto maior a célula, mais visível o citoplasma. Medeia respostas imunes, inclusive reações antígeno-anticorpo. Os linfócitos B se desenvolvem em plasmócitos, que secretam anticorpos. Os linfócitos T atacam vírus invasores, células cancerígenas e células de tecidos transplantados. As células NK atacam uma ampla variedade de microrganismos infecciosos e determinadas células tumorais que surgem espontaneamente. Monócitos 3 a 8% de todos os leucócitos 12 a 20 μm de diâmetro; núcleo em forma de Fagocitose (depois de se transformar em 922 16. 19.6 • rim ou ferradura; o citoplasma é azul- acinzentado e parece espumoso. macrófagos xos ou migratórios). Plaquetas 150.000 a 400.000/μℓ Fragmentos celulares de 2 a 4 μm de diâmetro que vivem 5 a 9 dias; contêm muitas vesículas, mas nenhum núcleo. Formam o tampão plaquetário na hemostasia; liberam substâncias químicas que promovem espasmo vascular e coagulação do sangue. *As colorações são aquelas observadas no método de Wright. † Uma vez gerados, alguns linfócitos, chamados de células de memória T e B, podem viver muitos anos. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Hemograma completo O hemograma completo é um exame muito valioso que analisa anemia e várias infecções. Em geral, estão incluídas as contagens de hemácias, leucócitos e plaquetas por microlitro de sangue total; hematócrito e contagem diferencial de leucócitos. A concentração de hemoglobina em gramas por mililitro de sangue também é determinada. A hemoglobina normal varia da seguinte maneira: lactentes, de 14 a 20 g/100 mℓ de sangue; mulheres adultas, de 12 a 16 g/100 mℓ de sangue; e homens adultos, de 13,5 a 18 g/100 mℓ de sangue. TESTE RÁPIDO Como se comparam as hemácias, os leucócitos e as plaquetas com relação ao tamanho, contagem por microlitro de sangue e tempo de vida? Transplantes de células-tronco de medula óssea e sangue de cordão umbilical OBJETIVO Explicar a importância dos transplantes de medula óssea e de célulastronco. O transplante de medula óssea consiste na substituição de medula óssea vermelha anormal ou cancerosa por medula óssea vermelha saudável a fim de reestabelecer a contagem normal das células sanguíneas. Nos pacientes com câncer e algumas doenças genéticas, a medula óssea vermelha com defeito é destruída por altas doses de quimioterapia e radiação aplicada em todo o corpo pouco antes da realização do transplante. Esses tratamentos matam as células cancerígenas e destroem o sistema imune do paciente a fim de diminuir as chances de rejeição do transplante. A medula óssea vermelha saudável para transplante pode ser conseguida com um doador ou com o próprio paciente quando a doença subjacente não está em atividade, como nos casos de leucemia em estado de remissão. Em geral, a medula óssea vermelha do doador é retirada da crista ilíaca do osso do quadril sob anestesia geral com uma seringa e, em seguida, é injetada na veia do receptor, de modo muito parecido com uma transfusão de sangue. A medula injetada migra para as cavidades de medula óssea vermelha do receptor, onde as célulastronco do doador se multiplicam. Se tudo correr bem, a medula óssea vermelha do receptor é inteiramente substituída por células saudáveis, não cancerosas. Os transplantes de medula óssea são usados no tratamento de anemia aplásica, certos tipos de leucemia, imunodeficiência combinada grave (IDCG), doença de Hodking, linfoma de não Hodgkin, mieloma múltiplo, talassemia, doença falciforme, câncer de mama, câncer de ovário, câncer testicular e anemia hemolítica. Entretanto, há alguns inconvenientes. Uma vez que os leucócitos do receptor foram destruídos em sua totalidade pela quimioterapia e pela irradiação, o paciente fica extremamente vulnerável à infecção. (Demora 2 ou 3 semanas para a medula óssea transplantada produzir leucócitos suficientes para promover proteção contra infecções.) Além disso, a medula óssea vermelha transplantada pode produzir linfócitos T que atacam os tecidos do receptor, uma reação chamada de doença enxertoversus 923 1. 2. 3. 4. 5. 17. 19.7 • • hospedeiro. Da mesma forma, quaisquer linfócitos T do receptor que tenham sobrevivido à quimioterapia e à irradiação conseguem atacar as células transplantadas do doador. Outro incômodo é a necessidade de administração de medicamentos imunossupressores para o resto da vida. Ao mesmo tempo que essas substâncias reduzem o nível de atividade do sistema imunológico, elas aumentam o risco de infecção. Os medicamentos imunossupressores também ocasionam efeitos colaterais como febre, mialgia, cefaleia, náuseas, fadiga, depressão, elevação da pressão arterial e dano renal e hepático. O avanço mais recente na obtenção de célulastronco envolve transplante de sangue de cordão umbilical. O cordão umbilical é a ligação entre a mãe e o embrião (e, posteriormente, feto). Célulastronco podem ser obtidas do cordão umbilical logo após o nascimento. As célulastronco são removidas do cordão por uma seringa e, em seguida, congeladas. As célulastronco do cordão oferecem inúmeras vantagens em relação às obtidas da medula óssea vermelha: A coleta é fácil, desde que com permissão dos pais do recémnascido. São mais abundantes que as célulastronco na medula óssea vermelha. A possibilidade de doença enxertoversushospedeiro é menor, logo a compatibilidade entre doador e receptor não precisa ser tão próxima como no transplante de medula óssea vermelha, possibilitando um número maior de potenciais doadores. São menos propensas a transmitir infecções. Podem ser armazenadas indefinidamente em bancos de sangue de cordão umbilical. TESTE RÁPIDO Quais são as semelhanças entre os transplantes de sangue de cordão umbilical e de medula óssea? Quais são as diferenças? Hemostasia OBJETIVOS Descrever os três mecanismos que contribuem para a hemostasia Explicar os vários fatores que promovem e inibem a coagulação sanguínea. Hemostasia, que não deve ser confundida com o termo muito parecido homeostasia, é uma sequência de respostas que interrompe o sangramento. Quando os vasos sanguíneos são danificados ou sofrem ruptura, a resposta hemostática precisa ser rápida, localizada na região do dano e cuidadosamente controlada para que seja efetiva. Três mecanismos reduzem a perda de sangue: (1) espasmo vascular, (2) formação de tampão plaquetário e (3) coagulação sanguínea. Quando bem sucedida, a hemostasia evita hemorragia, que consiste na perda de grande volume de sangue dos vasos. Os mecanismos hemostáticos conseguem evitar a hemorragia de vasos sanguíneos pequenos, porém as hemorragias substanciais de vasos maiores demandam intervenção médica. Espasmo vascular Quando artérias ou arteríolas são danificadas, o músculo liso arranjado de forma circular em suas paredes contraise de imediato, uma reação chamada de espasmo vascular. O espasmo vascular reduz a perda de sanguepor vários minutos a algumas horas, tempo durante o qual os outros mecanismos hemostáticos entram em ação. O espasmo é provavelmente causado pelo dano ao músculo liso, por substâncias liberadas de plaquetas ativadas e por reflexos iniciados pelos receptores de dor. Formação de tampão plaquetário Considerando seu tamanho pequeno, as plaquetas armazenam uma impressionante variedade de substâncias químicas. Dentro de muitas vesículas são encontrados fatores de coagulação, ADP, ATP, Ca2+ e serotonina. Também estão presentes enzimas que produzem tromboxano A2, uma prostaglandina; fator estabilizador da fibrina, que ajuda a fortalecer o coágulo sanguíneo; lisossomos; algumas mitocôndrias; sistemas de membrana que captam e armazenam cálcio e fornecem canais para liberação dos conteúdos dos grânulos; e glicogênio. Também dentro das plaquetas é encontrado o fator de crescimento derivado das plaquetas (PDGF), um hormônio que promove a proliferação de células endoteliais vasculares, fibras de músculo liso vascular e fibroblastos com objetivo de ajudar o reparo das paredes danificadas dos vasos 924 sanguíneos. A formação do tampão plaquetário ocorre da seguinte maneira (Figura 19.9): Inicialmente, as plaquetas entram em contato e se fixam a partes do vaso sanguíneo danificado, como fibras de colágeno do tecido conjuntivo subjacente às células endoteliais danificadas. Esse processo é chamado de adesão plaquetária. Essa adesão ativa as plaquetas e suas características mudam de maneira drástica. As plaquetas estendem muitas projeções que possibilitam entrar em contato e interagir umas com as outras; as plaquetas começam a liberar os conteúdos das suas vesículas. Essa fase é chamada de reação de liberação das plaquetas. O