Revisão Abrangente de Fisiologia Humana

Membrana Celular

Estrutura

Camada bimolecular lipídica composta por fosfolipídios e colesterol, com proteínas que atravessam ou se ligam a qualquer uma das superfícies da camada bimolecular.

Os fosfolipídios formam a camada bimolecular devido ao facto de possuírem cabeças hidrofílicas e caudas hidrofóbicas. O colesterol desempenha um papel mais funcional do que estrutural.

Possui canais iónicos, proteínas intrínsecas (atravessam a membrana) e extrínsecas (ligam-se a uma das superfícies da camada bimolecular; são marcadores, podem ter recetores e ser específicos para uma espécie ou indivíduo).

Os glícidos combinam-se com os lípidos para formar glicolipídios e com as proteínas para formar glicoproteínas. O glicocálix é o conjunto de glicoproteínas, glicolipídios e glícidos na superfície externa da membrana.

Função

• Fronteira externa das células, que controla a entrada e a saída de substâncias;
• As moléculas recetoras funcionam na comunicação intercelular;
• As moléculas marcadoras possibilitam às células que se reconheçam umas às outras.

Movimento através da Membrana

A membrana celular separa o material extracelular do material intracelular, sendo que o material intracelular apresenta uma composição diferente do material extracelular e a sobrevivência da célula depende da manutenção dessas diferenças.

A membrana é, assim, seletivamente permeável (permite apenas a passagem de algumas substâncias, conforme as suas necessidades).

A velocidade do transporte depende de:

• Número de canais proteicos;
• Comprimento dos canais;
• Resistência dos canais;
• Peso Molecular da substância;
• Temperatura.

O transporte pode ser efetuado de quatro formas:

• Diretamente através da bicamada lipídica;
• Através dos canais da membrana;
• Com moléculas transportadoras na membrana;
• Em vesículas.

Diretamente através da bicamada lipídica:

Substâncias lipossolúveis: O₂, CO₂, CO e Esteroides (apesar de a membrana não ser permeável à maioria das hormonas e estas terem de se ligar a proteínas extrínsecas, existem hormonas lipídicas e glicolipídicas, sendo que para as primeiras a membrana é permeável).

Canais da Membrana:

São compostos por grandes moléculas proteicas que se estendem de uma superfície da membrana até à outra, formando um poro. Existem vários tipos de canais e cada um apenas permite a passagem de moléculas de determinado tamanho, sendo que a maioria dos canais estão carregados positivamente.

Os canais são específicos para uma substância, mas a água pode passar por todos. Para haver movimento de partículas os canais têm de estar abertos.

Existem canais controlados e não controlados, sendo que os últimos estão sempre abertos. Os canais controlados podem ser dependentes da voltagem (para abrir tem de haver variação do potencial elétrico) ou independentes da voltagem (para abrir tem de haver ligação de ligandos aos locais de ligação).

Moléculas Transportadoras:

As moléculas de proteínas dentro das membranas combinam-se com substâncias polares grandes num dos lados da membrana e transportam-nas para o outro lado da membrana. São específicas, pode haver competição pelo local de ligação e podem atingir saturação.

As proteínas alteram a sua conformação para transportar as moléculas de dentro para fora e vice-versa. Temos de ter agentes a transportar ligados no espaço intra e extracelular, caso contrário não atuam.

Vesículas:

Moléculas polares grandes, pequenos pedaços de matéria e células inteiras são assim transportadas. Como a membrana é fluida, funde-se com a vesícula, permitindo que os conteúdos atravessem a membrana celular, fenómenos de endocitose e exocitose.

• Partícula liga-se à membrana;
• Invaginação;
• Formação de vesículas;
• Abertura da membrana da vesícula;
• Os fosfolipídios que compõem a membrana da vesícula voltam a ligar-se à membrana celular.

Difusão

É a tendência das moléculas de soluto se deslocarem de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração na solução (solutos e solventes).

