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Sistema Circulatório
Introdução
O metabolismo requer o constante suprimento de alimento e oxigênio molecular para as células, e o funcionamento das células produz substâncias que devem ser excretadas. A difusão de partículas entre as células não é suficiente para o trânsito das substâncias dentro do organismo. O aparelho circulatório realiza o transporte, entre longas distâncias, de moléculas de um ponto a outro do organismo multicelular.
As partes principais do aparelho circulatório são:
o sangue (composto de um plasma líquido e de células livres), o coração (órgão com paredes musculares que se contraem ritmicamente para impulsionar o sangue através do corpo) e os vasos sangüíneos, onde o sangue circula de modo fechado (o sangue não sai dos vasos sangüíneos). O coração e os vasos sangüíneos são denominados conjuntamente de sistema cardiovascular. Um rápido fluxo de volume de sangue por todas as partes do organismo, através dos vasos sangüíneos, é produzido pelas pressões geradas pela ação bombeadora do coração. A extraordinária arborização dos vasos sangüíneos assegura que todas as células do corpo estejam muito próximas dos menores e mais finos vasos, os capilares.
O sangue e os vasos sangüíneos
A Fisiologia, como ciência experimental, teve início em 1628, quando Willian Harvey demonstrou que o sistema cardiovascular forma um círculo, de maneira que o líquido circulatório é bombeado continuamente desde o coração até um sistema de vasos e retorna ao coração por outro sistema de vasos.
Denominamos veias os vasos que chegam ao coração. As artérias são vasos que saem do coração, dirigindo-se a todas as partes do organismo. É imprópria a denominação "sangue venoso" e "sangue arterial" para nos referirmos aos sangues com alta concentração de dióxido de carbono ou de oxigênio, pois uma veia pode conter sangue com muito ou pouco oxigênio, e o mesmo podemos dizer das artérias, que podem ter sangue com muito ou pouco dióxido de carbono. Portanto, usa-se a denominação sangue carbonado para aquele com alta concentração de gás carbônico, e sangue oxigenado para o sangue que possui expressiva concentração de oxigênio molecular.
O sangue é o líquido circulatório. É composto de um plasma quase incolor onde estão mergulhados elementos celulares: os glóbulos brancos (leucócitos), os glóbulos vermelhos (eritrócitos ou hemácias) e fragmentos celulares (plaquetas ou trombócitos).
O plasma transporta pequenas moléculas alimentícias (aminoácidos, glicose) em solução, metabólitos, secreções internas (hormônios), gases (CO2) e íons. O plasma sangüíneo tem cerca de 92% de água, além de proteínas e cerca de 0,9% de íons inorgânicos (Na+, Cl-). Uma pessoa adulta tem, em média, 5 litros de sangue (cerca de 60% são formados de plasma), portanto, a perda de sangue por hemorragia pode ser fatal.
Elementos celulares do sangue
As hemácias são nucleadas e ovais em todos os vertebrados, com exceção dos mamíferos, nos quais são anucleadas, circulares e bicôncavas.
b) água e alimentos obtidos do processo digestivo;
c) alimentos armazenados de um órgão ou tecido para outro, por exemplo, a glicose guardada sob forma de glicogênio;
d) resíduos metabólicos, excesso de água ou íons minerais para os órgãos excretores;
e) hormônios das glândulas onde são produzidos para os tecidos com as células-alvo de sua ação;
f) anticorpos para a defesa do organismo e imunização.
O sangue controla o pH dos tecidos, participando da homeostase, dentro de limites estreitos, por tampões fosfato e bicarbonato. O sangue é ligeiramente alcalino [pH = 7,4].
Capilares e o sistema linfático
Quando o sangue chega no nível dos capilares, realiza a função fundamental do sistema circulatório: a troca de nutrientes e de produtos finais do metabolismo.
Essas trocas ocorrem no líquido intercelular que se localiza entre os capilares e as células. Este líquido é a linfa, um filtrado do plasma, um meio que se origina da filtração de água e solutos através das paredes dos capilares. A saída de plasma acontece na extremidade arterial dos capilares por meio da pressão hidrostática resultante da atividade bombeadora do coração. As proteínas do plasma permanecem nos capilares por causa do seu grande tamanho molecular.
