Microcirculação e edema - Fisiologia

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Fisiologia – Microcirculação e Edema 		 22/11/2016 – Fernanda R.
INTRODUÇÃO
Existe um controle muito fino dos tecidos para o controle da quantidade de sangue que entra nos tecidos e que sai dos tecidos. Esse controle é feito muito localmente, de forma que o próprio tecido libera substâncias que podem levar à vasodilatação ou à vasoconstrição. Um tecido metabolicamente ativo que necessita em determinado momento de um maior aporte de sangue irá sinalizar isso, de forma que haja uma circulação aumentada naquele local enquanto outros que não estão em uma atividade metabólica tão intensa, não necessitam realizar essa sinalização.
MICROCIRCULAÇÃO
É a circulação que ocorre nos vasos cujos diâmetros são inferiores a 100 micrômetros – incluindo arteríolas, metarteríolas, capilares e vênulas – e está ligada a função de realizar a troca de substâncias entre os capilares e os tecidos. 
Basicamente, o controle da vasodilatação e da vasoconstrição vai acontecer nos vasos que possuem musculatura lisa que possa então realizar esse papel. Na ramificação do sistema circulatório, os vasos se iniciam com um maior calibre – como a aorta e as veias – e ocorrem inúmeras subdivisões até que chegam aos tecidos onde tem-se os capilares. 
Os vasos de menor calibre vão compor a microcirculação. As arteríolas, conhecidas como vasos de resistência, possuem uma camada endotelial circundada por uma musculatura lisa que responde muito bem à esses estímulos que são gerados pelo próprio endotélio – pode gerar estímulos que levam a uma vasodilatação ou vasoconstrição. Os capilares, conhecidos como vasos de troca, são os locais onde ocorrem as trocas não só de gases, mas de substâncias que são importantes. Através dessa microvasculatura que chega sangue, nutrientes, gases para que os tecidos possam realizar o seu metabolismo e da mesma forma levará dióxido de carbono (CO2), excretas metabólicas, ou seja, substâncias que não são mais necessárias para esses tecidos. As vênulas também apresentam endotélio, o tecido que a circundo é fibroso e elas são conhecidas como vasos de capacitância – vasos que estocam o sangue no corpo. Cada vaso irá apresentar uma função de acordo com a sua estrutura/organização morfofuncional. A circulação sanguínea se dá de um local de maior pressão para um local de menor pressão. Basicamente a troca que se tem no epitélio é de água e íons, basicamente. 
Os capilares vão ser de três tipos diferentes: contínuos – encontrados na maioria dos tecidos, possuem pequenos poros; fenestrados – aumento da passagem de água e íons, também ocorre passagem de ureia (há presença de poros maiores e são recobertos por uma membrana) e está presente nos tecidos renais; sinusoides ou descontínuos – são conhecidos por terem passagens muito grandes, que permite a passagem até mesmo de células. Estarão presentes em tecidos que precisam realizar a troca de moléculas grandes, como medula óssea, hepatócitos, entre outros. 
Deve-se lembrar que os gases conseguem ultrapassar a membrana, já que é uma molécula pequena e hidrofóbica, e realiza esse processo com grande facilidade – CO2 e oxigênio principalmente. Para moléculas hidrofílicas, existem aquaporinas, poros de água, que conseguem permitir a passagem de água, de íons. Muitas outras moléculas só conseguem atravessar a membrana através de vesículas, formação de vesículas, onde tem-se um endocitose com formação de um endossomo e assim vai de um local para o outro. 
 
Nessa imagem, é possível observar-se todas as possibilidades de passagem de moléculas. Tem-se o plasma, o interstício do tecido e do sangue para o tecido pode haver passagem de moléculas como água e íons em grandes quantidades, pela via fenestrada. Pode-se ter passagem de moléculas lipofílicas e gases diretamente pela membrana da célula, chamada de via transcelular e de moléculas ainda maiores como proteínas, aminoácidos através de proteínas transportadoras – serão transportadas através de vesículas (aminoácidos, glicoses) ou passagem direta pelas fendas intercelulares, que é o caso dos epitélios que apresentam capilares descontínuos. Dependendo do tamanho da molécula, se ela é hidrofílica ou hidrofóbica, ela será capaz de atravessar de um lado para outro. Isso é muito importante pois o que mantém a homeostasia de uma célula é a concentração de soluto que se tem entre um meio e outro – se há um desbalanceamento entre essas quantidades, a água tende a se deslocar do local de menor concentração de soluto para o local onde há maior concentração do mesmo. O corpo humano é rico em água, assim como os vasos e dessa forma ela tem uma tendência de entrar e sair o tempo inteiro. Porém, deve-se existir um balanço muito grande entre o que acontece no tecido, o que acontece no vaso para permitir que essa entrada e essa saída sejam feitas de forma equilibrada. Quando ocorre um desequilíbrio desse sistema, ocorre a formação do edema. 