É um meio através do qual substâncias se deslocam entre os fluidos intra e extracelular, podendo difundir-se através da camada bimolecular lipídica, dos canais da membrana ou através de transportadores na membrana.

Difusão Simples – quando não há necessidade de ajuda das proteínas “carregadoras”, sem função por parte das proteínas, sem gasto de energia.

Difusão Facilitada – a proteína carregadora facilita a passagem de iões de um lado para o outro, sem gasto de energia.

Alguns nutrientes entram e alguns produtos de excreção deixam a célula por difusão. A manutenção da concentração intracelular destas substâncias depende deste mecanismo.

Devido à sua energia cinética, as moléculas estão em constante movimento, sendo que este, aleatório, faz com que se desloquem de um gradiente de maiores concentrações para um de menores concentrações. O equilíbrio dá-se quando há igualdade dos dois lados, ocorrendo paragem de movimento dos líquidos. No entanto, o movimento molecular aleatório continua, sendo que a quantidade de soluto que se desloca para um dos lados é igual à que se desloca para o outro.

Gradiente de Concentração é a diferença de concentração entre dois pontos, dividida pela distância entre esses dois pontos, sendo que aumenta com a diminuição da distância e diminui com o aumento da distância.

A Velocidade de Difusão depende de:

• Gradiente de Concentração – maior gradiente, maior velocidade;
• Temperatura da Solução – maior temperatura, maior velocidade;
• Tamanho das Partículas Difundidas – menor peso molecular, maior velocidade;
• Viscosidade do Solvente – maior viscosidade, menor velocidade.

Osmose

O mecanismo de difusão da água através de uma membrana semipermeável, à semelhança da membrana celular, sendo que a água se desloca das soluções menos concentradas para as mais concentradas.

Pressão Osmótica é a força necessária para evitar o movimento da água por osmose através de uma membrana seletivamente permeável.

A Osmolaridade está relacionada com a pressão osmótica. Iguais pressões osmóticas, iguais concentrações.

• Solução Isosmótica: com a mesma concentração de partículas de soluto, têm a mesma pressão osmótica;
• Solução Hiperosmótica: com uma concentração de partículas de soluto maior;
• Solução Hiposmótica: com uma concentração de partículas de soluto menor.

A Pressão Osmótica de uma solução fornece informação sobre a tendência da água para se deslocar, por osmose, através de uma membrana seletivamente permeável. Quanto maior for a concentração de uma solução, maior é a pressão osmótica da solução e maior é a tendência da água para se deslocar para essa solução.

Tonicidade não é igual a concentração.

• Solução Isotónica: quando a célula é colocada numa solução onde não reduz nem aumenta o seu volume;
• Solução Hipertónica: quando a célula é colocada numa solução onde a água sai por osmose e o seu volume diminui;
• Solução Hipotónica: quando a célula é colocada numa solução onde a água entra por osmose e o seu volume aumenta.

Os termos “osmóticos” referem-se à concentração das soluções.

Os termos “tónicos” referem-se à tendência das células para aumentar ou diminuir de volume.

Solução Isotónica não implica que seja Isosmótica, pois para ser considerada isotónica tem de ser uma solução cujos constituintes estejam presentes na célula, não havendo troca de substâncias que possam levar ao movimento de água.

Transporte Ativo

É o transporte de uma substância através da membrana celular para o interior ou exterior da célula. É necessário haver energia para que este fenómeno se dê por parte das proteínas carregadoras.

Neste processo, as proteínas que possuem atividade de ATPase, clivam o ATP para daí retirarem energia.

A velocidade máxima a que o transporte ativo ocorre depende do número de proteínas transportadoras e da disponibilidade de ATP adequado.

Potenciais da membrana produzidos por transporte ativo – a “bomba eletrogênica” de sódio e potássio, origem do potencial da membrana em repouso normal.

