Fluidos nos sistemas biológicos

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Fluidos nos sistemas biológicos
· DIFUSÃO
· Segunda lei da termodinâmica: “De onde tem mais para onde tem menos”
· Gradiente de concentração/transporte passivo
· Acontece em meios: gasosos, líquidos ou sólidos (em velocidades diferentes)
· Serve tanto para o soluto quanto para o solvente
· O soluto passa da solução mais concentrada (hipertônica) para a menos concentrada (hipotônica).
· Isso ocorre com o objetivo delas se tornarem iguais (isotônica).
· O processo de difusão está relacionado com o movimento aleatório individual de cada molécula.
Exemplos de difusão dos fluidos: 
1. Dispersão de uma gota de tinta na água
2. Passagem de moléculas de água e de substâncias dissolvidas no sangue através das membranas capilares nos tecidos
· OSMOSE
· O solvente é transportado do meio mais concentrado para o meio menos concentrado.
· TONICIDADE DAS SOLUÇÕES
· A tonicidade das soluções é constatada pelo efeito do fluido sobre o volume das células.
· Uma solução hipertônica faz a célula perder água, diminuindo seu volume, portando, ela “murcha” ou fica “crenada.”
· Uma solução hipotônica é aquela que faz a célula aumentar de volume, ou seja, ela "incha”, podendo mesmo ocorrer a lise da célula (animal).
· Uma solução isotônica não causa mudança no volume da célula.
· FENÔMENOS DE SUPERFÍCIE
· Tensão superficial
· Todo líquido posto em contato com gás, forma uma “membrana” (limite da água) elástica na interface líquido-gás. Essas “membranas” funcionam como redes elásticas, tensas e resistentes.
· A molécula de água próxima a superfície faz ligação com as moléculas vizinhas mais internas e gera uma força resultante que puxa ela para o interior do líquido. As moléculas de ar fora da água também geram uma força, porém menor. Isso faz com que haja a tensão superficial.
· A tensão superficial é uma força que une compactamente a camada monomolecuar da superfície de um líquido, tendo dois efeitos no pulmão:
1. Barreira de difusão
· Quanto maior a tensão superficial da fina camada líquida que recobre os alvéolos, mais difícil se torna a penetração de oxigênio, pois a camada monomolecular de líquido é uma barreira.
· Nos pulmões, moléculas tensoativas (surfactantes) diminuem a tensão superficial.
· A baixa do surfactante é um estado patológico que necessita de atenção imediata.
2. Fechamento dos alvéolos
· CAPILARIDADE
· Diferentemente dos sólidos, os líquidos podem fluir. Suas partículas se movem quase independentemente umas das outras, mas não tão livremente como as partículas de gás.
· As forças de coesão entre as moléculas de mercúrio são muito maiores do que entre as de água e a força de adesão da água é muito maior do que a do mercúrio, por isso o contato do mercúrio com a parede do recipiente é diminuído.
· Forças de coesão: agem entre as partículas do líquido.
· Forças de adesão: agem entre as partículas de um líquido e as do material em que estão encostados.
O efeito resultante das forças de adesão e coesão produzem a capilaridade.
· VISCOSIDADE
· No movimento de um líquido existe atrito entre as moléculas e que é traduzido por uma grandeza denominada viscosidade.
· A viscosidade depende de:
- Atrito das camadas líquidas entre si e com as paredes do recipiente;
-Temperatura (quanto mais alta, mais energia é oferecida ao sistema, mais as moléculas ficam agitadas e o atrito é reduzido, diminuindo a viscosidade)
· PRESSÃO
· Agente físico capaz de romper a inércia de um fluido, o qual, quando submetido a uma aceleração, entra em movimento.
· Pressão (P) é a relação entre força (F) aplicada sobre a área (A) de atuação desta força.
· Fluídos (gases ou líquidos) – partículas independentes e baixo grau de ordem (intrínseca) – com inércia rompida, entra em movimento (fluidodinâmica).
