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PROBLEMA 7 - EXPERIMENTAÇÃO OBJETIVO 1 – ENTENDER O CONTROLE AUTONÔMICO DOS SEIS CARÓTIDOS E DO TÔNUS MUSCULAR. "Tônus" Simpático e Parassimpático Normalmente, os sistemas simpático e parassimpático estão continuamente ativos, e a intensidade da atividade basal é conhecida como tônus simpático e tônus parassimpático, respectivamente. O valor do tônus é que ele permite a um só sistema nervoso aumentar ou diminuir a atividade do órgão estimulado. Por exemplo, o tônus simpático normalmente mantém quase todas as arteríolas sistêmicas constritas até cerca de metade do seu diâmetro máximo. Aumentando o grau de estimulação simpática acima da normal, esses vasos podem ser constringidos ainda mais; por sua vez, diminuindo a estimulação abaixo do normal, as arteríolas podem ser dilatadas. Se não fosse pelo contínuo tônus simpático de fundo, o sistema simpático poderia causar somente vasoconstrição, nunca vasodilatação. Outro exemplo interessante de tônus é o “tônus” de fundo do sistema parassimpático no trato gastrointestinal. A retirada cirúrgica da inervação parassimpática para a maior parte do trato digestivo, cortando-se os nervos vagos, pode causar “atonia” gástrica e intestinal grave e prolongada, resultando no bloqueio de boa parte da propulsão gastrointestinal normal e constipação séria, mostrando dessa forma que o tônus parassimpático no trato digestivo nas condições normais é muito necessário. Esse tônus pode ser diminuído pelo cérebro, inibindo dessa forma a motilidade gastrointestinal, ou pode ser aumentado, promovendo assim atividade gastrointestinal aumentada. Efeito da Perda do Tônus Simpático ou Parassimpático após Desnervação. Imediatamente após o nervo simpático ou parassimpático ser seccionado, o órgão iner- vado perde seu tônus simpático ou parassimpático. No caso dos vasos sanguíneos, por exemplo, cortar os nervos simpáticos resulta, dentro de 5 a 30 segundos, em vasodilatação quase máxima. Entretanto, durante minutos, horas, dias ou semanas, o tônus intrínseco no músculo liso dos vasos aumenta — isto é, tônus aumentado, causado por força contrátil aumentada do músculo liso, que não é o resultado de estimulação simpática, mas de adaptações bioquímicas das próprias fibras musculares lisas. Esse tônus intrínseco depois de certo tempo restaura a vasoconstrição quase ao normal. Efeitos basicamente iguais ocorrem na maioria dos outros órgãos efetores sempre que o tônus simpático ou parassimpático é perdido. Isso é, a compensação intrínseca se desenvolve rapidamente para levar a função do órgão de volta quase ao seu nível basal normal. Entretanto, no sistema parassimpático, a compensação às vezes necessita de muitos meses. Por exemplo, a perda do tônus parassimpático no coração depois de vagotomia cardíaca (secção do nervo vago) aumenta a frequência cardíaca para 160 batimentos por minuto no cão, e ela ainda estará parcialmente elevada 6 meses depois. No experimento dessa figura, foi administrada anestesia espinhal total do animal, que bloqueou toda a transmissão dos impulsos nervosos simpáticos da medula para a periferia. Como resultado, a pressão arterial caiu de 100 para 50 mmHg, demonstrando o efeito da perda do tônus vasoconstritor em todo o corpo. Alguns minutos depois, uma pequena quantidade do hormônio norepinefrina foi injetada no sangue (a norepinefrina é a principal substância hormonal vasoconstritora secretada pelas terminações das fibras nervosas vasoconstritoras simpáticas em todo o corpo). Quando o hormônio injetado foi transportado pelo sangue para os vasos sanguíneos, estes novamente se contraíram e a pressão arterial aumentou até nível ainda maior que o normal durante 1 a 3 minutos, até a degradação da norepinefrina. CONTROLE AUTONÔMICO DOS SEIOS CARÓTIDOS Os barorreceptores são extremamente abundantes na carótida interna, pouco acima da bifurcação carotídea, na área conhecida como Seio Carotídeo e na parede do arco aórtico. Quando ocorre o estiramento desses barorreceptores, detectando alteração na pressão, estes enviam mensagens através dos nervos Glossofaríngeos e Nervo Vago para o Núcleo do Trato Solitário devolvendo as respostas Simpáticas ou Parassimpáticas. OBJETIVO 2 – DISCUTIR A ÉTICA E A VALIDADE NO USO DE ANIMAIS NAS PESQUISAS CIENTÍFICAS. A abordagem da utilização de animais em pesquisa experimental tem sido relacionada aos seus aspectos técnicos, éticos e políticos. Sob o aspecto ético, a relação entre os homens e os