Na barreira hemato-encefálica, os capilares são do tipo contínuo e apresentam poucos canais que permitem a passagem de moléculas, quase não apresentam vesículas de transporte e apresenta capilares mais limitantes na passagem de moléculas, ou seja, limita a troca entre os fluidos e por isso sabe-se que poucas moléculas ultrapassam essa barreira. 
MICROCIRCULAÇÃO
A microcirculação é muito pessoal de cada tecido, pois vai depender principalmente do metabolismo do mesmo – o controle é muito intenso e realizado pelo próprio tecido.
Se temos um tecido que tem uma atividade metabólica muito intensa, ele terá que ter uma microcirculação muito mais ativa em comparação àquele tecido que apresenta uma atividade metabólica menos intensa. Logo, a microcirculação é variável de órgão para órgão, dependendo seu papel e de sua demanda energética. Dentre as necessidades do tecido, está a necessidade de oxigênio e se o suprimento desse gás se encontra reduzido, isso significa que naquele tecido está chegando menos sangue ou houve até mesmo uma diminuição da quantidade de hemoglobina. Sem oxigênio, consequentemente há um aumento de CO2 e automaticamente há um aumento de íons H+, fazendo com que o pH fique mais ácido. Isso acaba sendo um estímulo para a célula muscular dos vasos, das arteríolas, realizar a vasodilatação de forma a aumentar o seu calibre – aumentando assim o aporte de sangue para o local. Existem outros controles e um deles é a partir do óxido nítrico, que é produzido pelas células endoteliais, a partir da ativação de uma enzima chamada de óxido nítrico sintase que quebra arginina em óxido nítrico. Esse gás irá se difundir totalmente, indo para a célula muscular lisa e ativando uma via de sinalização, dependente de GTP, que consequentemente leva ao relaxamento da musculatura. O próprio endotélio realiza esse processo naturalmente, quando se começa a ter uma necessidade por parte do tecido consequentemente ocorre a vasodilatação, sendo que quando há uma maior chegada de sangue, que “empurra” a parede do vaso, tem-se uma força suficiente para estimular a liberação do óxido nítrico. Esse estímulo a partir desse contato do sangue com o endotélio, é chamado de cisalhamento. A produção do óxido nítrico também pode ocorrer via parassimpática, mas ocorre em poucos tecidos. Existe ainda uma nova via independente dos sistemas autônomos simpático e parassimpático, chamada de nervos nitrérgicos – estimulam a liberação do óxido nítrico. 
Falando um pouco das outras necessidades do tecido, o mesmo também necessita de:
· Suprimentos de glicose
· Remoção do gás carbônico 
· Remoção de hidrogênio 
· Manutenção da concentração de outros íons 
· Transporte de vários hormônios 
Quando se fala em pressão arterial alta, deve-se entender que existe um grande problema. Se ocorre um aumento da pressão arterial, teoricamente, inicia-se uma injúria do tecido e uma consequente produção de substâncias que ao invés de levar a uma vasodilatação, causam uma vasoconstrição. Então, toda vez que há um estresse do tecido, inicia-se uma vasoconstrição. 
Como dito anteriormente, os capilares são vasos de troca – entre o que se encontra nosistema circulatório e no líquido intersticial –, são constituídos de uma única camada de células e é onde ocorre o controle local do fluxo sanguíneo, especialmente onde há musculatura lisa – principalmente nas arteríolas e esfíncteres pré-capilares (controle do fluxo sanguíneo) –, onde também ocorrendo o direcionamento do sangue, dependendo do metabolismo de cada tecido. A troca entre esses capilares será basicamente de gases ou passagem de moléculas hidrossolúveis, principalmente a água. Na maioria dos capilares, seja fenestradro ou contínuo, a passagem principal sempre é de água e íons. As trocas são separadas em duas situações: difusão passiva (transporte de soluto) e o transporte da água, que é feito pela osmose em que ocorre passagem de um local onde há menos concentração de soluto para um local que a concentração do mesmo é maior. Onde se tem uma menor concentração de soluto, tem-se uma maior concentração de água e dessa forma há um aumento da pressão hidrostática. 