Bomba Sódio/Potássio

A bomba é uma ATPase que funciona num regime de troca de duas partículas de potássio por três de sódio.

Em condições normais temos mais sódio fora da célula e potássio dentro, mas abrindo os canais, a situação inverte-se, sendo necessário voltar ao normal por ação da bomba (contra o gradiente).

Tem como função controlar o volume da célula (os componentes de carga positiva tendem a produzir osmose para o interior da célula; se tal não se verificasse, esta poderia encher-se até rebentar).

Bomba Cálcio

Existem duas: uma bombeia o Cálcio para o exterior e outra bombeia o Cálcio para o interior de um ou mais organelos internos vesiculares.

A única diferença da de Sódio-Potássio é verificada na proteína carregadora que é específica para o Cálcio.

Transporte Ativo Secundário

Depende do transporte ativo primário.

As proteínas carregadoras possuem locais específicos para fixarem o Sódio e a Glicose.

O Sódio, ao entrar na célula por meio destas proteínas, leva consigo a Glicose neste processo, ou seja, a Glicose é transportada gratuitamente.

O Sódio liga-se, e a glicose “apanha boleia”, sendo o sódio posteriormente expulso por transporte ativo primário, mantendo a diferença sódio/potássio (maior concentração de sódio fora), caso contrário, este transporte não funcionaria. Difusão facilitada do sódio, ajudando a glicose.

Transporte Simporte: tipo de transporte ativo secundário no qual o movimento se dá na mesma direção.

Transporte Antiporte: tipo de transporte ativo secundário em que os iões ou moléculas se deslocam em direções opostas.

Potencial de Membrana

O potencial de repouso de uma célula é negativo, está polarizada, e o valor de potencial vai depender de célula para célula. O valor negativo de potencial deve-se ao facto de as cargas positivas se encontrarem fora e as negativas dentro. Em repouso, os canais de sódio estão fechados, enquanto os de potássio estão abertos. Assim, o sódio não entra e o potássio sai, o interior tende para a negatividade.

Através das bombas e dos canais a membrana mantém o seu potencial.

A célula fica excitada ou despolarizada, quando o potencial atinge o valor 0. Esta despolarização pode resultar da abertura dos canais de sódio e/ou fecho dos de potássio.

Sistema Muscular

Funções do Sistema Muscular

• Movimento corporal;
• Manutenção da postura;
• Estabilizar articulações;
• Manutenção da temperatura corporal;
• Suportam e protegem os órgãos internos.

Propriedades do Músculo

• Contractilidade – capacidade que o músculo tem de se contrair, produzindo uma determinada força. Capacidade de gerar tensão. Componentes contráteis.
• Excitabilidade – capacidade da fibra responder a estímulos elétricos ou mecânicos. A resposta é responsável pela geração de tensão, não necessariamente da tensão. Também pode ser denominada de irritabilidade.
• Extensibilidade – capacidade de ser deformado ou estirado, sem romper.
• Elasticidade – capacidade de voltar ao comprimento inicial após a deformação.

Classificação do Tecido Muscular

Classificação morfo-histológica:

• Estriado – Músculo esquelético e músculo cardíaco;
• Liso – Músculo liso.

Existem três tipos de tecido muscular:

• Esquelético – maior parte do músculo, movimento do tronco e membros, é um músculo com movimento voluntário e é multinucleado.
• Liso – parede de órgãos e vasos sanguíneos, movimento dos alimentos ao longo do tubo digestivo e secreções glandulares, é um músculo com movimento involuntário e é controlado pelo SNA simpático e inibido pelo parassimpático.
• Cardíaco – movimento do sangue para os vasos, tem movimento involuntário, as fibras musculares possuem núcleo central e é controlado pelo SNA simpático e inibido pelo parassimpático.

Composição Química

• 75% Água;
• 20% Proteínas;
• 5% Material Inorgânico, Compostos Orgânicos e Hidratos de Carbono.