ADP liberado e o tromboxano A2 desempenham um papel essencial na ativação das plaquetas vizinhas. A serotonina e o tromboxano A2 atuam como vasoconstritores, promovendo e sustentando a contração do músculo vascular liso, o que diminui o fluxo de sangue pelo vaso lesado. A liberação de ADP torna as outras plaquetas da área visguentas, e essa condição das plaquetas recémrecrutadas e ativadas promove sua adesão às plaquetas originalmente ativadas. Essa aglomeração de plaquetas é chamada de agregação plaquetária. Por fim, o acúmulo e a fixação de numerosas plaquetas formam uma massa chamada de tampão plaquetário. O tampão plaquetário é muito eficaz na prevenção da perda de sangue no vaso pequeno. Embora inicialmente o tampão plaquetário seja frouxo, ele passa a ser bastante firme quando é reforçado por filamentos de fibrina formados durante a coagulação (ver Figura 19.10). O tampão plaquetário pode cessar a perda de sangue por completo se o orifício no vaso sanguíneo não for muito grande. Coagulação do sangue Normalmente, o sangue permanece em seu estado líquido enquanto se encontra no interior dos vasos sanguíneos. Se for coletado do corpo, no entanto, tornase espesso e forma um gel. Por fim, o gel se separa do líquido. O líquido de cor palha, chamado soro, é simplesmente plasma sanguíneo sem as proteínas de coagulação. O gel é chamado de coágulo sanguíneo, que consiste em uma rede de fibras proteicas insolúveis chamadas de fibrina, na qual os elementos figurados do sangue são aprisionados (Figura 19.10). Figura 19.9 Formação do tampão plaquetário. O tampão plaquetário pode cessar a perda de sangue por completo se o orifício no vaso sanguíneo for suficientemente pequeno. 925 Juntamente com a formação do tampão plaquetário, quais são os dois mecanismos que contribuem para a hemostasia? O processo de formação do gel, chamado de coagulação, consiste em uma série de reações químicas que culmina na formação de filamentos de fibrina. Se o sangue coagula com muita facilidade, uma das consequências pode ser trombose – 926 coagulação em um vaso sanguíneo não danificado. Se o sangue demora muito tempo para coagular, pode ocorrer hemorragia. Figura 19.10 Formação de coágulo sanguíneo. Observe as plaquetas e hemácias aprisionadas nos filamentos de fibrina. O coágulo sanguíneo é um gel que contém elementos figurados do sangue emaranhados em filamentos de fibrina. O que é o soro? A coagulação envolve inúmeras substâncias conhecidas como fatores de coagulação. Esses fatores incluem os íons cálcio (Ca2+), várias enzimas inativas sintetizadas por hepatócitos e liberadas na corrente sanguínea e diversas moléculas associadas às plaquetas ou liberadas pelos tecidos danificados. A maioria dos fatores de coagulação é identificada por numerais romanos que indicam a ordem da sua descoberta (não necessariamente a ordem da sua participação no processo de coagulação). A coagulação consiste em uma cascata complexa de reações enzimáticas na qual cada fator de coagulação ativa várias moléculas do fator seguinte em uma sequência fixa. Por fim, formase a proteína insolúvel fibrina. A coagulação pode ser dividida em três estágios (Figura 19.11): Duas vias, chamadas de via extrínseca e intrínseca (Figura 19.11A, B), que serão descritas brevemente, levam à formação de protrombinase. Uma vez formada a protrombinase, as etapas envolvidas nas duas fases seguintes da coagulação são as mesmas tanto na via intrínseca quanto na extrínseca e, juntas, essas duas fases são chamadas de via comum. 927 A protrombinase converte a protrombina (uma proteína plasmática formada pelo fígado) na enzima trombina. A trombina converte fibrinogênio solúvel (outra proteína plasmática formada pelo fígado) em fibrina insolúvel. A fibrina forma os filamentos do coágulo. Figura 19.11 Cascata da coagulação sanguínea. As setas verdes representam ciclos de feedback positivo. Na coagulação do sangue, os fatores de coagulação são ativados em sequência, resultando em uma cascata de reações que envolve ciclos de feedback positivo. 928 Qual é o resultado do primeiro estágio da coagulação sanguínea? Via extrínseca A via extrínseca da coagulação sanguínea apresenta menos etapas que a via intrínseca e ocorre rapidamente – em uma 929 questão de segundos se o traumatismo for importante. É assim chamada porque uma proteína tecidual chamada de fator tecidual (FT), também conhecida como tromboplastina, passa para o sangue a partir de células do lado de fora dos vasos sanguíneos (extrínsecas aos) e inicia a formação da protrombinase. O FT é uma mistura complexa de lipoproteínas e fosfolipídios liberada das superfícies de células danificadas. Na presença de Ca2+, o FT começa uma sequência de reações que, por fim, ativa o fator de coagulação X (Figura 19.11A). Uma vez ativado, o fator X se combina com o fator V na presença de Ca2+ para formar a enzima ativa protrombinase, completando a via extrínseca. Via intrínseca A via intrínseca da coagulação sanguínea é mais complexa que a via extrínseca e ocorre mais lentamente, em geral em alguns minutos. A via intrínseca é assim chamada porque seus ativadores ou estão em contato direto com o sangue ou estão contidos no sangue (intrínsecos ao): não há necessidade de dano tecidual externo. Se as células endoteliais se tornam rugosas ou são danificadas, o sangue pode entrar em contato com as fibras de colágeno no tecido conjuntivo ao redor do endotélio do vaso sanguíneo. Além disso, o trauma às células endoteliais causa danos às plaquetas, resultando na liberação plaquetária de fosfolipídios. O contato com as fibras de colágeno (ou com as paredes de vidro do tubo de coleta de sangue) ativa o fator de coagulação XII (Figura 19.11B), que começa uma sequência de reações que, por fim, ativa o fator de coagulação X. Fosfolipídios plaquetários e Ca2+ também podemparticipar da ativação do fator X. Uma vez ativado, o fator X se combina com o fator V para formar a enzima ativa protrombinase (assim como acontece na via extrínseca), completando a via intrínseca. Via comum A formação de protrombinase marca o começo da via comum. No segundo estágio da coagulação do sangue (Figura 19.11C), a protrombinase e o Ca2+ catalisam a conversão da protrombina em trombina. No terceiro estágio, a trombina, na presença de Ca2+, converte fibrinogênio, que é solúvel, em filamentos de fibrina frouxos, que são insolúveis. A trombina também ativa o fator XIII (fator estabilizador da fibrina), que fortalece e estabiliza os filamentos de fibrina em um coágulo forte. O plasma contém um pouco de fator XIII, que também é liberado pelas plaquetas presas no coágulo. A trombina exerce dois efeitos de feedback positivo. Na primeira alça de feedback positivo, que envolve o fator V, acelera a formação de protrombinase. A protrombinase, por sua vez, acelera a produção de mais trombina e assim por diante. Na segunda alça de feedback positivo, a trombina ativa plaquetas, que reforçam sua agregação e a liberação dos fosfolipídios plaquetários. Retração do coágulo Uma vez formado, o coágulo tampa a área rompida do vaso sanguíneo e, dessa forma, interrompe a perda de sangue. A retração do coágulo consiste na consolidação ou fortalecimento do coágulo de fibrina. Os filamentos de fibrina fixados às superfícies danificadas do vaso sanguíneo vão gradativamente se contraindo conforme são recobertos pelas plaquetas. Com a retração do coágulo, as margens do vaso danificado são aproximadas, diminuindo o risco de mais dano. Durante a retração, um pouco de soro pode escapar por entre os filamentos de fibrina, sem perder elementos figurados do sangue. A retração normal depende da concentração adequada de plaquetas no coágulo, que liberam fator XIII e outros fatores, fortalecendo e estabilizando o coágulo. Assim, pode ocorrer o reparo permanente do vaso sanguíneo. Por fim, os fibroblastos formam tecido conjuntivo na área rompida e novas células endoteliais reparam o revestimento do vaso. Função da vitamina K na coagulação A coagulação normal depende de níveis adequados de vitamina K no corpo. Embora a vitamina K não esteja envolvida na formação do coágulo propriamente dito, ela é necessária para a síntese de quatro fatores de coagulação. Normalmente produzida por bactérias que habitam o intestino grosso, a vitamina K é lipossolúvel e pode ser absorvida pelo revestimento do intestino passando para o sangue se a absorção de lipídios for normal. Com frequência, as pessoas que sofrem de distúrbios que retardam a absorção de lipídios (p. ex., liberação inadequada de bile no intestino delgado) apresentam