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Equilíbrio hídrico fisiológico e osmose FLUIDOS LÍQUIDOS NO ORGANISMO Entradas e saídas de substâncias realizadas através de órgãos específicos As células que regulam a entrada e saída de substâncias entre o meio externo e o meio interno são: - Células pulmonares: CO2 e O2 - Trato gastrointestinal: nutrientes e lixo metabólico - Rins: filtração do sangue e eliminação das bases nitrogenadas e excessos de íons As trocas entre o meio intra e extracelular e o entre o meio interno e externo ocorrem para que seja mantida a homeostasia do sistema. A homeostasia são as condições de normalidade do corpo; COMPARTIMENTOS CORPORAIS A movimentação de íons e água só é possível pois o organismo humano é compartimentalizado; os compartimentos são separados pelas membranas. Dentro das células, existe o líquido intracelular (LIC) e, fora da célula, o LEC (líquido extracelular = líquido dos vasos + líquido intersticial) EQUILÍBRIO DINÂMICO DA ÁGUA NO ORGANISMO Dentro do meio intracelular: 67% água do organismo - Reações químicas - Reserva de água para repor a água perdida pelo meio extracelular Extracelular: 26% água do organismo no interstício e 7% no meio extravascular MOVIMENTAÇÃO DA ÁGUA - A água move-se livremente através das membranas celulares mantendo o equilíbrio osmótico - Os solutos não se distribuem livremente, sendo que o SÓDIO predomina no extracelular e o POTÁSSIO no intracelular OSMOSE A osmose é o fluxo de solvente através de uma membrana semipermeável de forma passiva. As moléculas de água interagem com o soluto, englobando-os e interagindo com eles. Assim, mesmo que nos dois compartimentos exista a mesma quantidade de moléculas de água, no compartimento com NaCl ocorre a interação água-soluto, o que faz com que exista menos moléculas de água livre. Com o intuito de equilibrar a quantidade de água livre, ocorre a passagem de água do compartimento com maior quantidade de água livre para o com menor quantidade de água livre obs. a pressão sobre a membrana feita pelo compartimento com mais água livre é MAIOR que a pressão feita pelo compartimento com o soluto DEFINIÇÃO DA PRESSÃO OSMÓTICA A pressão osmótica de uma solução é a diferença de pressão que deve existir entre os compartimentos para que NÃO haja fluxo de solvente através de uma membrana semi permeável. Seu valor é dado pela equação de Van't Hoff P = 𝛑 = RTCi 𝛑 = pressão em Pa R = constante universal dos gases (8,3 K.J.mol) T = temperatura absoluta em graus Kelvin Ci = diferença de concentração de soluto disperso e impermeante nos dois compartimentos (mol/L) A pressão osmótica exercida pelas partículas de uma solução é determinada pelo número de partículas por unidade de volume líquido e não pela massa das partículas POTENCIAL QUÍMICO A passagem de soluto é regida pelo potencial químico O potencial químico é a quantidade de energia que eu tenho para transportar um mol de um soluto de um compartimento para o outro (μ) Ci (2) < Ci (1) → μ2 < μ1 processo espontâneo de 1 → 2 LEI DE FICK Lei que rege o fluxo na difusão simples (cálculo do fluxo efetivo de compostos sem carga elétrica através da membrana) J 1→ 2 = - P (C2 - C1) P: permeabilidade da membrana - Espessura da membrana - Lipossolubilidade - Temperatura - Peso molecular da substância difundida C: concentração (mol/cm3 de solução) J 1 → 2: é o número de mol que se move através de 1cm2 de membrana do lado 1 para o lado 2 a cada 1s. OSMOLARIDADE - Expressa a concentração do número de partículas (íons) efetivamente dissolvidos - 1 osmol = 1 mol de uma substância não ionizada - 1 mol glicose (180g/L) = 1 osmolar = 1 osM (a glicose não se ioniza) - Substâncias dissociadas aumentam valor osmótico segundo sua dissociação 1 osmol é o número de partículas de uma