Não existe uma constante perda de plasma do sangue porque a força hidrostática é contrabalançada pela pressão de osmose, que provoca a volta de água aos capilares.
Entre as células e os capilares existem os vasos linfáticos. Esses têm paredes delgadas e com válvulas que impedem o retorno da linfa no seu interior. A maioria dos vasos linfáticos é estrutura tão delicada que não é vista nas preparações anatômicas.
Os vasos linfáticos tornam-se maiores na região do tórax, onde se reúnem para formar o duto torácico, que desemboca no sistema venoso perto do coração. Os vasos linfáticos são a principal via de transporte que os lipídios absorvidos no intestino percorrem para chegar ao sangue. O colesterol dos tecidos alcança o sangue pelos vasos linfáticos. Ao longo do sistema linfático, temos muitos nódulos (gânglios) linfáticos. Neles há a produção de linfócitos. As infecções podem ser acompanhadas de inchação dos nódulos linfáticos.
O coração e o baço
O coração é um órgão muscular, oco, com quatro cavidades (duas aurículas, ou átrios, e dois ventrículos).Esse órgão localiza-se na cavidade torácica e é recoberto por um revestimento fibroso, o pericárdio. As paredes do coração são constituídas principalmente de músculo (o miocárdio).
O coração recebe sangue das veias e o impulsiona para as artérias. O lado direito impulsiona sangue vindo do corpo em direção aos pulmões. É o que denominamos circuito pulmonar ou pequena circulação. O lado direito bombeia sangue oriundo dos pulmões em direção aos demais órgãos do corpo - é o chamado circuito sistêmico ou grande circulação.
O músculo cardíaco é formado por um tipo especial de fibra muscular estriada. A contração do músculo cardíaco, à semelhança dos outros tipos de células contráteis, é devida à despolarização de sua membrana plasmática. Desde o período embrionário, quando é formado, o coração tem a capacidade de produzir o estímulo para sua própria contração rítmica. Se o coração for retirado e mantido em solução fisiológica, continuará batendo mesmo fora do corpo. A regulação primária da pulsação cardíaca depende de grupos de células cardíacas especializadas. O nódulo sinoatrial (na parte superior da aurícula direita) inicia a contração das aurículas. Logo após, estimula o nódulo atrioventricular (no septo entre as aurículas), que, por sua vez, age sobre um feixe de fibras, o feixe de His (na parede dos ventrículos). Este feixe causa a contração simultânea da musculatura dos ventrículos.
O que ocorreria se todas as diversas fibras musculares cardíacas se contraíssem independentemente, de modo aleatório? Uma conseqüência seria a falta de coordenação no bombeamento do átrios e ventrículos. Com isto, haveria um descontrole do bombeamento de sangue para o organismo. O correto e natural é que as complexas massas musculares que constituem as bombas ventriculares devem se contrair mais ou menos simultaneamente para resultar num eficiente bombeamento. Tal coordenação é resultado por junções celulares que permitem a difusão de um potencial de ação de uma fibra muscular a outra, de modo que a excitação de uma fibra se propaga por todo o coração. Se células cardíacas forem separadas e mantidas em um meio de cultura, a princípio poucas baterão de modo independente. Após alguns dias, as células entram em contato umas com as outras e então todas batem em uníssono.
O baço é um órgão que se comunica com os sistemas circulatório e linfático. Age como reservatório, armazenando de um quinto a um terço de células sangüíneas. Produz glóbulos brancos (linfócitos) e destrói hemácias velhas.
Revestimento dos vasos sangüíneos
O coração e todos os vasos são revestidos internamente por um endotélio liso. As paredes da aorta e das artérias de grosso calibre têm camadas espessas de tecido elástico e fibras musculares. As arteríolas têm apenas fibras musculares lisas.
As veias apresentam paredes finas com fibras conjuntivas, mas com pouco tecido muscular.