animais é vista como uma questão de moralidade. Já sob a visão política ou jurídica, essa interação é vista segundo a regulamentação de leis que dizem respeito também à experimentação animal. Os experimentos devem ser planejados para evitar estresse, dor ou sofrimento desnecessário aos animais. A escolha dos delineamentos experimentais deve selecionar aqueles que utilizam menor número de animais, que envolvem menor grau de sensibilidade neurofisiológica, ou seja, causam menor dor, sofrimento, estresse e prejuízos duradouros. Cientistas que estudam as reações dos animais reconhecem que eles possuem consciência e memória e são capazes de sofrer, sentir dor, ter medo e lutar tenazmente pela vida. A principal motivação para a condução de pesquisas é encontrar soluções para o tratamento efetivo ou para a prevenção das doenças que continuam a flagelar os seres humanos. É preciso ter em conta que a ética assume dois aspectos: o positivo, derivado do empenho em prevenir ou aliviar o sofrimento dos seres humanos; e o aspecto negativo, que já demonstrou que, em várias pesquisas, os animais foram expostos ao sofrimento. No Brasil, a primeira preocupação manifestada legalmente sobre o bem-estar dos animais foi o Decreto Federal nº 24.645, de 193420. O decreto estabeleceu multas e prisão aos que praticassem atos de abuso ou crueldade em qualquer animal, reconhecendo timidamente as práticas efetuadas com interesse científico. • Padrões éticos aceitáveis para utilização de animais: 1. Os profissionais envolvidos no manejo de animais de experimentação devem ter capacitação comprovada. 2. Os experimentos em animais somente podem ser realizados após o pesquisador comprovar a relevância do estudo para o avanço do conhecimento e demonstrar que o uso de animais é a única maneira de alcançar os resultados desejados. 3. Os métodos alternativos à utilização de animais tais como cultura de células e/ou tecidos, modelos matemáticos ou simulações em computadores, devem ser utilizados sempre que possível, evitando o uso de animais. 4. Os animais devem ser tratados com respeito e de forma humanitária. 5. Condições de vida adequadas devem ser garantidas para os animais. A CEUA (Comissão de Ética na Utilização de Animais) destina-se a fazer a revisão ética de toda e qualquer proposta de atividade científica ou educacional que envolva a utilização de animais vivos não-humanos, essencialmente de grupos vertebrados, sob a responsabilidade da instituição, seguindo e promovendo as diretrizes normativas nacionais e internacionais para pesquisa e ensino envolvendo tais animais. É dever primordial da CEUA a defesa do bem-estar dos animais em sua integridade, dignidade e vulnerabilidade, assim como zelar pelo desenvolvimento da pesquisa e do ensino segundo elevado padrão ético e acadêmico. Antes de qualquer atividade envolvendo um animal, o pesquisador ou professor deverá encaminhar a sua proposta à CEUA, com a ciência de seu superior hierárquico, e só poderá iniciar a pesquisa ou atividade educacional envolvendo animais após a avaliação do Comitê, apresentada em Parecer. Entende-se por utilização: manipulação, captura, coleta, criação, experimentação (invasiva ou não- invasiva), realização de exames ou procedimentos cirúrgicos, ou qualquer outro tipo de intervençãoque possa causar estresse, dor, sofrimento, mutilação e/ou morte. Utilização de Animais não-vivos deve obedecer a legislação e os regulamentos internos em vigor, além de ser compatível, por analogia, com as norma éticas do regimento da CEUA. OBJETIVO 3 – ENTENDER OS MECANISMOS DE AÇÃO DA ADRENALINA, ACETILCOLINA E ATROPINA NA ELETROMECÂNICA CARDÍACA. As fibras nervosas simpáticas e parassimpáticas secretam principalmente uma das duas substâncias transmissoras sinápticas: acetilcolina ou norepinefrina. As fibras que secretam acetilcolina são chamadas colinérgicas. As que secretam norepinefrina são chamadas adrenérgicas, termo derivado de adrenalina, que é o nome alternativo para a epinefrina. ADRENALINA A adrenalina ou epinefrina é um hormônio secretado pela glândulas suprarrenais e que atua no sistema nervoso simpático (neurotransmissor). O hormônio adrenalina é liberado em momentos de stress, medo, perigo, pavor ou fortes emoções. A adrenalina serve como um mecanismo de defesa do organismo, preparando-o para uma situação de emergência. A adrenalina é incapaz de atravessar a membrana plasmática, e sua atividade é facilitada pelos receptores α e β adrenérgicos da membrana. Quando a adrenalina