sangramento descontrolado em consequência da deficiência de vitamina K. Os vários fatores de coagulação, suas fontes e vias de ativação estão resumidos na Tabela 19.4. Mecanismos de controle hemostático 930 Muitas vezes ao longo do dia, pequenos coágulos começam a se formar, quase sempre em um local de pequena rugosidade ou em uma placa aterosclerótica em desenvolvimento dentro de um vaso sanguíneo. Uma vez que a coagulação do sangue envolve amplificação e ciclos de feedback positivo, o coágulo tende a crescer, criando um potencial para comprometer o fluxo sanguíneo através de vasos não danificados. O sistema fibrinolítico dissolve pequenos coágulos inapropriados; além disso, desfaz coágulos em um local danificado desde que o dano esteja reparado. A dissolução de um coágulo é chamada de fibrinólise. Quando um coágulo é formado, uma enzima plasmática inativa chamada plasminogênio é incorporada ao coágulo. Tanto os tecidos do corpo quanto o sangue contêm substâncias que podem ativar o plasminogênio, que passa a se chamar plasmina ou fibrinolisina, uma enzima plasmática ativa. Entre essas substâncias estão a trombina, o fator XII ativado e o ativador do plasminogênio tecidual (tPA), que é sintetizado nas células endoteliais da maioria dos tecidos e liberado no sangue. Uma vez formada, a plasmina consegue dissolver um coágulo por meio da digestão dos filamentos de fibrina e inativação de substâncias como fibrinogênio, protrombina e fatores V e XII. TABELA 19.4 Fatores de coagulação. NÚMERO* NOME(S) FONTE VIA(S) DE ATIVAÇÃO I Fibrinogênio Fígado Comum II Protrombina Fígado Comum III Fator tecidual (tromboplastina) Tecidos dani cados e plaquetas ativadas Extrínseca IV Íons cálcio (Ca2+) Dieta, ossos e plaquetas Todas V Pró-acelerina, fator lábil ou globulina aceleradora (AcG) Fígado e plaquetas Extrínseca e intrínseca VII Acelerador da conversão da protrombina sérica (SPCA), fator estável ou pró- convertina Fígado Extrínseca VIII Fator anti-hemofílico (AHF), fator anti-hemofílico A ou globulina anti-hemofílica (AHG) Fígado Intrínseca IX Fator de Christmas, componente de tromboplastina plasmática (PTC) ou fator anti-hemofílico B Fígado Intrínseca X Fator de Stuart, fator de Prower ou tromboquinase Fígado Extrínseca e intrínseca XI Antecedente da tromboplastina plasmática (PTA) ou fator anti-hemofílico C Fígado Intrínseca XII Fator de Hageman, fator de contato ou fator anti-hemofílico D Fígado Intrínseca XIII Fator estabilizador da brina (FSF) Fígado e plaquetas Comum *Não existe fator VI. A protrombinase (ativador da protrombina) é uma combinação dos fatores V e X ativados. Mesmo que a trombina exerça efeito de feedback positivo na coagulação do sangue, a formação do coágulo normalmente permanece restrita ao local do dano. Um coágulo não se estende além do local lesado na circulação geral, em parte porque a fibrina absorve trombina no coágulo. Outro motivo para a formação localizada de coágulo é a dispersão de parte dos fatores de coagulação pelo sangue, cujas concentrações não são altas o suficiente para promover a coagulação disseminada. Vários outros mecanismos também controlam a coagulação do sangue. Por exemplo, as células endoteliais e os leucócitos produzem uma prostaglandina chamada prostaciclina que se opõe às ações do tromboxano A2. A prostaciclina é um poderoso inibidor da adesão e da liberação plaquetárias. Além disso, o sangue apresenta substâncias que retardam, suprimem ou evitam a coagulação sanguínea, chamadas 931 18. 19. 20. 21. 22. 19.8 • • anticoagulantes. Entre essas substâncias, incluímos a antitrombina, que bloqueia a ação de vários fatores, inclusive XII, X e II (protrombina); a heparina, um anticoagulante produzido pelos mastócitos e basófilos, que se combina à antitrombina e aumenta sua efetividade no bloqueio da trombina; e a proteína C ativada (PCA), que inativa os dois principais fatores de coagulação não bloqueados pela antitrombina e intensifica a atividade dos ativadores de plasminogênio. Lactentes que não possuem a capacidade de produzir PCA devido a mutação genética em geral morrem por conta de coágulos sanguíneos durante o primeiro ano de vida. Coagulação intravascular Apesar dos mecanismos fibrinolíticos e anticoagulantes, não raro, coágulos sanguíneos se formam dentro do sistema circulatório. Tais coágulos podem ser iniciados por superfícies endoteliais rugosas de um vaso sanguíneo resultantes de aterosclerose, traumatismo ou infecção. Essas condições induzem à adesão de plaquetas. Coágulos intravasculares também podem se formar quando o sangue flui muito lentamente (estase), possibilitando que fatores de coagulação se acumulem no local em concentrações altas o suficiente para iniciar a coagulação. A coagulação em um vaso sanguíneo não rompido (normalmente uma veia) é chamada de trombose. O coágulo, chamado trombo, pode se dissolverpor si só, espontaneamente. Se permanecer intacto, no entanto, o trombo pode se deslocar e ser levado pelo sangue. Coágulos sanguíneos, bolhas de ar, gordura de ossos quebrados ou fragmentos transportados na corrente sanguínea são chamados de êmbolo. Um êmbolo que se desprende de uma parede arterial pode se alojar em uma artéria de diâmetro menor e bloquear o fluxo de sangue para um órgão vital. Quando o êmbolo se aloja nos pulmões, a condição é chamada de embolia pulmonar. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Ácido acetilsalicílico (AAS) e agentes trombolíticos Nos pacientes com doenças cardíacas e/ou vasculares, os eventos da hemostasia podem ocorrer mesmo sem lesão externa do vaso sanguíneo. Em doses baixas, o ácido acetilsalicílico (AAS) inibe a vasoconstrição e a agregação de plaquetas, bloqueando a síntese de tromboxano A2, além de reduzir as chances de formação de trombo. Por conta desses efeitos, o AAS reduz o risco de ataques isquêmicos transitórios (AITs), AVE, infartos do miocárdio e bloqueio de artérias periféricas. Agentes trombolíticos são substâncias químicas injetadas no corpo para dissolver coágulos sanguíneos que já se formaram com objetivo de restaurar a circulação. Esses agentes ativam direta ou indiretamente o plasminogênio. O primeiro agente trombolítico, aprovado em 1982 pela FDA para a dissolução de coágulos nas artérias coronárias do coração, foi a estreptoquinase, produzida por estreptococos. Uma versão da engenharia genética do ativador de plasminogênio tecidual humano (tPA) é usada hoje em dia para tratar vítimas de infartos do miocárdio e acidentes vasculares cerebrais (AVC) ou encefálicos (AVE) causados por coágulos sanguíneos. TESTE RÁPIDO O que é hemostasia? Como ocorrem o espasmo vascular e a formação de tampão plaquetário? O que é fibrinólise? Por que o sangue raramente permanece coagulado dentro dos vasos sanguíneos? Como as vias extrínseca e intrínseca da coagulação sanguínea se diferem? Defina cada um dos seguintes termos: anticoagulante, trombo, êmbolo e agente trombolítico. Grupos e tipos sanguíneos OBJETIVOS Distinguir os grupos sanguíneos AB0 e Rh Explicar por que é tão importante a compatibilidade entre os tipos sanguíneos do doador e do receptor antes de administrar a transfusão. As superfícies das hemácias contêm inúmeros antígenos geneticamente determinados compostos de glicoproteínas e glicolipídios. Esses antígenos, chamados aglutinogênios, ocorrem em combinações características. Com base na presença ou ausência de vários antígenos, o sangue é classificado em diferentes grupos sanguíneos. Em um determinado grupo sanguíneo, pode haver dois ou mais tipos de sangue diferentes. Existem, pelo menos, 24 grupos sanguíneos e mais de 100 932 antígenos que podem ser detectados na superfície das hemácias. Aqui, discutiremos dois importantes grupos sanguíneos – AB0 e Rh. Os sistemas Lewis, Kell, Kidd e Duffy são exemplos de outros grupos sanguíneos. A incidência dos tipos sanguíneos AB0 e Rh varia entre os diferentes grupos populacionais, conforme mostra a Tabela 19.5. TABELA 19.5 Tipos sanguíneos nos EUA. TIPO SANGUÍNEO (PERCENTUAL) GRUPO POPULACIONAL 0 A B AB Rh+ Euro-americano 45 40 11 4 85 Afro-americano 49 27 20 4 95 Coreano-americano 32 28 30 10 100 Nipo-americano 31 38 21 10 100 Sino-americano 42 27 25 6 100 Nativo Americano 79 16 4 1 100 Grupo sanguíneo AB0 O grupo sanguíneo AB0 é baseado em dois antígenos glicolipídios chamados de A e B (Figura 19.12). Pessoas cujas hemácias demonstram apenas antígeno A apresentam sangue do tipo A. Aqueles com apenas antígeno B são do tipo B. Os indivíduos que apresentam tanto o antígeno A quanto o B são do tipo AB; aqueles que não têm antígeno A