Estrutura do Músculo Esquelético

O músculo está rodeado pelo epimísio e é um conjunto de fibras. O perimísio envolve cada fibra muscular, que é constituída por um conjunto de miofibrilas dispostas paralelamente (células musculares). Estas correspondem a um conjunto de filamentos que se organizam em feixes, e estão envolvidas pelo endomísio. Os filamentos podem ser de actina ou miosina.

As fibras estendem-se desde a origem até à inserção do músculo.

No meio das miofibrilas encontramos mitocôndrias e cisternas de retículo sarcoplasmático (retículo endoplasmático do sarcoplasma – rápida contração muscular – armazena cálcio).

O Sarcolema é a membrana celular da fibra muscular (eletricamente excitável), enquanto que o Sarcoplasma é o fluido intracelular (glicogénio, ATP, fosfocreatina, K⁺, Mg⁺, fosfato, mitocôndrias).

Uma tríade é composta por um túbulo T (invaginações da célula do sarcolema) e cisternas.

O Sarcómero é a unidade funcional do músculo (entre 2 linhas Z), que por polimerização forma uma miofibrila.

O Filamento de Miosina é a proteína muscular mais abundante, em que cada filamento é um conjunto de moléculas, sendo cada uma destas formadas por 6 cadeias polipeptídicas (2 meromiosina pesada e 4 meromiosina leve). Os braços e as cabeças proeminentes formam as pontes cruzadas, sendo que as cabeças da miosina contêm a enzima ATPase. É mais grossa do que a actina e tem o centro liso.

O Filamento de Actina é composto a partir de proteínas globulares de actina G, que se polimerizam em actina F. Possui duas cadeias de actina fibrosa (actina F) enroladas em dupla hélice. É, também, constituído por tropomiosina e troponina.

A tropomiosina situa-se nos sulcos da hélice da actina F e forma um bastão de dupla fita helicoidal. No repouso, sobrepõe-se nos centros ativos da actina de modo a impedir a contração.

A troponina é um complexo de 3 subunidades proteicas:

• Troponina C: afinidade para Ca²⁺;
• Troponina T: afinidade pela tropomiosina;
• Troponina I: afinidade pela actina.

Bandas:

• Banda A: constituída por filamentos de miosina (é anisotrópica);
• Banda I: constituída por filamentos de actina (é isotrópica);
• Banda H: região central da banda A;
• Linha Z: subdivide a banda I (une os vários miofilamentos paralelos. Quanto mais tensão tiver o músculo mais nítida é esta linha).

Fenómeno de Contração Muscular e Potencial de Membrana

O músculo esquelético é controlado pelo SNC, em que cada célula muscular contacta fisicamente com um neurónio, recebendo apenas um ramo.

Potencial de Membrana

1. Potencial de Repouso: os canais de sódio, dependentes de voltagem, estão fechados (os portões de ativação estão fechados e os de inativação abertos). Os canais de potássio, dependentes de voltagem, estão fechados – célula polarizada.
2. Despolarização: os canais de sódio vão abrir devido à abertura dos portões de ativação. Os canais de potássio começam a abrir e ocorre despolarização (a entrada de sódio é muito maior do que a saída de potássio).
3. Repolarização: Os portões de inativação vão fechar, fechando os canais de sódio. Os canais de potássio estão abertos, levando à saída de potássio, enquanto o sódio não entra.
4. Fim da Repolarização e Pós-Potencial: os canais de sódio estão fechados, em que os portões de ativação estão fechados e os de inativação abertos, restabelecendo o repouso aos canais de sódio. A difusão de potássio vai levar à formação do pós-potencial.
5. Potencial de Repouso: Os canais de potássio são fechados restabelecendo o potencial de repouso à membrana.