A troca de substância entre os capilares e os tecidos ocorre por:
· Difusão
· Filtração
· Absorção
A filtração e a absorção têm a ver com o caminho que a água e os íons fazem no tecido, então quando se fala em transporte de líquido – água misturada com íons – usa-se basicamente esses dois termos. A filtração é a passagem desse líquido do vaso em direção ao interstício do tecido e absorção é o inverso, ou seja, é a passagem de líquido do interstício para o vaso sanguíneo. Existe uma influência no tamanho das moléculas para a difusão, sendo que só as moléculas de tamanho menor são capazes de atravessar a membrana.
Nessa tabela, é possível observar a permeabilidade relativa do músculo esquelético que apresenta capilares do tipo contínuo – encontrado na maioria dos tecidos. Quanto mais próximo de 1 for a permeabilidade, mais permeável é a molécula. Conforme a molécula aumenta de tamanho, observa-se uma redução drástica da permeabilidade. Mesmo sendo impermeável a algumas proteínas, não quer dizer que em algumas situações não possa se ter escape – existem substâncias que exercem influência sobre o citoesqueleto da célula epitelial, podendo permitir a passagem de moléculas maiores. 
O que determina o caminho que essas substâncias, principalmente água e íons, irão fazer ao longo dessas trocas são as forças de Starling. Essas forças são quatro e levam em consideração quatro variáveis: 
· Pressão hidrostática: existirá tanto dentro do capilar como no interstício do tecido
· Pressão capilar (Pc)
· Pressão do líquido intersticial (Pli)
· Pressão oncótica ou coloidosmótica: a pressão relacionada à quantidade de proteínas, presentes tanto no capilar quanto no interstício do tecido.
· Pressão coloidosmótica plasmática capilar (πc)
· Pressão coloidosmótica do líquido intersticial (πli)
Para sabermos como ocorre o movimento e a troca dessas substâncias, precisamos levar em consideração essas quatro forças, porque são elas que vão demandar qual é o caminho que elas irão fazer. Se temos uma pressão hidrostática no capilar, ela vai demandar que o líquido saia do vaso e vá para o interstício, favorecendo a filtração. Já a pressão hidrostática do líquido intersticial, favorece a absorção. A pressão coloidosmótica capilar favorece a absorção, enquanto a pressão coloidosmótica intersticial favorece a filtração. A pressão hidráulica do capilar vai depender da pressão, da quantidade de sangue que está chegando naquele capilar e do estado de contração das arteríolas – ambos os fatores dirão a quantidade de sangue que está chegando no local. Ela será sempre maior na extremidade do capilar, próxima a arteríola, e percebe-se que ela diminui à medida que se aproxima da vênula. A pressão oncótica é a pressão osmótica efetiva exercida pelas proteínas dentro do capilar – a proteína não sai de dentro do capilar, ou seja, ela continua no mesmo local e isso significa que ela tende a puxar o líquido em sua direção; depende da concentração de proteínas, favorecendo então a absorção (não se modifica ao longo do vaso). Embora a tendência da pressão hidráulica intersticial seja favorecer a absorção, na maioria das vezes ela não faz isso pois sua pressão é negativa. Essa pressão geralmente é negativa porque o líquido no interstício, na maioria das vezes, não está livre e sim na forma de um gel. No interstício temos muito colágeno e muito proteoglicanos – são carboidratos complexos que apresentam um cor proteico e vários ramos de moléculas (ácido hialurônico, por exemplo) – que apresentam em sua estrutura cargas negativas e isso faz com que eles atraiam muita água, consequentemente essa mistura proteoglicanos com água em meio a essa malha de colágeno acaba resultando na formação de um gel. Logo, essa água presente no interstício está mais na forma de gel do que livre propriamente dita e essa pouca água livre está sendo drenada. Então, praticamente a pressão hidráulica intersticial, na maioria das vezes, é 0 ou abaixo de zero exatamente por essa ausência de líquido livre (na maioria dos tecidos). De uma forma geral, ela irá favorecer a filtração. 