nem B são do tipo 0. Figura 19.12 Antígenos e anticorpos dos tipos sanguíneos AB0. Os anticorpos no plasma não reagem com os antígenos eritrocitários. Que anticorpos estão normalmente presentes no tipo sanguíneo O? Em geral, o plasma sanguíneo contém anticorpos chamados aglutininas que reagem com os antígenos A ou B se os dois se misturarem; são os anticorpos antiA, que reagem com o antígeno A, e os anticorpos antiB, que reagem com o antígeno B. A Figura 19.12 mostra os anticorpos encontrados em cada um dos quatro tipos de sangue. Não possuímos 933 anticorpos que reagem com os antígenos de nossas próprias hemácias, porém temos anticorpos contra quaisquer antígenos que nossas hemácias não possuam. Por exemplo, em caso de tipo sanguíneo B, a pessoa tem antígenos B nas hemácias e anticorpos antiA no plasma sanguíneo. Embora as aglutininas comecem a aparecer no sangue alguns meses depois do nascimento, ainda não foi esclarecido o motivo. Talvez sejam formadas em resposta às bactérias que normalmente habitam o sistema digestório. Uma vez que os anticorpos são grandes anticorpos do tipo IgM (ver Tabela 22.3) que não cruzam a placenta, a incompatibilidade AB0 entre a gestante e o feto raramente causa problemas. Transfusões Apesar das diferenças entre os antígenos das hemácias refletidas nos sistemas de grupo sanguíneo, o sangue é o tecido humano mais facilmente compartilhado, salvando milhares de vidas todos os anos por meio de transfusões. Transfusão de sangue consiste na transferência de sangue total ou componentes sanguíneos (hemácias ou plasma apenas) para a corrente sanguínea ou diretamente na medula óssea vermelha. Na maioria das vezes, a transfusão é realizada para corrigir anemia, para aumentar o volume de sangue (p. ex., depois de uma hemorragia significativa) ou para melhorar a imunidade. Entretanto, os componentes normais da membrana plasmática eritrocitária de uma pessoa podem desencadear respostas antígenoanticorpo danosas no receptor da transfusão. Na transfusão de sangue incompatível, anticorpos no plasma do receptor se ligam aos antígenos nas hemácias doadas, o que causa aglutinação de hemácias. A aglutinação é uma resposta antígenoanticorpo na qual há ligação cruzada das hemácias. (Observe que aglutinação não é a mesma coisa que coagulação sanguínea.) Quando esses complexos antígenoanticorpo se formam, eles ativam proteínas plasmáticas da família complemento (descrita na Seção 22.6). Essencialmente, o complemento torna porosa a membrana plasmática das hemácias doadas, causando hemólise ou ruptura das hemácias e liberação de hemoglobina no plasma sanguíneo. A hemoglobina liberada pode causar dano renal obstruindo os glomérulos renais. Embora bastante raro, é possível que os vírus que causam AIDS e hepatites B e C sejam transmitidos por transfusão de hemoderivados contaminados. Considere o que acontece quando uma pessoa com sangue do tipo A recebe uma transfusão de sangue do tipo B. O sangue do receptor (tipo A) contém antígenos A nas hemácias e anticorpos antiB no plasma. O sangue do doador (tipo B) contém antígenos B e anticorpos antiA. Nessa situação, duas coisas podem acontecer. Na primeira, os anticorpos antiB no plasma do receptor podem se ligar aos antígenos B nos eritrócitos do doador, causando aglutinação e lise das hemácias. Na segunda, os anticorpos antiA no plasma do doador podem se ligar aos antígenos A nas hemácias do receptor, uma reação menos grave porque os anticorpos antiA do doador estão tão diluídos no plasma do receptor que não promovem aglutinação e lise significativas das hemácias do receptor. Pessoas com sangue do tipo AB não apresentam anticorpos antiA nem antiB no plasma sanguíneo. Às vezes, são chamadas de receptores universais, porque teoricamente podem receber sangue de doadores de todos os quatro tipos de sangue. Elas não possuem anticorpos para atacar antígenos nas hemácias doadas. Pessoas com sangue do tipo 0 não possuem antígenos A nem B nas suas hemácias e são, muitas vezes, chamadas de doadores universais, pois, em teoria,podem doar sangue para todos os quatro tipos de sangue AB0. As pessoas do tipo 0 que precisam de sangue só podem receber sangue do tipo 0 (Tabela 19.6). Na prática, o uso dos termos receptor universal e doador universal gera confusão e pode ser perigoso. O sangue contém outros antígenos e anticorpos além dos associados ao sistema AB0 que podem causar reações transfusionais. Por isso, o sangue deve ser testado e avaliado com cuidado antes da transfusão. Em cerca de 80% da população, os antígenos solúveis do tipo AB0 aparecem na saliva e outros líquidos corporais. Nesses casos o tipo de sangue pode ser identificado a partir de uma amostra da saliva. Grupo sanguíneo Rh O grupo sanguíneo Rh é assim chamado porque o antígeno Rh, chamado de fator Rh, foi encontrado pela primeira vez no sangue do macaco Rhesus. Os alelos de três genes codificam o antígeno Rh. Pessoas cujas hemácias apresentam antígenos Rh são chamadas de Rh+ (Rhpositivo); aquelas que não apresentam antígenos Rh são designadas Rh– (Rhnegativo). A Tabela 19.5 mostra a incidência de Rh+ e Rh– em várias populações. Em geral, o plasma sanguíneo não contém anticorpos antiRh. Se uma pessoa Rh– receber uma transfusão de sangue Rh+, no entanto, o sistema imune começa a produzir anticorpos antiRh que persistem no sangue. Se uma segunda transfusão de sangue Rh+ ocorrer posteriormente, os anticorpos antiRh previamente formados causarão aglutinação e lise das hemácias no sangue doado e ocorre uma reação grave. Tipagem e compatibilidade sanguíneas para transfusão 934 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter22.html#ch22tab3 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter22.html#ch22-6 Para evitar incompatibilidades sanguíneas, os técnicos de laboratório fazem a tipagem do sangue do paciente e, depois disso, realizam uma prova de reação cruzada com o sangue do doador potencial ou verificam se há anticorpos. No procedimento de tipagem sanguínea AB0, gotas de sangue são misturadas a diferentes antissoros, que são soluções com anticorpos (Figura 19.14). Uma gota de sangue é misturada a soro antiA, que contém anticorpos antiA que aglutinam hemácias com antígeno A. Outra gota é misturada a soro antiB, que contém anticorpos antiB que aglutinam hemácias com antígenos B. Se as hemácias se aglutinarem apenas quando forem misturadas a soro antiA, o tipo sanguíneo é A. Se as hemácias se aglutinarem apenas quando misturadas ao soro antiB, o tipo de sangue é B. O sangue é AB se em ambas as gotas ocorrer a aglutinação de hemácias; se não houver aglutinação, o tipo de sangue é O. TABELA 19.6 Resumo das interações dos grupos sanguíneos AB0. CARACTERÍSTICA TIPO SANGUÍNEO A B AB 0 Aglutinogênio (antígeno) nas hemácias A B A e B Nem A nem B Aglutinina (anticorpo) no plasma Anti-B Anti-A Nem anti-A nem anti-B Anti-A e anti-B Tipos de sangue compatíveis (sem hemólise) A, 0 B, 0 A, B, AB, 0 0 Tipos de sangue incompatíveis (hemólise) B, AB A, AB – A, B, AB CORRELAÇÃO CLÍNICA | Doença hemolítica do recém-nascido O problema mais comum de incompatibilidade Rh, a doença hemolítica do recém-nascido (DHRN), pode surgir durante a gravidez (Figura 19.13). Normalmente, não ocorre contato direto entre o sangue materno e o fetal durante a gravidez. Entretanto, se um pequeno volume de sangue Rh+ extravasa através da placenta do feto para a corrente sanguínea da mãe Rh–, a mãe começa a produzir anticorpos anti-Rh. Como a maior possibilidade de extravasamento de sangue fetal para a circulação materna é na hora do parto, em geral, o primeiro lho não é afetado. Se a mulher engravidar de novo, no entanto, seus anticorpos anti-Rh podem atravessar a placenta e entrar na corrente sanguínea do feto. Se o feto for Rh–, não tem problema, pois o sangue Rh– não possui o antígeno Rh. Se o feto for Rh+, entretanto, aglutinação e hemólise causadas pela incompatibilidade entre feto e mãe ocorrem no sangue fetal. Uma injeção de anticorpos anti-Rh chamada de gamaglobulina anti-Rh pode ser aplicada para evitar a DHRN. Mulheres Rh– devem receber essa gamaglobulina antes do parto e logo depois de cada parto ou aborto. Esses anticorpos se ligam e inativam os antígenos Rh fetais antes que o sistema imune da mãe possa responder aos antígenos estranhos com a produção de seus próprios anticorpos anti-Rh. Figura 19.13 Desenvolvimento da doença hemolítica do recém-nascido (DHRN). A. Ao nascimento, um pequeno volume de sangue fetal geralmente atravessa a placenta e chega a corrente sanguínea da mãe. Pode ocorrer um problema quando a mãe é Rh– e o feto é Rh+, tendo herdado um alelo para os antígenos Rh do pai. B. O sistema imune da mãe responde à exposição ao antígeno Rh com a produção de anticorpos anti-Rh. C. Durante a gravidez subsequente, os anticorpos maternos cruzam a placenta para o sangue fetal. Se o segundo feto for Rh+, a reação antígeno-anticorpo resultante causa aglutinação e lise das hemácias fetais. O resultado é a DHRN. A DHRN ocorre quando anticorpos maternos anti-Rh cruzam a placenta e causam hemólise fetal. 