Potencial de Ação

1. O potencial de ação propaga-se ao longo do axônio.
2. O potencial de ação gera correntes locais que tendem a despolarizar a membrana na zona adjacente ao potencial de ação – onda de despolarização.
3. Quando a despolarização causada por correntes locais atinge o potencial de ação, um novo potencial de ação é produzido.
4. O potencial de ação propaga-se numa direção única por causa do período refratário absoluto do potencial de ação precedente, o que previne a geração de um potencial de ação na direção inversa.

Junção Neuromuscular

O neurónio contacta com a fibra muscular ao nível da junção neuromuscular. A placa motora é a membrana pós-sináptica.

Como as membranas não se tocam, existindo entre elas a fenda sináptica, o potencial atinge o axônio, alterando a sua voltagem, provocando a abertura dos canais de cálcio, que entra no axônio.

1. O potencial de ação chega ao terminal pré-sináptico o que causa abertura dos canais de Ca²⁺ dependentes de voltagem aumentando a permeabilidade ao Ca²⁺ do terminal pré-sináptico.
2. Ca²⁺ entra no terminal pré-sináptico e inicia a libertação do neurotransmissor, acetilcolina (ACh), das vesículas sinápticas do terminal pré-sináptico.
3. Difusão da ACh pela fenda sináptica e ligação da ACh aos recetores na fibra muscular pós-sináptica causando um aumento da permeabilidade dos canais de Na⁺.
4. O aumento da permeabilidade resulta na despolarização da membrana pós-sináptica. Quando o limiar da excitabilidade (o potencial necessário para a formação de uma onda de propagação) é atingido cria-se um potencial de ação pós-sináptico.
5. Quando a ACh é libertada na fenda sináptica ela liga-se aos seus recetores na membrana pós-sináptica causando a abertura dos canais de Na⁺.
6. ACh é rapidamente degradada na fenda sináptica pela acetilcolinesterase (tira a acetilcolina, degradando e retirando o grupo acetil) em ácido acético e colina.
7. A colina é reabsorvida pelo terminal pré-sináptico e combinada com o ácido acético para formar mais ACh, que entra nas vesículas sinápticas. O ácido acético é removido por vários tipos celulares.

Acoplamento Excitação-Contração

1. Potencial de ação percorre todo o axônio motor.
2. Secreção de acetilcolina.
3. Abertura dos canais proteicos com passagem do Na⁺ pelos canais, provocando o potencial de ação na fibra.
4. Potencial de ação propaga-se por toda a fibra muscular.
5. Despolarização da membrana, leva a que o retículo sarcoplasmático liberte Ca²⁺ para o sarcoplasma – cálcio livre.
6. O Ca²⁺ livre liga-se à subunidade C da troponina, alterando a conformação e rotação da tropomiosina. Essa rotação expõe os locais de ligação, permitindo que a actina e a miosina contactem e deslizem uma sobre a outra – contração muscular. As cabeças da miosina (ponte cruzada) ligam-se à actina e mudam o ângulo, movendo a actina. Depois a cabeça desliga e liga-se a outra e assim sucessivamente. Gasta ATP para voltar à conformação original, após estar desligado.
7. Após poucos segundos, o Ca²⁺ regressa ao retículo sarcoplasmático, e a contração termina.

Modelo do Deslizamento dos Filamentos

Quando o músculo está relaxado, as extremidades dos filamentos de actina sobrepõem-se apenas discretamente.

Quando o músculo está contraído, os filamentos de actina sobrepõem-se completamente aos de miosina e vão para a parte média onde estão mais sobrepostos. A linha Z é puxada para a extremidade dos filamentos de miosina, levando à redução das Bandas I e encurtamento da fibra muscular.

1. Os miofilamentos de actina e miosina no músculo relaxado ou contraído, têm o mesmo comprimento. Os miofilamentos não alteram o seu comprimento durante a contração muscular.
2. Durante a contração os miofilamentos de actina deslizam sobre os miofilamentos de miosina. Como resultado as linhas Z aproximam-se e o sarcómero encurta.
3. Como os miofilamentos de actina deslizam sobre os miofilamentos de miosina, as zonas H e as bandas I encurtam. As bandas A, que são iguais ao comprimento dos miofilamentos de miosina, não se alteram.
4. Num músculo totalmente contraído as pontas da actina se tocam e a zona H desaparece.