Ao contrário das artérias, as veias achatam-se quando vazias. As veias têm um grande número de válvulas que auxiliam na manutenção da corrente sangüínea de retorno ao coração (fluxo retrógrado). As válvulas das veias também têm um papel na neutralização dos efeitos da postura ereta do corpo em relação ao fluxo de sangue e à ação da gravidade. No homem, o aparelho circulatório tem papel na regulação da temperatura corporal. Um excesso de calor age sobre um centro nervoso do bulbo, que causa a dilatação dos vasos sangüíneos superficiais da pele, promovendo a dissipação do calor. O resfriamento do ambiente causa a contração desses vasos com o objetivo de evitar a perda de calor.
Percurso da circulação no homem
Se considerarmos uma célula do sangue viajando no nosso corpo, mergulhada no plasma sangüíneo, observamos o seguinte percurso:
O sangue que vem dos diversos órgãos do organismo passa às veias cava inferior e cava superior para adentrar a aurícula direita. Este sangue tem pouco oxigênio e contém dióxido de carbono. Chamamos este sangue de carbonado. Da aurícula direita, passa ao ventrículo direito, atravessando a válvula tricúspide. Como resultado da forte contração do músculo cardíaco (sístole), o sangue atravessa a válvula semilunar e alcança, pelas artérias pulmonares, os pulmões. Dos pulmões, o sangue percorre os numerosos capilares que vascularizam os alvéolos pulmonares. Aí ocorre a troca de dióxido de carbono pelo oxigênio do ar dentro do alvéolo. Essa troca é denominada hematose. Desse modo o sangue é reoxigenado. Agora o sangue segue para vasos maiores e, depois, para as veias pulmonares, que chegam à aurícula esquerda. Pela válvula bicúspide, o sangue chega ao ventrículo esquerdo, onde, por forte contração muscular (sístole), é lançado na artéria aorta, o maior vaso do corpo e de paredes mais resistentes. Por ter que bombear sangue para todos os órgãos, a parede muscular do ventrículo esquerdo é muito espessa e forte. A aorta se divide primeiramente em diversas artérias grandes e de grossas paredes, depois estas se subdividem cada vez mais, de modo a irrigar todas as regiões do nosso organismo. Das artérias, o sangue percorre as artérias microscópicas e os capilares nos tecidos. O sangue volta ao coração pela parte venosa sistêmica: os capilares unem-se para formar vênulas, estas se reúnem em veias, que, ao final, irão encontrar as veias cavas. Em nenhum ponto do coração ou das veias e artérias há mistura de sangue carbonado com sangue oxigenado, a não ser que haja uma comunicação anormal entre as metades funcionais do coração. Também existem outras importantes rotas para o sangue: o sangue arterial, no abdome, entra num sistema de capilares, que irrigam as paredes
dos intestinos, onde é absorvido o alimento digerido. O sangue dirige-se, pela veia porta, para o fígado, onde as substâncias nutritivas são armazenadas e metabolizadas. Do fígado, o sangue sai pela veia hepática e chega à veia cava. Outro importante caminho leva o sangue arterial aos rins. Os rins são os principais órgãos que regulam e controlam os níveis de íons e metabólitos (como a uréia). Durante a passagem do sangue pelos rins, o excesso de água e metabólitos (excretas) são eliminados na forma de uma solução aquosa, a urina. Os rins têm um importante papel no controle da homeostase (equilíbrio interno) do nosso corpo.
Patologias do sistema circulatório
A hipertensão (elevada pressão arterial) é definida como uma alta pressão arterial crônica. Esta doença pode ter um resultado final letal, causando insuficiência cardíaca, acidente vascular cerebral (oclusão ou ruptura de um vaso sangüíneo cerebral) ou uma lesão renal.
A aterosclerose é uma enfermidade caracterizada pelo espessamento da parede arterial com células musculares lisas anormais e depósitos de colesterol e outras substâncias. Sabe-se que o fumo, colesterol aumentado, hipertensão, diabete estão associados a essa doença.