935 Por que é improvável que o primeiro lho desenvolva DHRN? No procedimento de determinação do fator Rh, uma gota de sangue é misturada a antissoro contendo anticorpos que aglutinam hemácias com antígenos Rh. Se o sangue aglutinar, é Rh+ e, se isso não ocorrer, é Rh–. Figura 19.14 Tipagem sanguínea AB0. As áreas no quadrado mostram aglutinação das hemácias. No procedimento de tipagem sanguínea AB0, o sangue é misturado com soros antiA e antiB. 936 O que é aglutinação? CORRELAÇÃO CLÍNICA | Anticoagulantes Pacientes que correm risco mais elevado de formar coágulos sanguíneos podem receber anticoagulantes. A heparina e a varfarina são exemplos dessas substâncias. Muitas vezes, a heparina é administrada durante hemodiálise e cirurgia cardíaca a céu aberto. A varfarina atua como antagonista da vitamina K e, dessa forma, bloqueia a síntese de quatro fatores da coagulação. A varfarina age de maneira mais lenta que a heparina. Para evitar coagulação em sangue doado, muitas vezes, os bancos de sangue e laboratórios adicionam substâncias que removem Ca2+; EDTA (ácido etilenodiaminotetracético) e CPD (solução de citrato, fosfato e glicose) são dois exemplos. 937 23. 24. 25. • • • • • • • Uma vez conhecido o tipo de sangue do paciente, é selecionado o sangue de doador com os mesmos tipos AB0 e Rh. Na reação cruzada, as hemácias do possível doador são misturadas ao soro do receptor. Se a aglutinação não ocorrer, o receptor não apresenta anticorpos que atacam as hemácias do doador. Uma opção é analisar o soro do receptor com um painel de hemácias que têm antígenos sabidamente indutores de reações transfusionais para detectar eventuais anticorpos. TESTE RÁPIDO Que precauções precisam ser tomadas antes da realização de uma transfusão de sangue? O que é hemólise e como pode ocorrer depois de uma transfusão de sangue incompatível? Explique as condições que podem causar doença hemolítica do recémnascido. DISTÚRBIOS | DESEQUILÍBRIOS HOMEOSTÁTICOS Anemia Anemia é uma condição na qual a capacidade do sangue de transportar oxigênio está reduzida. Todos os muitos tipos de anemia são caracterizados por contagem menor de hemácias ou diminuição da concentração de hemoglobina no sangue. A pessoa se sente fadigada e intolerante ao frio, dois fatores relacionados com a falta do oxigênio necessário para a produção de ATP e calor. Além disso, a pele é pálida devido ao baixo conteúdo de hemoglobina de cor vermelha circulando nos vasos sanguíneos da pele. As causas e os tipos mais importantes de anemia são: A absorção inadequada de ferro, a perda excessiva de ferro, o aumento da demanda de ferro ou a ingestão de ferro insuficiente causam anemia ferropriva, o tipo mais comum de anemia. As mulheres correm risco mais elevado deanemia ferropriva devido às perdas sanguíneas menstruais e demandas mais altas de ferro para o feto em crescimento durante a gravidez. Perdas gastrintestinais, como nos casos de malignidades e ulcerações, também contribuem para este tipo de anemia A ingestão inadequada de vitamina B12 ou ácido fólico provoca a anemia megaloblástica, na qual a medula óssea vermelha produz hemácias grandes e anormais (megaloblastos). Também pode ser causada por fármacos que alteram a secreção gástrica ou são usados no tratamento de cânceres A hemopoese insuficiente resultante da incapacidade do estômago de produzir fator intrínseco necessário para a absorção de vitamina B12 no intestino delgado causa anemia perniciosa A perda excessiva de hemácias por causa de sangramentos resultantes de grandes feridas, úlceras do estômago ou especialmente menstruação intensa resulta em anemia hemorrágica As membranas plasmáticas das hemácias se rompem prematuramente na anemia hemolítica. A hemoglobina liberada extravasa para o plasma e pode danificar os glomérulos renais (unidades de filtragem). A anemia hemolítica pode resultar de defeitos hereditários como enzimas eritrocitárias anormais ou de agentes externos como parasitas, toxinas ou anticorpos de sangue transfundido incompatível A síntese deficiente de hemoglobina ocorre na talassemia, um grupo de anemias hemolíticas hereditárias. As hemácias são pequenas (microcíticas), pálidas (hipocrômicas) e de vida curta. A talassemia ocorre principalmente em populações de países que margeiam o Mar Mediterrâneo A destruição da medula óssea vermelha resulta em anemia aplásica. É causada por toxinas, radiação gama e alguns medicamentos que inibem as enzimas necessárias para hemopoese. Doença falciforme As hemácias de uma pessoa com doença falciforme contêm HbS, um tipo anormal de hemoglobina. Quando a HbS libera oxigênio para o líquido intersticial, ocorre a formação de estruturas rígidas e longas semelhantes a bastões que conferem à hemácia o formato de foice (Figura 19.15). As hemácias falciformes se rompem com facilidade. Mesmo que a eritropoese seja estimulada pela perda das hemácias, ela não consegue contrabalançar a hemólise. Os sinais e sintomas da doença falciforme são causados pelo afoiçamento das hemácias. Quando as hemácias se tornam falciformes, elas se degradam prematuramente (as hemácias falciformes morrem em cerca de 10 a 20 dias). Isso ocasiona anemia, que pode provocar dispneia, fadiga, palidez e atraso do crescimento e desenvolvimento das crianças afetadas. A rápida degradação e perda das hemácias também pode causar icterícia, que consiste na coloração amarela dos olhos e da pele. As hemácias falciformes não atravessam com facilidade os vasos sanguíneos e tendem a se agregar, formando grumos que obstruem os vasos sanguíneos. Essa situação priva os órgãos do corpo de oxigênio suficiente e causa dor (p. ex., nos ossos e no abdome), infecções graves e dano orgânico, sobretudo nos pulmões, no encéfalo, no baço e nos rins. Outras manifestações de doença falciforme são febre, taquicardia, edema e inflamação das mãos e/ou pés, úlceras de perna, dano ocular, sede excessiva, poliuria e ereções dolorosas e prolongadas nos homens. Quase todos os indivíduos com doença falciforme apresentam episódios dolorosos que podem durar horas a dias. Algumas pessoas apresentam um episódio a intervalos de alguns anos, enquanto outras têm vários episódios por ano. Os episódios podem variar de leves àqueles que exigem hospitalização. Qualquer 938 atividade que reduza a concentração de oxigênio no sangue, como a prática de exercícios vigorosos, pode provocar uma crise falciforme (agravamento da anemia, dor no abdome e nos ossos longos dos membros, febre e dispneia). Figura 19.15 Hemácias de uma pessoa com doença falciforme. As hemácias de uma pessoa com doença falciforme contêm um tipo anormal de hemoglobina. Quais são alguns dos sinais/sintomas da doença falciforme? A doença falciforme é hereditária. Pessoas com dois genes falciformes apresentam anemia grave, enquanto aquelas com apenas um gene defeituoso apresentam o traço falciforme. Genes falciformes são encontrados principalmente nas populações (ou seus descendentes) que moram no cinturão da malária ao redor do mundo, incluindo partes da Europa Mediterrânea, África Subsaariana e Ásia Tropical. Os genes responsáveis pela tendência das hemácias a se tornarem falciformes também modificam a permeabilidade das membranas plasmáticas das hemácias falciformes, causando o extravasamento de íons potássio. Níveis baixos de potássio matam os parasitas da malária que infectam as hemácias falciformes. Por causa desse efeito, uma pessoa com um gene normal e um gene falciforme apresenta resistência acima da média à malária. Desse modo, o fato de possuir um único gene falciforme confere um benefício de sobrevida. O tratamento da doença falciforme consiste na administração de analgésicos para aliviar a dor, terapia hídrica para manter a hidratação, oxigênio para reduzir a deficiência de oxigênio, antibióticos para conter infecções e transfusões de sangue. As pessoas que sofrem de doença falciforme apresentam hemoglobina fetal (HbF) normal, uma forma discretamente diferente de hemoglobina que predomina ao nascimento e é encontrada em pequenas quantidades depois do nascimento. Em