Em presença de grandes quantidades de iões Ca²⁺, o efeito inibitório da troponina-tropomiosina sobre a actina é anulado.

Os iões Ca²⁺ combinam-se com a troponina C, fazendo com que o complexo troponina sofra alterações conformacionais e desloque a molécula de tropomiosina.

As cabeças das pontes cruzadas fixam-se e soltam-se dos locais ativos do filamento de actina.

Quando a cabeça se prende a um local ativo, causa profundas alterações nas forças intermoleculares, na cabeça e no braço da ponte cruzada.

A cabeça inclina-se sobre o braço e puxa consigo o filamento de actina.

A inclinação da cabeça da ponte cruzada é denominada “força de deslocamento”.

Após a inclinação, e depois de a cabeça se carregar com uma nova molécula de ATP, a cabeça solta-se do centro ativo e retorna à sua posição perpendicular.

A cabeça volta a ligar-se a outro centro ativo, o processo inicia-se novamente e a actina avança um pouco mais.

1. Durante a contração muscular, o Ca²⁺ liga-se à troponina, causando a exposição dos locais ativos dos miofilamentos da actina.
2. As moléculas de miosina ligam-se aos locais ativos expostos nos miofilamentos da actina para formar pontes cruzadas, e o fosfato (P) é libertado da cabeça da miosina.
3. A energia armazenada na cabeça da miosina é usada para mover a cabeça da miosina. O movimento da cabeça causa o deslizamento da actina sobre a miosina. O ADP é libertado da cabeça da miosina.
4. Uma molécula de ATP liga-se à cabeça da miosina resultando na libertação da actina da miosina.
5. O ATP é clivado em ADP e fosfato, que permanecem ligados à cabeça da miosina. A cabeça da miosina retorna à posição de repouso, e a energia é armazenada na cabeça da molécula de miosina. O Ca²⁺ permanece ligado à troponina, a formação de pontes cruzadas e movimento da cabeça repete-se. Este ciclo ocorre muitas vezes durante a contração muscular.

Fibras Musculares

As Fibras Rápidas são maiores, possuem um extenso retículo sarcoplasmático, grande quantidade de enzimas glicolíticas, vascularização menos extensa e formam o músculo branco.

As Fibras Lentas são menores e mais finas, sendo inervadas por fibras nervosas mais delgadas e possuem vascularização extensa, para aumentar O₂. Possuem um número elevado de mitocôndrias e elevada quantidade de mioglobina, para manter a fosforilação oxidativa. Formam o músculo vermelho.

Unidade Motora

É o conjunto de fibras musculares inervadas por uma única fibra nervosa motora.

São recrutadas por ordem crescente da sua capacidade de produção de força. Este padrão de reconhecimento é conhecido como o princípio de Henneman.

As unidades motoras de menores dimensões, possuem limiares de excitabilidade mais baixos e são recrutadas em primeiro lugar.

À medida que as necessidades de força vão aumentando, as unidades motoras de maiores dimensões vão sendo recrutadas progressivamente.

A somação é o aumento do número de unidades motoras que se contraem a um só tempo (somação de fibras múltiplas), aumento da frequência da contração (somação por frequência ou tetanização).

Tónus Muscular Esquelético e Contração Muscular

O tónus muscular é quando os músculos, que estão em repouso, ainda têm alguma tensão. É completamente dependente dos impulsos nervosos (com origem na espinal medula).

Durante a contração muscular, a tensão desenvolvida pelo músculo aumenta à medida que se encurta o sarcómero e o filamento de actina se sobrepõem ao de miosina.

A contração máxima ocorre, quando há um máximo de sobreposição entre os filamentos de actina e as pontes cruzadas de miosina.