é liberada ocorrem reações no corpo que o preparam para um determinado esforço, em resposta a situação de stress. Efeitos da Adrenalina no SCV A maioria das ações da adrenalina ocorre no sistema cardiovascular. A adrenalina aumenta a força de contração cardíaca (efeito inotrópico positivo: ação β 1) e aumenta a frequência cardíaca (efeito cronotrópico positivo: ação β1). Estes efeitos levam a uma maior demanda de oxigênio no miocárdio. A adrenalina faz constrição das arteríolas da pele, das mucosas, e vísceras (efeitos α 1); e dilata os vasos que irrigam o fígado e a musculatura esquelética (efeitos beta 2). O fluxo sanguíneo renal é diminuído. Ocorre um aumento na pressão sistólica e uma pequena diminuição na pressão diastólica. Em baixas doses, o efeito beta (vasodilatação) no sistema cardiovascular predomina, enquanto que em altas doses os efeitos alfa (vasoconstrição) são mais evidentes. A adrenalina promove vasoconstrição periférica. ACETILCOLINA A Acetilcolina (ACH) é um hormônio neurotransmissor produzido pelo sistema nervoso (central e periférico). Esse hormônio atua no organismo como um mecanismo mensageiro entre os neurônios (células nervosas). Sendo assim, os maiores efeitos dele recaem sobre os sistemas cardiovascular, muscular, excretor, respiratório e nervoso. Efeitos da Acetilcolina no SCV A vasodilatação (dilatação das veias, o que faz com que o sangue corra mais depressa nas veias); Redução da frequência cardíaca a partir da diminuição da contração do coração (regulando a taxa cardíaca); Redução da força de contração cardíaca e queda da condução nervosa nos nodos sinoatrial e atrioventricular. ATROPINA A atropina é um alcaloide, encontrado na planta Atropa belladonna (beladona) e outras de sua família. Tem absorção veloz no trato gastrintestinal. Ela também chega a circulação quando for aplicada topicamente na mucosa do corpo. A absorção pela pele íntegra é pequena, embora seja eficiente na região retroauricular (atrás da orelha). O metabolismo hepático é responsável pela eliminação de aproximadamente 50% da dose, enquanto o restante é eliminado inalterado na urina. A atropina atravessa a barreira placentária. A atropina é absorvida rapidamente pelo trato gastrointestinal. Tem meia- vida de 2 horas aproximadamente. A atropina é um antagonista competitivo das ações da acetilcolina (ACh) e outros agonistas muscarínicos; ela compete com estes agonistas por um local de ligação comum no receptor muscarínico. Como o antagonismo da atropina é competitivo, ele pode ser anulado se a concentração da ACh ou agonistas colinérgicos nos locais receptores do órgão efetor for aumentada suficientemente. Todos os receptores muscarínicos (M1 a M5) são bloqueados pela atropina: os existentes nas glândulas exócrinas, músculos liso e cardíaco, gânglios autônomos e neurônios intramurais. Efeito da Atropina no SCV Atua bloqueando o efeito do nódulo sinoatrial, o que aumenta a condução através do nódulo atrioventricular e consequentemente o batimento cardíaco. O efeito principal da atropina no coração é alterar a frequência cardíaca. Embora a resposta predominante seja taquicardia, a frequência cardíaca muitas vezes diminui transitoriamente com as doses clínicas médias. Em doses clínicas, a atropina reverte totalmente a vasodilatação periférica e a redução súbita da pressão sanguínea causadas pelos ésteres da colina. Por outro lado, quando administrada, isoladamente, seu efeito nos vasos sanguíneos e pressão arterial não é acentuado nem constante. A atropina pode ser considerada como o tratamento inicial dos pacientes com infarto agudo do miocárdio, nos quais o excesso de tônus vagal provoca bradicardia sinusal ou nodal. A ação cardiovascular depende da dose. Em baixas doses há a diminuição da frequência cardíaca, pois o efluxo eferente vagal é ativado, bloqueado o M1 nos neurônios inibitórios pré-juncionais, permitindo a libertação de acetilcolina. Já em altas doses a atropina bloqueia os receptores M2 no nódulo sinoatrial e a frequência cardíaca aumenta. CONTROLE AUTÔNOMO DAS FUNÇOES CV Embora o coração possua seus próprios sistemas intrínsecos de controle e possa continuar a operar, sem quaisquer influências nervosas, a eficácia da ação cardíaca pode ser muito modificada pelos impulsos reguladores do sistema nervoso central. O sistema nervoso é conectado com o coração através de dois grupos diferentes de nervos do sistema nervoso autônomo: parassimpáticos e simpáticos. A estimulação dos nervos parassimpáticos