alguns pacientes com doença falciforme, uma substância chamada hidroxiureia promove a transcrição do gene normal HbF, eleva o nível de HbF e reduz as chances de as hemácias se tornarem falciformes. Infelizmente, a hidroxiureia também exerce efeitos tóxicos na medula óssea e existem dúvidas quanto a sua segurança para uso prolongado. Hemofilia Hemofilia é uma deficiência hereditária da coagulação na qual pode ocorrer sangramento de maneira espontânea ou após microtraumatismos. É o mais antigo distúrbio hemorrágico hereditário conhecido; já foram encontradas descrições da doença oriundas do início do século II a.C. Em geral, a hemofilia acomete homens e muitas vezes é referida como “a doença real”, pois muitos descendentes da rainha Victória, começando com um dos seus filhos, foram afetados pela doença. Os diferentes tipos de hemofilia são decorrentes de deficiências de fatores distintos da coagulação sanguínea e exibem diversos graus de gravidade, variando de tendências hemorrágicas leves a significativas. A hemofilia é caracterizada por hemorragias intramusculares e subcutâneas traumáticas ou espontâneas, sangramentos nasais, hematúria e hemorragias nas articulações que provocam dor e dano tecidual. O tratamento envolve transfusões de plasma fresco ou concentrados do fator de coagulação deficiente para atenuar a tendência ao sangramento. Outro tratamento é a desmopressina (DDAVP), que pode elevar os níveis dos fatores de crescimento. 939 1. 2. 3. 4. Leucemia O termo leucemia se refere a um grupo de cânceres da medula óssea vermelha em que leucócitos anormais se multiplicam de maneira descontrolada. O acúmulo de leucócitos cancerosos na medula óssea vermelha interfere na produção de hemácias, leucócitos e plaquetas. Em consequência disso, a capacidade de transportar oxigênio do sangue diminui, o indivíduo se torna mais suscetível à infecção e a coagulação sanguínea se torna anormal. Na maioria das leucemias, os leucócitos cancerosos se espalham para os linfonodos, o fígado e o baço, provocando o aumento do tamanho desses órgãos. Todas as leucemias provocam os sinais/sintomas usuais de anemia (fadiga, intolerância ao frio e pele pálida). Além disso, podem ocorrer perda de peso, febre, sudorese noturna,sangramento excessivo e infecções recorrentes. Em geral, as leucemias são classificadas como agudas (os sinais/sintomas se desenvolvem rapidamente) e crônicas (os sinais/sintomas podem levar anos para se desenvolver). As leucemias também são classificadas com base no tipo de leucócito que se tornou maligno. A leucemia linfoblástica envolve células derivadas das células tronco linfoides (linfoblastos) e/ou linfócitos. A leucemia mieloide acomete células derivadas de célulastronco mieloides (mieloblastos). Combinando o surgimento dos sinais/sintomas e as células envolvidas, existem quatro tipos de leucemia: A leucemia linfoblástica aguda (LLA) é a leucemia mais comum em crianças, porém adultos também podem desenvolvêla. A leucemia mieloide aguda (LMA) afeta tanto crianças quanto adultos. A anemia linfoblástica crônica (ALC) é a leucemia mais comum em adultos, geralmente com mais de 55 anos. A leucemia mieloide crônica (LMC) ocorre principalmente em adultos. A causa da maioria dos tipos de leucemia não é conhecida. No entanto, alguns fatores de risco já foram implicados, e incluem exposição a radiação ou quimioterapia para outros cânceres, fatores genéticos (alguns problemas genéticos como síndrome de Down), fatores ambientais (tabagismo e benzeno) e microrganismos como o vírus da leucemia/linfoma de células T humanas 1 (HTLV1) e o vírus EpsteinBarr (EBV). As opções de tratamento englobam agentes citotóxicos, irradiação, transplante de célulastronco, interferona, anticorpos e transfusão de sangue. TERMINOLOGIA TÉCNICA Banco de sangue. Instituição que coleta e armazena uma reserva de sangue para uso futuro pelo doador e outras pessoas. Uma vez que bancos de sangue apresentam outras e diversas funções (imunohematologia, trabalho de referência, educação médica continuada, armazenamento de tecido e osso e consulta clínica) são mais apropriadamente referidos como centros de medicina transfusional. Cianose. Alteração de cor discretamente azulada/arroxeada da pele, observada com mais facilidade nos leitos ungueais e nas túnicas mucosas devido ao aumento da concentração de hemoglobina reduzida, que consiste em hemoglobina não combinada com o oxigênio no sangue sistêmico. Flebotomista. Técnico especializado em coletar sangue. Gamaglobulina. Solução de imunoglobulinas do sangue que consiste em anticorpos que reagem com patógenos específicos, como vírus. É preparada com a injeção do vírus específico em animais, remoção de sangue dos animais após acúmulo dos anticorpos, isolamento dos anticorpos e sua injeção no ser humano a fim de conferir imunidade a curto prazo. Hemocromatose. Distúrbio do metabolismo do ferro caracterizado pela absorção excessiva de ferro ingerido e excesso de depósito de ferro nos tecidos (especialmente fígado, coração, hipófise, gônadas e pâncreas) que resulta em coloração bronzeada da pele, cirrose, diabetes melito e anormalidades ósseas e articulares. Hemodiluição normovolêmica aguda. Remoção de sangue imediatamente antes da cirurgia e sua substituição por uma solução acelular para manter o volume sanguíneo suficiente para a circulação adequada. Ao final da cirurgia, uma vez controlado o sangramento, o sangue coletado é devolvido ao corpo. Hemorragia. Perda de grande volume de sangue; pode ser interna (dos vasos sanguíneos para os tecidos) ou externa (dos vasos sanguíneos diretamente para a superfície do corpo). Icterícia. Coloração amarelada anormal da esclera dos olhos, da pele e das túnicas mucosas devido ao excesso de bilirrubina (pigmento amareloalaranjado) no sangue. As três principais categorias de icterícia são icterícia pré hepática, devido ao excesso de produção de bilirrubina; icterícia hepática, processamento de bilirrubina anormal pelo fígado causado por doença hepática congênita, cirrose (formação de tecido cicatricial) hepática ou hepatite (inflamação do fígado); e icterícia extra(pós)hepática, devido ao bloqueio da drenagem de bile por cálculos biliares ou câncer do intestino ou pâncreas. Sangue total. Sangue contendo todos os elementos figurados, plasma e solutos do plasma em concentrações naturais. Septicemia. Existência e multiplicação de toxinas ou bactérias causadoras de doença no sangue. Transfusão préoperatória autóloga. Doação de sangue da própria pessoa; pode ser feita até 6 semanas antes de uma cirurgia eletiva. Também chamada de prédoação. Esse procedimento elimina o risco de incompatibilidade e de doenças transmitidas pelo sangue. 940 1. 2. 19.1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 19.2 1. 2. 3. 19.3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 19.4 1. 2. 3. 4. Trombocitopenia. Contagem de plaquetas muito baixa que resulta em tendência dos capilares ao sangramento. Venissecção. Incisão de uma veia para coleta de sangue. Embora flebotomia seja sinônimo de venissecção, na prática clínica, a flebotomia se refere à sangria terapêutica como a remoção de um pouco de sangue para reduzir sua viscosidade no paciente com policitemia. REVISÃO DO CAPÍTULO Conceitos essenciais Introdução O sistema circulatório consiste em sangue, coração e vasos sanguíneos. O sangue é um tecido conjuntivo líquido que consiste em elementos figurados (células e fragmentos celulares) circundados por uma matriz extracelular líquida (plasma sanguíneo). Funções e propriedades do sangue O sangue transporta oxigênio, dióxido de carbono, nutrientes, escórias metabólicas e hormônios. O sangue ajuda a regular o pH, a temperatura corporal e o conteúdo de água das células. O sangue confere proteção por meio da coagulação e do combate a toxinas e micróbios pela ação de determinados leucócitos fagocíticos ou proteínas plasmáticas especializadas. As características físicas do sangue incluem viscosidade maior que a da água, temperatura de 38°C e pH de 7,35 a 7,45. O sangue constitui cerca de 8% do peso corporal e seu volume varia de 4 a 6 ℓ em adultos. O sangue é composto aproximadamente por 55% de plasma sanguíneo e 45% de elementos figurados. Hematócrito é o percentual do volume de sangue total ocupado pelas hemácias. O plasma sanguíneo é composto por 91,5% de água e 8,5% por solutos. Os principais solutos são proteínas (albuminas, globulinas, fibrinogênio), nutrientes, vitaminas, hormônios, gases respiratórios, eletrólitos e escórias metabólicas. Hemácias (eritrócitos), leucócitos