A contração pode ser:

• Isométrica, quando não há encurtamento durante a contração. Ação muscular em que a tensão se desenvolve, mas não ocorre mudança visível ou externa na posição articular, não é produzido trabalho externo.
• Concêntrica, sendo que a ação muscular na qual a tensão é desenvolvida causa um encurtamento visível no músculo, é realizado trabalho positivo.
• Isotónica, quando encurta e a sua tensão permanece constante.

Existem partes do músculo que não se contraem, tais como, tendões, extremidades do sarcolema das fibras musculares onde se fixam os tendões e os braços dobráveis das pontes cruzadas.

Fontes de Energia

É necessária energia, pelo que as moléculas de ATP são degradadas em ADP.

Efeito de Fenn (maior trabalho, maior a quantidade de ATP desdobrada), utilizando-se fosfocreatina (reserva de alta energia, que permite manter o teor de ATP a partir de ADP + P), hidratos de carbono, proteínas, gorduras, glicose e glicogénio.

A respiração anaeróbia dá-se na ausência de oxigénio e resulta do desdobramento da glicose em ATP e ácido láctico. Numa primeira fase, a glicose desdobra-se em duas moléculas de ácido pirúvico. Este é depois convertido em ácido láctico, sendo este depois difundido para a corrente sanguínea. O processo traduz-se num ganho de duas moléculas de ATP, sendo que é menos eficiente que a respiração aeróbia devido à limitação pela presença de glicose.

A respiração aeróbia exige oxigénio e desdobra glicose para produzir ATP, dióxido de carbono e água. Este processo é muito mais eficiente, podendo levar à produção de 38 moléculas de ATP. Usa como fonte de energia os ácidos gordos e os aminoácidos, sendo o ácido pirúvico metabolizado nas mitocôndrias através de dois tipos de reações, o ciclo de ácido cítrico e a cadeia de transporte de eletrões.

Na ausência de ATP o complexo actina-miosina fica estável (*rigor mortis*).

Um músculo que aumenta de tamanho, hipertrofia-se, enquanto um músculo que não é usado diminui de tamanho ou atrofia-se.

Fatores Neurais (SNC)

O Fuso Neuromuscular (FNM) é importante como sensor do grau e velocidade do estiramento, estando também, na base de um reflexo fundamental na regulação da atividade motora, o reflexo miotático. Este consiste, sumariamente, na tendência para a contração de um músculo após estiramento.

O Órgão Tendinoso de Golgi (OTG) é estimulado pelo estiramento do tendão, que é fundamentalmente consequência de contrações musculares potentes. Dá origem ao reflexo miotático inverso, cuja resposta é oposta ao reflexo miotático. É sensível à tensão, sendo que uma tensão elevada, capaz de pôr em causa a integridade do músculo, desencadeia o reflexo miotático inverso ou a inibição autogénica.

Músculo Liso

No músculo liso o retículo sarcoplasmático está menos desenvolvido, sendo formado por fibras menores, não contêm túbulos T e a contração é originada pelas forças atrativas entre os filamentos de actina e de miosina. É inervado por nervos do sistema nervoso autónomo, logo a sua regulação é involuntária. Sendo que está fica a cargo de neurotransmissores e hormonas.

Tipos de Músculo Liso

O músculo liso multiunitário, possui fibras com contração independente, fibras controladas por sinais neuronais e são revestidas por colagénio e proteoglicanos. Está presente no músculo ciliar do olho, músculos eretores dos pelos, íris do olho.

O músculo liso unitário possui fibras com contração em conjunto e fibras organizadas em feixes ou camadas, em que a propagação do potencial de ação de umas fibras para as outras é efetuado através das células. Está presente no intestino, vias biliares, ureteres, útero e vasos.