Sistema Digestório
Introdução
O Processo Digestivo no Homem
Pela função vital digestão são obtidos os nutrientes necessários para o metabolismo. Tal processo é realizado pelo sistema gastrointestinal (GI). Este é composto por um longo tubo oco ao qual são ligadas glândulas anexas (glândulas salivares, fígado, pâncreas). O alimento ingerido é hidrolisado (degradado em moléculas pequenas) na luz (espaço interior) do tubo digestivo. Do ponto de vista fisiológico, é um caso de digestão extracelular. A musculatura lisa do sistema gastrointestinal mistura o alimento a sucos digestivos e o movimenta em direção à saída do tubo digestivo
Nos intestinos há absorção das moléculas advindas do processo digestivo, e os restos não digeridos são eliminados como fezes. É interessante notar que as fezes não são um produto do metabolismo intracelular, portanto não são consideradas como um tipo de excreção.
A hidrólise das macromoléculas dos alimentos ingeridos é realizada pela ação de enzimas digestivas presentes nas secreções do sistema digestivo. As proteínas são decompostas em aminoácidos, as gorduras em ácidos graxos e glicerol, os carboidratos em açúcares simples monossacarídios como a glicose.
O trabalho do sistema gastrointestinal é ao mesmo tempo auxiliado e prejudicado pelo ato de prepararmos os alimentos pelas artes culinárias. O cozimento ajuda a romper a estrutura dos alimentos, mas o aquecimento pode causar a perda de alguns nutrientes importantes, como vitaminas.
Importância de uma alimentação variada
Para alcançar o interior do estômago, o bolo alimentar sofre o processo de deglutição: após a mistura do alimento com a saliva, a língua, por ação voluntária, move a mistura de saliva e alimento em direção à faringe. A seguir, o processo de deglutição é de natureza involuntária: a respiração é inibida, a laringe é elevada e a glote se fecha. O palato mole sobe para fechar a cavidade nasal. Ao passar, o bolo alimentar força para baixo a epiglote, que cobre a glote; abre-se o esfíncter hipofaringiano. Ocorre uma onda de contração muscular da parede do esôfago, em direção ao estômago, até o alimento atravessar o esfíncter gastroesofagiano e chegar ao estômago.
Abaixo e a partir da faringe, os movimentos e a mistura do alimento no tubo digestivo são causados por contrações e relaxamentos rítmicos lentos dos músculos involuntários da parede do tubo. Esse mecanismo é denominado peristalse.
No estômago, os movimentos de peristalse misturam o alimento com as secreções gástricas. Nos intestinos, esse movimento divide e redivide continuamente o bolo alimentar, misturando-o de modo completo e o fazendo deslocar-se lentamente para diante.
O estômago
O estômago é uma porção dilatada do tubo digestivo onde o alimento sofre ação química (enzimática) e física, passando, após, pouco a pouco, para o intestino delgado. O armazenamento de alimento ocorre principalmente na parte superior (região fúndica) do estômago e a ação muscular se dá principalmente nas regiões do meio (corpo) e inferior (pilórica).
O suco gástrico (de pH ácido) tem um efeito antisséptico sobre as bactérias que vêm com a comida, e também digere parcialmente as proteínas. Entretanto, a remoção cirúrgica do estômago não é fatal para o organismo, pois o alimento pode ser totalmente hidrolisado no intestino delgado.
"Endoscopia mostrando o interior do duodeno"
O suco pancreático apresenta muitas qualidades de enzimas, entre as quais a tripsina, a quimotripsina, a carbopeptidase, que decompõem proteínas e peptídios em aminoácidos; a amilase, que hidrolisa os polissacarídios em glicose e maltose, completando a ação iniciada pela amilase da saliva; e a lipase, que transforma lipídios em ácidos graxos e glicerol. Outras enzimas decompõem ácidos nucléicos.
Os bicarbonatos, secretados pelas células dos dutos pancreáticos, neutralizam a acidez do quimo, tornando o conteúdo intestinal ligeiramente alcalino. Essa ação evita ulcerações no intestino e torna-o um ambiente propício para a atividade das enzimas pancreáticas sobre o alimento. A secreção do suco pancreático pode ser de 500 a 1000 ml.