e plaquetas são os elementos figurados do sangue. Formação das células sanguíneas Hemopoese é a formação de células sanguíneas a partir de célulastronco hematopoéticas na medula óssea vermelha. As célulastronco mieloides formam hemácias, plaquetas, granulócitos e monócitos. As célulastronco linfoides dão origem aos linfócitos. Vários fatores de crescimento hematopoéticos estimulam a diferenciação e a proliferação de diversas células sanguíneas. Hemácias (eritrócitos) Hemácias maduras são discos bicôncavos sem núcleo e contendo hemoglobina. A função da hemoglobina nas hemácias é transportar oxigênio e parte do dióxido de carbono. As hemácias vivem cerca de 120 dias. Um homem saudável apresenta aproximadamente 5,4 milhões de hemácias por μℓ de sangue; uma mulher saudável tem em torno de 4,8 milhões/μℓ. Depois da fagocitose de hemácias envelhecidas pelos macrófagos, a hemoglobina é reciclada. A formação de hemácias, chamada de hematopoese ou eritropoese, ocorre na medula óssea vermelha adulta de determinados ossos; é estimulada pela hipoxia que induz a liberação de eritropoetina pelos rins. A contagem de reticulócitos é um exame laboratorial que indica a taxa de eritropoese. Leucócitos Os leucócitos são células nucleadas. Os dois principais tipos são os granulócitos (neutrófilos, eosinófilos e basófilos) e os agranulócitos (linfócitos e monócitos). A função geral dos leucócitos é de combater inflamação e infecção. Os neutrófilose macrófagos (que se desenvolvem a partir dos monócitos) fazem isso por meio da fagocitose. Os eosinófilos combatem os efeitos da histamina em reações alérgicas, fagocitam complexos antígenoanticorpo e combatem vermes parasitas. Os basófilos liberam heparina, histamina e serotonina nas reações alérgicas que intensificam a resposta inflamatória. Os linfócitos B, em resposta a substâncias estranhas (antígenos), se diferenciam em plasmócitos que produzem anticorpos. Os anticorpos se fixam aos antígenos e os neutralizam. Essa resposta antígenoanticorpo combate infecções e confere imunidade. Os linfócitos T destroem os invasores estranhos de maneira direta. As células destruidoras naturais (NK, natural killer) atacam microrganismos infecciosos e células tumorais. 941 5. 19.5 1. 2. 19.6 1. 2. 3. 19.7 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 19.8 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 19.1 19.2 Com exceção dos linfócitos, que podem viver anos, os leucócitos geralmente vivem apenas algumas horas ou alguns dias. O sangue normal contém 5.000 a 10.000 leucócitos/μℓ. Plaquetas As plaquetas são fragmentos celulares em forma de disco derivadas dos megacariócitos. O sangue normal contém 150.000 a 400.000 plaquetas/μℓ. As plaquetas ajudam a interromper a perda de sangue de vasos sanguíneos danificados por meio da formação de um tampão plaquetário. Transplantes de célulastronco de medula óssea e sangue de cordão umbilical Transplantes de medula óssea envolvem remoção de medula óssea vermelha como fonte de célulastronco da crista ilíaca. No transplante de sangue do cordão umbilical, célulastronco da placenta são removidas do cordão umbilical. Os transplantes de sangue do cordão umbilical oferecem algumas vantagens em relação aos transplantes de medula óssea. Hemostasia Hemostasia se refere à interrupção do sangramento. A hemostasia envolve espasmo vascular, formação de tampão plaquetário e coagulação sanguínea. No espasmo vascular, o músculo liso da parede do vaso sanguíneo se contrai, o que retarda a perda de sangue. A formação do tampão plaquetário envolve agregação de plaquetas para interromper o sangramento. Coágulo é uma rede de fibras proteicas insolúveis (fibrina) na qual os elementos figurados do sangue são aprisionados. As substâncias químicas envolvidas na coagulação são conhecidas como fatores de coagulação. A coagulação do sangue envolve uma cascata de reações que pode ser dividida em três estágios: formação de protrombinase, conversão de protrombina em trombina e conversão de fibrinogênio solúvel em fibrina insolúvel. A coagulação é iniciada pela interação das vias extrínseca e intrínseca da coagulação sanguínea. A coagulação normal demanda vitamina K e é seguida pela retração do coágulo e, por fim, fibrinólise (dissolução do coágulo). A coagulação em um vaso sanguíneo íntegro é chamada de trombose. Um trombo que se desloca do seu local de origem é chamado de êmbolo. Grupos e tipos sanguíneos Os grupos sanguíneos AB0 e Rh são determinados geneticamente e baseados em respostas antígenoanticorpo. No grupo sanguíneo AB0, a existência ou não de antígenos A e B na superfície das hemácias determina o tipo de sangue. No sistema Rh, indivíduos cujas hemácias apresentam antígenos Rh são classificados de Rh+ e aqueles que não apresentam o antígeno são Rh–. A doença hemolítica do recémnascido (DHRN) pode ocorrer quando uma mulher Rh– engravida e o feto é Rh+. Antes da transfusão do sangue, o tipo sanguíneo do receptor é determinado e, em seguida, é submetido à prova de reação cruzada com o sangue do potencial doador ou analisado quanto à existência de anticorpos. QUESTÕES PARA AVALIAÇÃO CRÍTICA Recentemente, Shirlei utilizou antibióticos de amplo espectro para combater uma infecção urinária recorrente. Quando estava cortando legumes, ela se cortou e teve dificuldades para cessar o sangramento. De que maneira os antibióticos poderiam ter influenciado o sangramento de Shirlei? A Sra. Brown está com insuficiência renal. Seus exames de sangue recentes indicaram hematócrito de 22. Por que o hematócrito da Sra. Brown está baixo? O que pode ser feito para elevar o hematócrito dela? Thomas está com hepatite, o que está comprometendo suas funções hepáticas. Que tipos de sinais/sintomas ele está tendo com base na(s) função(ções) hepáticas relacionada(s) ao sangue? RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS FIGURAS O volume de sangue corresponde a cerca de 8% da massa corporal, aproximadamente 5 a 6 ℓ nos homens e 4 a 5 ℓ nas mulheres. Por exemplo, uma pessoa de 70 kg apresenta um volume sanguíneo de 5,6 ℓ (70 kg × 8% × 1 ℓ/kg). Plaquetas são fragmentos celulares. 942 19.3 19.4 19.5 19.6 19.7 19.8 19.9 19.10 19.11 19.12 19.13 19.14 19.15 As célulastronco pluripotentes se desenvolvem a partir do mesênquima. Uma molécula de hemoglobina consegue transportar no máximo 4 moléculas de O2, cada uma ligada a um grupo heme. Transferrina é uma proteína plasmática que transporta ferro no sangue. Ao se mudar para uma altitude elevada, o hematócrito sobe devido ao aumento da secreção de eritropoetina. Os neutrófilos, eosinófilos e basófilos são chamados de leucócitos granulócitos porque possuem grânulos citoplasmáticos visíveis à microscopia óptica quando corados. Os linfócitos circulam do sangue para os tecidos e dos tecidos para o sangue. Depois de deixar o sangue, outros leucócitos permanecem nos tecidos até morrerem. Juntamente com a formação do tampão plaquetário, o espasmo vascular e a coagulação sanguínea contribuem para a hemostasia. O soro consiste em plasma sanguíneo sem as proteínas de coagulação. O resultado do primeiro estágio da coagulação é a formação de protrombinase. O sangue de tipo 0 geralmente contém anticorpos antiA e antiB. Como é mais provável que a mãe comece a produzir anticorpos antiRh depois do parto do primeiro filho, ele não sofre danos. Aglutinação se refere ao agrupamento de hemácias. Anemia, icterícia, dor óssea, dispneia, aceleração da frequência cardíaca, dor abdominal, febre e fadiga são algumas das manifestações da doença falciforme. 943 ____________ *1 μl = 1 mm3 = 106 litro. 944 Coração e homeostasia O coração contribui para a homeostasia por meio do bombeamento de sangue pelos vasos sanguíneos para os tecidos do corpo, do fornecimento de oxigênio e nutrientes e da remoção de escórias metabólicas. No capítulo anterior vimos que o sistema circulatório é formado pelo sangue, pelo coração e pelos vasos sanguíneos. Também foi examinada a composição e as funções do sangue; neste capítulo, você conhecerá a bomba que faz o sangue circular por todo o corpo – o coração. Para que o sangue alcance as células do corpo e troque materiais com elas, deve ser bombeado continuamente por meio do coração ao longo dos vasos sanguíneos do corpo. O coração se contrai cerca de 100 mil vezes ao dia, o que perfaz aproximadamente 35 milhões de contrações em 1 ano, e cerca de 2,5 bilhões de vezes ao longo de um período médio de vida. O lado esquerdo do coração bombeia o sangue por estimados 120 mil km de vasos sanguíneos, o que equivale a circular a Terra (na altura do equador) aproximadamente três vezes. O lado direito do coração bombeia o sangue através dos pulmões, possibilitando que o sangue receba oxigênio e elimine o dióxido de carbono. Mesmo quando dormimos, o coração bombeia 30 vezes o seu próprio peso a cada minuto, o que corresponde aproximadamente 5 ℓ de sangue para os pulmões e o mesmo volume para o restante do corpo. O coração bombeia mais de cerca de 14 mil litros de sangue em 1 dia, ou 5 milhões de litros em 1 ano. No entanto, não passamos todo o tempo dormindo, e o coração bombeia ainda mais vigorosamente quando estamos ativos. Assim, o volume real de sangue que o coração bombeia em um único dia é muito maior. O estudo científico do coração normal e das doençasassociadas é chamado cardiologia. Este capítulo explora a estrutura do coração e as propriedades únicas que possibilitam o bombeamento vitalício, sem descanso. 