molécula (osm) 1 osmolar é o número de partículas por volume de solução (osM) - 180g de glicose (1 mol) = 1 osmol de glicose - 58,5g de NaCl = 1 mol = 2 osmóis de NaCl (Na+ | Cl-) - 1 mol de MgCl2 = 3 osmóis de MgCl2 (Mg 2+ | 2Cl-) Se considerarmos o volume de 1 litro, temos: - 1 osmolar de glicose - 2 osmolares de NaCl - 3 osmolares de MgCl2 Uma solução 3mM de NaCl e outra 6mM de uréia são isosmóticas (mM = milimolar) OSMOSE-OSMOLARIDADE Coeficiente de Van't Hoff (i) = 1 + α (n-1) NaCl → Na+ | Cl - NaCl (100% dissociado) → 1 + 1 NaCl (86,5% dissociado) → <1 + <1 i = 1 + 0,863 (2-1) = 1,863 íons dissociados (mostra o quanto ocorre uma dissociação) OSMOLARIDADE Φ x it x C Φ = fator de correção it = íons totais C = concentração (mol/L) Osmolaridade das células 260 - 300 mOsm/L TONICIDADE CELULAR De acordo com a concentração da solução que a célula é exposta, ocorre mudança no volume das células justamente por causa da osmose. Me refiro ao volume celular (o que irá acontecer com o volume celular se eu expor a célula em uma solução isosmótica, hiposmótica ou hiperosmótica) A osmolaridade se refere à concentração das soluções dentro e fora da célula. A tonicidade se refere à capacidade da solução de afetar o tônus da cel, por isso importa saber se o soluto é permeável ou não à membrana c obs. quando duas soluções são isosmóticas e o soluto não é capaz de permear a membrana, estas soluções são isotônicas - Só avaliamos a tonicidade se o soluto não atravessa a membrana livremente PERGUNTA: Sabendo-se que uma solução 150mM de NaCl é isosmótica e isotônica para as células, avalie a tonicidade de uma solução 300mM de ureia RESPOSTA: NaCl 150mM é isosmótico e isotônico com as células (não passa livremente através da membrana) NaCl 300mM é hipertônico (600 osm/l) NaCl 100mM é hipotônico (200 osm/l) Ureia 300 mM (milimolar) é isosmótica e NÃO isotônico, porque a ureia atravessa a membrana, tornando a solução hipo-osmótica DESIDRATAÇÃO Corresponde a uma perda de água maior que 6% e é classificada de acordo com a concentração de eletrólitos; Hiperosmolar ou hipertônica: maior perda de água do que de eletrólitos no meio extra celular; osmolaridade do meio extracelular irá aumentar → osmose do intra para o extracelular Hiposmolar ou hipotônica: maior perda de de eletrólitos do que de água no meio extracelular (acontece mais quando tem algum problema renal); a osmolaridade do meio extracelular vai diminuir → osmose do extra para o intracelular Isotônica: água e eletrólitos do LEC perdidos em proporções equivalentes (diarreia, vômito) PRESSÃO ONCÓTICA (COLOIDOSMÓTICA) A pressão exercida pelas proteínas do plasma (principalmente a albumina) - Pressão osmótica exercida pelas proteínas do plasma A albumina é a principal responsável pela manutenção da água dentro dos vasos sanguíneos; a partir do momento que eu não tenho albumina, a água não tem o estímulo para ficar nos vasos e parte para os interstício (região extra vasos), causando um edema; IMAGEM: existe uma pressão da coluna de água de plasma dentro do vaso que faz com que a água saia e vá para o interstício; ao mesmo tempo, eu tenho a albumina dentro do vaso que serve como soluto, e faz com que a água entre nos vasos. Equilíbrio constante entre a pressão hidrostática (faz a água sair) e a pressão oncótica (faz a água entrar) O equilíbrio entre a pressão hidrostática e oncótica é chamado de equilíbrio de Starling PERGUNTA: por que logo após uma série de musculação observamos o aumento dos músculos treinados, que diminuem gradativamente com o tempo? RESPOSTA: com o treinamento, há maior aporte sanguíneo nos músculos, fazendo com que momentaneamente a pressão hidrostática (volume de líquido) seja maior que a pressão oncótica, havendo extravasamento de líquido para o interstício (edema local)