No intestino, uma terceira secreção, a bile, age sobre o bolo alimentar. A bile é produzida pelo fígado, e alcança a luz do intestino pelo duto colédoco. A bile não é uma secreção que têm enzimas. O que se encontra na bile são os sais biliares, que auxiliam o processo digestivo reduzindo, fisicamente, os lipídios a pequenas gotículas. Esse processo é denominado
emulsificação. Os lipídios emulsionados são facilmente digeridos pelas lipases do suco pancreático. A bile é secretada pelo fígado numa quantidade que varia entre 250 a 1000 ml por dia. Uma pequena quantidade de bile (cerca de 33 ml) é armazenada na vesícula biliar. Se a passagem da bile for mecanicamente obstruída por cálculos biliares ou infecções do duto colédoco, certos pigmentos biliares acumulam-se no sangue e nos outros tecidos do corpo, produzindo icterícia, o amarelecimento da pele e uma região do globo ocular, a esclerótica ("o branco do olho").
Os pigmentos biliares são produtos da degradação da hemoglobina de hemácias velhas. Eles dão à urina e às fezes suas colorações características, do amarelo ao castanho.
O fígado, além da secreção da bile, armazena glicose (em forma de glicogênio); O fígado ainda trabalha: na síntese de proteínas, regulando a concentração de aminoácidos no sangue; auxilia na metabolismo e excreção de substâncias tóxicas, transformando amônia em uréia, por exemplo; produz um fator antianêmico que auxilia na produção de hemácias, e também destrói hemácias envelhecidas; produz a heparina, um anticoagulante do sangue; armazena vitaminas; e relaciona-se com o metabolismo hormonal.
As glândulas da mucosa do intestino delgado secretam o íon bicarbonato neutralizador de ácidos e também grande quantidade de muco, mas não sintetizam enzimas. O epitélio intestinal é substituído totalmente a cada 36 horas aproximadamente.
Absorção de nutrientes nos intestinos
O intestino delgado é a principal área de absorção das moléculas nutritivas provenientes do processo de digestão do alimento. Estas moléculas atravessam a parede intestinal e chegam à corrente circulatória, pela qual serão distribuídas às células do corpo para serem usadas no
Cada vilosidade apresenta capilares sangüíneos e um vaso quilífero (relacionado ao sistema linfático).
As membranas das células epiteliais do intestino são permeáveis seletivamente.
As moléculas oriundas da completa digestão de proteínas e glicídios são transportadas ativamente contra um gradiente de concentração, através das células da mucosa intestinal, e alcançam os capilares sangüíneos que se ligam à veia porta-hepática, por onde chegam ao fígado.
As moléculas resultantes da hidrólise dos lipídios entram nos vasos quilíferos que se ligam ao sistema linfático. Estes vasos linfáticos do intestino unem-se a outros para formar o tronco torácico que desemboca no sistema venoso perto do coração.
Motilidade intestinal e a defecação
O intestino grosso, ou cólon, elimina os restos não digeridos ou indigeríveis através do reto e do ânus. Esta parte do tubo digestivo absorve grande quantidade de água da massa fecal, e também absorve ativamente o íon sódio.
Os restos de alimento, junto com bactérias, muco e células mortas da parede intestinal formam as fezes. De modo geral, a comida ingerida gasta cerca de 4 horas e meia para atravessar toda a extensão do tubo digestivo, mas os resíduos da digestão podem ficar até 24 horas acumulados no cólon. Neste intervalo, há grande ação de bactérias. As que sobreviveram à acidez do estômago causam putrefação do bolo fecal, principalmente no cólon, com a produção de gases como o nitrogênio, H2S e CO2. As bactérias compõem cerca de até 50 por cento das fezes.
Controle da digestão
As atividades musculares e secretoras do sistema gastrointestinal são controladas por nervos autônomos (nervo vago), plexos nervosos internos das paredes do tubo digestivo, e hormônios secretados por glândulas gastrintestinais. O controle se dá de modo principalmente automático, envolvendo respostas reflexas às características físicas e químicas dos alimentos. Grande parte da motilidade peristáltica é resultado da ação de plexos nervosos da parede do tubo digestivo. Quando o alimento alcança a boca, estimula a produção de saliva pela atividade das células gustativas dos brotamentos gustativos da língua, que enviam impulsos, pelos nervos sensitivos, à medula. A seguir, fibras motoras do sistema nervoso autônomo (parassimpáticas) conduzem impulsos às glândulas salivares. As glândulas endócrinas gastrintestinais são estimuladas tanto por sinais nervosos como por sinais endócrinos, e também por sinais químicos do próprio conteúdo intestinal. Quando o alimento chega ao estômago, estimula a liberação da gastrina, um hormônio que induz a secreção de suco gástrico. Quando o quimo entra no duodeno, estimula a liberação de hormônios pelas células da parede intestinal e o sangue os leva ao pâncreas. O pH ácido do quimo causa a secreção de
produto ou produtos característicos dotados de propriedades físicas, fisiológicas ou farmacológicas especiais.