causa os seguintes efeitos sobre o coração: (1) diminuição da frequência dos batimentos cardíacos; (2) diminuição da força de contração do músculo atrial; (3) diminuição na velocidade de condução dos impulsos através do nódulo AV (átrio-ventricular) , aumentando o período de retardo entre a contração atrial e a ventricular; e (4) diminuição do fluxo sanguíneo através dos vasos coronários que mantêm a nutrição do próprio músculo cardíaco. Todos esses efeitos podem ser resumidos, dizendo- se que a estimulação parassimpática diminui todas as atividades do coração. Usualmente, a função cardíaca é reduzida pelo parassimpático durante o período de repouso, juntamente com o restante do corpo. Isso talvez ajude a preservar os recursos do coração, pois durante os períodos de repouso, indubitavelmente há um menor desgaste do órgão. A estimulação dos nervos simpáticos apresenta efeitos exatamente opostos sobre o coração: (1) aumento da frequência cardíaca, (2) aumento da força de contração, e (3) aumento do fluxo sanguíneo através dos vasos coronários visando a suprir o aumento da nutrição do músculo cardíaco. Esses efeitos podem ser resumidos, dizendo-se que a estimulação simpática aumenta a atividade cardíaca como bomba, algumas vezes aumentando a capacidade de bombear sangue em até 100 por cento. Esse efeito é necessário quando um indivíduo é submetido a situações de estresse, tais como exercício, doença, calor excessivo, ou outras condições que exigem um rápido fluxo sanguíneo através do sistema circulatório. Por conseguinte, os efeitos simpáticos sobre o coração constituem o mecanismo de auxílio utilizado numa emergência, tornando mais forte o batimento cardíaco quando necessário. Os neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso simpático secretam principalmente noradrenalina, razão pela qual são denominados neurônios adrenérgicos. A estimulação simpática do cérebro também promove a secreção de adrenalina pelas glândulas adrenaisou suprarrenais. A adrenalina é responsável pela taquicardia (batimento cardíaco acelerado), aumento da pressão arterial e da frequência respiratória, aumento da secreção do suor, da glicose sanguínea e da atividade mental, além da constrição dos vasos sanguíneos da pele. O neurotransmissor secretado pelos neurônios pós- ganglionares do sistema nervoso parassimpático é a acetilcolina, razão pela qual são denominados colinérgicos, geralmente com efeitos antagônicos aos neurônios adrenérgicos. Dessa forma, a estimulação parassimpática do cérebro promove bradicardia (redução dos batimentos cardíacos), diminuição da pressão arterial e da frequência respiratória, relaxamento muscular e outros efeitos antagônicos aos da adrenalina. Em geral, a estimulação do hipotálamo posterior aumenta a pressão arterial e a frequência cardíaca, enquanto que a estimulação da área pré-óptica, na porção anterior do hipotálamo, acarreta efeitos opostos, determinando notável diminuição da frequência cardíaca e da pressão arterial. Esses efeitos são transmitidos através dos centros de controle cardiovascular da porção inferior do tronco cerebral, e daí passam a ser transmitidos através do sistema nervoso autônomo. OBJETIVO 4 – COMPEENDER COMO OCORRE ALTERAÇÕES DA FC E PA QUANDO HÁ OCLUSÃO DAS CARÓTIDAS ACIMA E ABAIXO DA BIFURCAÇÃO (MECANISMO DE REFLEXO, NEUROTRANSMISSORES ENVOLVIDOS E IMPORTÂNCIA FISIOLÓGICA). Quando a oclusão ocorre abaixo do seio carotídeo, promove uma típica alteração reflexa da pressão arterial. Isso reduz a pressão nos seios carotídeos, resultando na diminuição dos sinais dos barorreceptores e menor efeito inibitório sobre o centro vasomotor, que passa a ser então muito mais ativo que o normal, fazendo com que a pressão arterial aumente e permaneçam elevada durante os 10 minutos em que as carótidas permanecem obstruídas. A remoção da oclusão permite que a pressão nos seios carotídeos se eleve, e o reflexo dos seios carotídeos provoca então a queda imediata da pressão aórtica até nível ligeiramente abaixo do normal, como supercompensação reflexa, seguida pelo retorno ao normal 1 minuto depois. Quando a oclusão ocorre acima do seio carotídeo, ocorre o fenômeno inverso. Pois o sangue vai fica acumulado, fazendo com que os receptores entendam que a pressão está se elevando. Manda-se mensagem para o SNC para que diminua a pressão, através de estímulos parassimpáticos. Ao retirar a oclusão, permite que a pressão diminua, se regulando.
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