A pressão oncótica intersticial, de um modo geral, favorecerá a filtração. O seu valor é muito baixo pois a quantidade de proteínas no interstício, livre, também vai ser mínima. Então, na metade do capilar mais próxima a arteríola é predominada a filtração enquanto na metade mais próxima a vênula, predomina-se a absorção. No geral, o que se vê é um somatório dessas forças em que a resultante desse somatório determina, efetivamente, se o líquido entra ou sai e em que local isso acontece. Quando se faz uma análise das forças que provocam a filtração na metade arterial do capilar, observa-se alguns resultados:
Nesse quadro foi feita uma análise, onde se viu as pressões – cada uma de forma isolada, mostrando exatamente o quanto cada uma estava contribuindo para o processo de filtração. As forças que tendem a mover o líquido para fora do capilar, sendo uma a pressão capilar, que foi medida na extremidade do capilar como 30 mmHg. A pressão negativa do líquido livre intersticial – a maior parte do interstício não tem pressão positiva – é em torno de 3 mmHg e a pressão coloidosmótica do líquido intersticial, que atrai água, é em torno de 8mmHg e após a soma encontra-se um valor de 41. No caso das forças que tendem a mover o líquido para o interior do capilar, favorece a absorção e é a pressão coloidosmótica do plasma representada por 28 mmHg. Se fizermos a resultante dessas forças, chegaremos à conclusão que na metade do capilar arterial a resultante das forças sempre irá favorecer a filtração, ou seja, a saída de líquido do vaso para o tecido. Na metade venular ocorre o inverso. 
Ao pensar-se a nível de absorção, esse processo irá acontecer na extremidade venosa do capilar. As forças que vão favorecer isso serão as coloidosmóticas, que não modifica – a quantidade de proteína é a mesma nas duas extremidades. A força que irá tender a movimentar o líquido para fora do vaso é a pressão capilar, porém na metade venosa não é mais 30 mmHg e sim 10 mmHg. O interstício não modifica, assim como a pressão negativa do líquido livre intersticial. Ao somar, a maior força é a que favorece a absorção. 
Então, na verdade, observa-se que a resultante dessas pressões na metade capilar sempre favorecerá a filtração e a metade venular, sempre favorecerá a absorção – em estado de homeostasia. 
Quando se faz a média das forças que tendem a fazer com que o líquido seja filtrado, observa-se que a média da pressão capilar é em torno de 17,3 mmHg, a pressão negativa continua 3 mmHg e pressão coloidosmótica do líquido intersticial também continua a mesma chegando a um somatório de 28,3 mmHg. A média da força que tende a mover o líquido para dentro continua 28 mmHg. Quando se acha a resultante disso tudo, acha 0,3 mmHg de diferença e isso mostra que as forças que tendem a filtrar ainda tem um pouco mais de pressão em relação às que favorecem a absorção. Isso significa que o líquido sai do capilar e depois entra, porém ainda sobra uma pequena quantidade – lembrandoque essa é uma situação de homeostasia. Esse líquido remanescente é recolhido pelo sistema linfático.
SISTEMA LINFÁTICO 
É um sistema de vasos que se assemelha ao sistema venoso, tanto em estrutura quanto em topologia. Os capilares linfáticos terminam em fundo cego nos tecidos. É um sistema extremamente elástico, numa organização celular peculiar que cria pequenas válvulas que empurram o líquido linfático sempre em direção ao interior do vaso, impedindo que o mesmo retorne e fazendo com que eles terminem sempre no mesmo lugar: nas veias. Todo esse líquido remanescente é drenado, é um sistema paralelo ao circulatório em que todos os seus vasos drenam num caminho único ascendente (sem retorno) até desembocar perto da veia subclávia. Consequentemente, tem-se então tudo que foi drenado pelo sistema linfático devolvido ao sistema circulatório. A linfa apresenta uma composição muito parecida com a composição do líquido intersticial.
As células se organizam de forma que a membrana de uma encoste na membrana de outra, fazendo com que o líquido entre e mesmo que o vaso fique muito cheio não há retorno do líquido (exatamente por essa organização). Conforme esses capilares linfáticos são enchidos, por apresentarem uma certa elasticidade, o líquido vai sendo empurrado e as membranas formam algo parecido com verdadeiras válvulas, vão se construindo câmaras. Todo líquido que sai do vaso e vai para o tecido, precisa ser devolvido para o sistema circulatório. 