Hormônio
É uma substância secretada por células de uma parte do corpo que passa a outra parte, onde atua pouca concentração regulando o crescimento ou a atividade das células. No sistema endócrino distinguimos 3 partes: célula secretória, mecanismo de transporte e célula branca, cada uma caracterizada por sua maior ou menor especificação. Geralmente cada hormônio é sintetizado por um tipo específico de células. Os hormônios podem ser divididos em:
glandulares: são elaborados pelas glândulas endócrinas e vertidos por estas diretamente ao sangue, que as distribui a todos os órgãos, onde logo exercem suas funções. Subdividem-se em dois grupos, conforme realizam uma ação excitante ou moderadora sobre a função dos órgãos sobre os quais influem.
tissulares ou aglandulares: são formados em órgãos distintos e sem correlação nem interdependência entre eles: sua ação é exclusivamente local e a exercem no órgão em que se formam ou nos territórios vizinhos. Sob o aspecto químico, os hormônios podem dividir-se em duas grandes classes.
Hormônios esteroides: aos quais pertencem as corticosupra-renais e sexuais.
Hormônios protéicos: (verdadeiras proteínas) ou aminoácidos (mais ou menos modificados), as quais pertencem os hormônios tiroideas, hipofisárias, pancreáticas e paratiróides.
As características físico-químicas dos hormônios são: facilidade de solubilidade nos líquidos orgânicos, difusibilidade nos tecidos e resistência ao calor. A modalidade da secreção hormonal por parte das glândulas endócrinas não é todavia bem conhecida, já que falta saber, com exatidão, se produz de maneira contínua ou é armazenada na glândula e derramada na circulação no momento de sua utilização, ou se produz unicamente quando é necessário utilizá-la, ou se uma pequena parte é posta continuamente em circulação.
Glândulas
Hipotálamo
Se localiza na base do encéfalo, sob uma região encefálica denominada tálamo. A função endócrina do hipotálamo está a cargo das células neurossecretoras, que são neurônios especializados na produção e na liberação de hormônios. A figura ao lado mostra o hipotálamo (acima) e a hipófise (abaixo).
Hipófise (ou glândula Pituitária)
A hipófise é dividida em três partes, denominadas lobos anterior, posterior e intermédio, esse último pouco desenvolvido no homem. O lobo anterior (maior) é designado adeno-hipófise e o lobo posterior, neuro-hipófise.
Hormônios produzidos no lobo anterior da hipófise
Samatotrofina (GH) - Hormônio do crescimento. Hormônio tireotrófico (TSH) - Estimula a glândula tireóide. Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) - Age sobre o córtex das glândulas supra-renais. Hormônio folículo-estimulante (FSH) - Age sobre a maturação dos folículos ovarianos e dos espermatozóides. Hormônio luteinizante (LH) - Estimulante das células intersticiais do ovário e do testículo; provoca a ovulação e formação do corpo amarelo. Hormônio lactogênico (LTH) ou prolactina - Interfere no desenvolvimento das mamas, na mulher e na produção de leite. Os hormônios designados pelas siglas FSH e LH podem ser reunidos sob a designação geral de gonadotrofinas. Hormônios produzidos pelo lobo posterior da hipófise Oxitocina - Age particularmente na musculatura lisa da parede do útero, facilitando, assim, a expulsão do feto e da placenta. Hormônio antidiurético (ADH) ou vasopressina - Constitui-se em um mecanismo importante para a regulação do equilíbrio hídrico do organismo.