945 20.1 • • • • Anatomia do coração OBJETIVOS Descrever a localização do coração Descrever a estrutura do pericárdio e da parede do coração Discutir a anatomia (externa e interna) das câmaras do coração Correlacionar a espessura das câmaras do coração com suas funções Localização do coração Apesar de sua potência, o coração é relativamente pequeno, aproximadamente do tamanho (mas não com a mesma forma) de sua mão fechada. Tem aproximadamente 12 cm de comprimento, 9 cm de largura em seu ponto mais amplo, e 6 cm de espessura. Pesa em média 250 g nas mulheres adultas e 300 g nos homens adultos. O coração repousa sobre o diafragma, próximo da linha mediana da cavidade torácica. Lembrese de que a linha mediana é uma linha vertical imaginária que divide o corpo em lados esquerdo e direito, não simétricos. O coração encontrase no mediastino, uma região anatômica que se estende do esterno à coluna vertebral, da primeira costela ao diafragma, e entre os pulmões (Figura 20.1A). Aproximadamente dois terços da massa do coração encontramse à esquerda da linha mediana do corpo (Figura 20.1B). Você pode visualizar o coração como um cone deitado de lado. O ápice pontiagudo é formado pela ponta do ventrículo esquerdo (a câmara inferior do coração) e está situado sobre o diafragma. O ápice está direcionado para frente, para baixo e para a esquerda. A base do coração está do lado oposto ao ápice e constitui sua face posterior. É formada pelos átrios (câmaras superiores) do coração, principalmente o átrio esquerdo (ver Figura 20.3C). Figura 20.1 Posição do coração e das estruturas associadas no mediastino. As posições das estruturas do coração e associadas no mediastino estão indicadas por linhas tracejadas. O coração está localizado no mediastino, com dois terços de sua massa à esquerda da linha mediana. 946 O que é o mediastino? Além do ápice e da base, o coração tem diversas faces. A face esternocostal é profunda ao esterno e às costelas. A face diafragmática é a parte do coração entre o ápice e a margem direita e se apoia principalmente no diafragma (Figura 20.1B). A margem direita está voltada para o pulmão direito e se estende da face inferior à base. A margem esquerda está voltada para o pulmão esquerdo e se estende da base ao ápice. Pericárdio A membrana que envolve e protege o coração é o pericárdio. Restringe o coração à sua posição no mediastino, possibilitando liberdade de movimento suficiente para a contração vigorosa e rápida. O pericárdio consiste em duas partes principais: (1) o pericárdio fibroso e (2) o pericárdio seroso (Figura 20.2A). O pericárdio fibroso, superficial, é composto por tecido conjuntivo inelástico, resistente, denso e irregular. Assemelhase a uma bolsa que repousa sobre o diafragma, fixandose nele; a extremidade aberta está fundida aos tecidos conjuntivos dos vasos sanguíneos que entram e saem do coração. O pericárdio fibroso impede a hiperdistensão do coração, fornece proteção e ancora o coração no mediastino. O pericárdio fibroso próximo ao ápice do coração está parcialmente fundido ao tendão central do diafragma; por conseguinte, o movimento do diafragma, como na respiração profunda, facilita a circulação do sangue pelo coração. O pericárdio seroso, mais profundo, é uma membrana mais fina, delicada, que forma uma dupla camada em torno do coração (Figura 20.2A). A lâmina parietal do pericárdio seroso mais externa está fundida ao pericárdio fibroso. A lâmina visceral do pericárdio seroso mais interna, que também é chamada epicárdio, é uma das camadas da parede do coração e adere firmemente à sua superfície. Entre as camadas parietal e visceral do pericárdio seroso existe uma fina película de líquido seroso lubrificante. Esta secreção das células pericárdicas, conhecida como líquido pericárdico, reduz o atrito entre as camadas do pericárdio seroso conforme o coração se move. O espaço que contém os poucos mililitros de líquido pericárdico é chamado cavidade do pericárdio. Figura 20.2 Pericárdio e parede do coração. O pericárdio é um saco de três camadas que envolve e protege o coração. 947 Qual camada é parte tanto do pericárdio quanto da parede do coração? CORRELAÇÃO CLÍNICA | Reanimação cardiopulmonar A reanimação cardiopulmonar (RCP) é o procedimento de emergência para o estabelecimento de frequências cardíaca e respiratória normais. A RCP convencional utiliza uma combinação de compressão cardíaca e ventilação arti cial dos pulmões via respiração boca a boca. Por muitos anos, esta combinação foi o único método de RCP. Recentemente, no entanto, a RCP utilizando só compressões torácicas se tornou o método preferido. Como coração encontra-se entre duas estruturas rígidas – o esterno e a coluna vertebral – a compressão do tórax pode ser usada para forçar o sangue para fora do coração e em direção à circulação. Depois de ligar para a emergência, deve-se iniciar as compressões torácicas. No procedimento, deve-se aplicar compressões torácicas fortes e rápidas a uma frequência de 100 por minuto e de 2 cm de profundidade no adulto. Isso deve ser continuado até que pro ssionais de saúde treinados cheguem ou um des brilador automático externo esteja disponível. A RCP convencional é ainda recomendada para lactentes e crianças, assim como para quem sofre de falta de oxigênio, como por exemplo, vítimas de afogamento, overdose de drogas ou envenenamento por monóxido de carbono. Estima-se que a RCP utilizando apenas as compressões torácicas salve cerca de 20% mais vidas do que o método convencional. Além disso, este método aumenta a taxa de sobrevida de 18 para 34% em comparação com o método tradicional ou nenhum método. Também é mais fácil para um funcionário da equipe de emergência dar instruções sobre a RCP utilizando apenas compressões do tórax para espectadores assustados. Por m, como o medo da população de contrair doenças contagiosas – como HIV, hepatite e tuberculose – continua aumentando, os espectadores são muito mais propensos a realizar a RCP utilizando apenas compressões do tórax, em vez do método padrão. 948 CORRELAÇÃO CLÍNICA | Pericardite A in amação do pericárdio é chamada pericardite. O tipo mais comum, a pericardite aguda, começa repentinamente e não tem causa conhecida na maior parte dos casos, mas às vezes está ligada a uma infecção viral. Como resultado da irritação ao pericárdio, há dor torácica que pode se irradiar para o ombro esquerdo e pelo braço esquerdo (muitas vezes confundida com um infarto agudo do miocárdio) e atrito pericárdico (um som de arranhado ou rangido auscultado por meio do estetoscópio quando a lâmina visceral do pericárdio seroso atrita contra a lâmina parietal do pericárdio seroso). A pericardite aguda geralmente persiste por 1 semana e é tratada com medicamentos que reduzem a in amação e a dor, como o ibuprofeno ou o ácido acetilsalicílico. A pericardite crônica começa gradualmente e é de longa duração. Em uma das modalidades desta condição, há acúmulo de líquido pericárdico. Se muito líquido se acumula, esta é uma condição potencialmente fatal, porque o líquido comprime o coração, em uma condição chamada tamponamento cardíaco. Como resultado da compressão, o enchimento ventricular é diminuído, o débito cardíaco é reduzido, o retorno venoso ao coração é diminuído, a pressão arterial diminui e a respiração é difícil. Na maior parte dos casos, a causa da pericardite crônica envolvendo tamponamento cardíaco não é conhecida, mas às vezes resulta de condições como câncer e tuberculose. O tratamento consiste na drenagem do excesso de líquido por meio de uma agulha introduzida na cavidade do pericárdio. Camadas da parede do coração A parede do coração é constituída por três camadas