O edema, acúmulo anormal de líquido no espaço intercelular, pode acontecer em diversas situações e uma delas é quando a pressão hidrostática é maior. Existem três principais situações que podem causar alterações nessa homeostasia. Quando a pressão hidrostática é maior, aumenta-se a filtração e com isso há desequilíbrio do meio – o tecido acaba ficando encharcado de líquido. Existe ainda uma última situação, que não mexe em nenhuma dessas forças mas acaba contribuindo para o edema, porque é uma situação inflamatória. Quando se tem uma inflamação, há liberação de histaminas, leucotrienos, vários mediadores químicos que mexem com o citoesqueleto da célula endotelial permitindo o aumento da permeabilidade do vaso. Basicamente, é um evento que não deveria acontecer porém é necessário devido ao próprio processo inflamatório – quando se tem uma inflamação, é necessário que as células do sangue, principalmente neutrófilos, migrem do sangue para o tecido e para isso acontecer eles precisam passar por um algum local, é necessária a diminuição da velocidade que o sangue chega naquele local. O tecido, então, libera diversos mediadores químicos para que aumente a permeabilidade do vaso fazendo com que o líquido saia do vaso e vá para o tecido, para aumentar a viscosidade do sangue – sendo assim, a sua velocidade diminui e as células brancas são capazes de atravessar o vaso sanguíneo, ou seja, transmigrar. 
O edema tissular é aquele em que há passagem de líquido do vaso sanguíneo para o interstício do tecido. Existem situações em que ocorre o edema celular, um exemplo disso é o tecido cerebral que apresenta muito mais células em comparação ao interstício. Consequentemente, toda vez que há uma diminuição no fluxo de oxigênio para esse tecido, a tendência é ter-se um edema cerebral. Isso acontece porque toda vez que o fluxo de oxigênio é diminuído, as células do cérebro tendem a diminuir a produção de energia e ao diminuir essa produção de energia, existe uma bomba de sódio ATPase que é uma proteína de membrana dessas células que mantém isotonia do tecido. No momento em que a bomba de sódio e potássio para de funcionar, existe um acúmulo de sódio no interior da célula e como a tendência do sódio é carrear muita água, inicia-se a entrada de muita água dentro dessa célula e consequentemente, ela se incha. 
Dentre as etiologias do edema, temos:
· Obstrução venosa: quando se tem uma trombose, por exemplo, dos membros inferiores. Tem-se um aumento da quantidade de sangue naquele local, que leva ao aumento da pressão hidrostática. Esse aumento provoca um aumento da filtração e consequentemente leva ao aparecimento de um edema. 
· Obstrução linfática: filariose, uma obstrução linfática a partir da picada de um inseto em que o parasito proveniente do mesmo obstrui o sistema linfático. O indivíduo picado fica com a perna com aspecto de elefante (elefantíase).
· Aumento da permeabilidade capilar: pode ser relacionado à inflamação.
· Hipoproteinemia: existem algumas situações, como a de desnutrição – principalmente a relacionada à deficiência proteica (desnutrição de Kwsahiokor). Produção diminuída de albumina, formava-se um edema generalizado. 
· Aumento da pressão capilar
Existem também situações de neoplasia, por exemplo o câncer de mama, em que durante a operação as cadeias linfáticas também são retiradas pois todo escape tumoral da mama é para o sistema linfático. Isso leva a uma edemassiação. 
INSUFICIÊNCIA CARDÍACA CONGESTIVA 
A ICC gera edemassiação, tanto a direita como a esquerda. A ICC esquerda tende a levar a uma edemassiação do tecido pulmonar e a ICC direita, à edemassiação da periferia. Isso acontece porque se há uma dificuldade em bombear sangue para a artéria, o ventrículo está congestionado de sangue e se for ICC esquerda, se o sangue não está conseguindo entrar em grande quantidade nesse ventrículo porque ele já está cheio de sangue, ocorre acúmulo no pulmão – com isso há aumento da pressão hidrostática, levando ao edema agudo do pulmão. Se a ICC for do lado esquerdo, em que o sangue é proveniente da periferia, consequentemente se não há a capacidade de se colocar uma maior quantidade de sangue nessa câmara ventricular direita, o retorno venoso é sobrecarregado acarretando em um edema periférico. Isso pode piorar mais ainda, pois quando se tem uma ICC (no caso do ventrículo esquerdo), há uma diminuição da quantidade de sangue que está sendo bombeado para a periferia, levando à diminuição do débito cardíaco. Existem mecanismos compensatórios, sendo um deles a ativação do eixo renina-angiotensina-aldosterona que ao ser ativado, os rins iniciam a secreção de renina e se inicia todo o processo. Dessa forma, se já se tem toda uma situação de congestão, torna-se pior ainda.