Exemplo: circulação do sangue nos vasos e ar nos pulmões.
O que faz com que o ar entre e saia dos pulmões é a diferença da pressão que é gerada quando se inspira e expira (aumento e diminuição da caixa torácica).
· SISTEMA COMPOSTO POR FLUIDOS
· Circuito (continente) é qualquer estrutura que contenha fluidos em movimento.
· Fluido e seu continente formam o sistema.
· Fluido em movimento em função de um continente recebe o nome de circuito, e pode ser de dois tipos:
1. Circuito aberto: o fluido contido nesse sistema estabelece contato direto com outros sistemas, mesmo que temporário, o fluído deixa o sistema. Ex: sistema respiratório.
2. Circuito fechado: fluido circula sem o contato direto com outros sistemas. Ex: sistema circulatório.
· APLICANDO O CONCEITO DE PRESSÃO
· Seringa – agulha – medicamento – veia
· Apertar o êmbolo (romper a inércia) – aceleração para fora da seringa;
· Puxar o êmbolo – aspirar o sangue;
· Fisicamente ocorrem duas situações:
1. Apertando o êmbolo a pressão no seu interior ficou maior do que a pressão sanguínea e o medicamento acelerou (foi expulso do êmbolo).
2. Puxando o êmbolo a pressão no interior da seringa ficou menor do que a pressão sanguínea e o sangue foi aspirado.
Em relação ao gás: inspiração e expiração.
· Lei fundamental da fluido dinâmica
· Só ocorrerá aceleração de um fluido se houver diferença de pressão entre dois pontos do circuito.
· Após ter sua inércia rompida pela diferença de pressão, o movimento do fluido em velocidade constante é mantido pela própria inércia.
Exemplo: quando o coração bate mais rápido e com mais força, acelera o sangue e aumenta o fluxo.
· A aceleração de um fluido ocorre do ponto do circuito de maior pressão para o ponto de menor pressão.
· Aumenta o volume do continente – pressão interna diminui – pressão negativa.
 Exemplo: inspirar diminui a pressão interna dos pulmões.
· Diminui o volume do continente – pressão interna aumenta – pressão positiva.
Exemplo: expirar aumenta a pressão interna dos pulmões.
· Coração (sístole e diástole)
· Sístole (contração) – a cavidade dos ventrículos diminui e a pressão interior aumenta = coração ejeta sangue para os vasos.
· Diástole (relaxamento) – a cavidade dos ventrículos aumenta gerando pressão negativa = coração aspira o sangue de volta.
· Sistema fechado: o mesmo volume que é ejetado volta (débito cardíaco).
· O coração consegue manter o débito cardíaco através da ramificação e aumento do número de capilares, o que permite o fluxo de um volume grande.
· A pressão que atua na rede capilar é a mesma que atua em um único capilar (nos capilares a pressão é menor)
· Fluxo laminar
· O fluxo no centro dos vasos é muito maior do que próximo as paredes devido ao atrito do fluido com a parede.
· Fluxo turbulento
· O sangue flui não somente na direção longitudinal, mas também perpendicular, igualmente formando redemoinhos (correnteza).
· É causado por estreitamento, dilatação ou obstrução).
· Isso causa resistência ao fluxo devido ao aumento de atrito com o vaso.
· Fatores que influenciam a resistência ao fluxo
· Esfíncter (altera o raio, a resistência e, assim, a pressão no sistema)
· Resistência do continente
· Viscosidade do fluido (quanto mais viscoso, maior o atrito entre o fluido)
· Raio do vaso (quanto maior o raio, menor a resistência e maior será o fluxo) – Lei da quarta potência
· Comprimento do raio (quanto maior a extensão, maior o atrito, maior a resistência).
O fluxo de um vaso é diretamente proporcional à quarta potência de seu raio.
Importância: mínimas alterações no calibre de um vaso geram grandes alterações no fluxo de seu conteúdo.