Propriedades Físico-Químicas

Quimicamente, contém filamentos de actina e miosina, não possui troponina, sendo necessário para a contração, a ativação pelo Ca²⁺ e energia ATP. O cálcio entra no citoplasma e liga-se a uma proteína chamada calmodulina, sendo que esta ligação leva à ativação da miosina quinase, que transfere um grupo fosfato de ATP para a miosina. Esta transferência origina uma ponte entre a miosina e a actina, levando à contração muscular. O relaxamento do músculo liso resulta da atividade da enzima miosina fosfatase, que remove o grupo fosfato das moléculas de miosina.

Fisicamente, os filamentos de actina estão ligados a corpos densos e é através desta interligação que é transmitida a força de contração – os corpos densos têm a mesma função das linhas Z.

Propriedades Funcionais

• Alguns músculos viscerais lisos têm contrações autorrítmicas.
• O músculo liso tende a contrair-se em resposta a um súbito estiramento, mas não a um lento aumento de comprimento.
• O músculo liso tem uma tensão relativamente constante, chamada de tónus do músculo liso, por um longo período de tempo e mantém a mesma tensão em resposta a um aumento gradual no comprimento do músculo liso.
• A amplitude da contração produzida pelo músculo liso também permanece constante, apesar de variar o comprimento muscular.
• Adapta-se mal ao metabolismo anaeróbio.

Músculo Cardíaco

O coração é formado por 3 tipos de músculo cardíaco: Músculo auricular, Músculo ventricular e Fibras musculares especializadas excitadoras e condutoras.

Os músculos auricular e ventricular contraem-se como o músculo esquelético, mas de uma forma mais demorada.

As fibras musculares especializadas contraem-se muito pouco pois contêm poucas miofibrilas; formam um sistema de excitação para o coração e um sistema de transmissão para rápida transmissão do sinal excitador cardíaco.

O músculo cardíaco é um músculo estriado, sendo que no miocárdio existem miofibrilas que contêm filamentos de actina e miosina, cuja contração se efetua de forma idêntica à do músculo esquelético. As células musculares cardíacas estão ligadas entre si por discos intercalares – potenciais de ação passam de umas células para as outras. Existem dois sincícios: Auricular e Ventricular.

As contrações cardíacas são reguladas pelo sistema nervoso, pelo qual o sinal entra no coração pelo nódulo sinusal, ocorrendo despolarização esquerda, inferior e anterior ao longo da aurícula direita que também leva à despolarização da aurícula esquerda. O sinal entra então no nó aurículo-ventricular, sendo conduzido para os feixes de His (ramo direito e esquerdo) que leva o impulso a cruzar o septo interventricular da direita para a esquerda. Ocorre então a despolarização simultânea dos ventrículos, terminando na face posterior do coração.

Sangue

Funções

• Transporte de gases, nutrientes e produtos de degradação – por exemplo, dióxido de carbono, oxigénio, água e eletrólitos ingeridos.
• Transporte de moléculas processadas – substâncias produzidas numa parte do corpo e transportadas pelo sangue para outra.
• Transporte de moléculas reguladoras – substâncias que regulam processos orgânicos são transportadas de uma parte do corpo para outra pelo sangue.
• Regulação do pH e da osmose – possui substâncias tampão, a composição osmótica é importante para a manutenção do equilíbrio de fluidos e iónico.
• Manutenção da temperatura do corpo – o sangue quente é transportado do interior para a superfície do corpo, onde o calor é libertado.
• Proteção contra substâncias estranhas – possui células e produtos químicos importantes do sistema imunitário.
• Formação de coágulos – protege contra a perda excessiva de sangue, quando os vasos sofrem lesão.

Composição

Hematócrito é a percentagem do volume total de sangue composta por eritrócitos, sendo os valores tidos como normais para os homens de 40-54% e para as mulheres 38-47%.

O sangue é composto por 55% de plasma e 45% de elementos figurados.

O plasma é a parte líquida do sangue, constituído 91% por água e 9% de outras substâncias como proteínas, iões, substâncias nutritivas, gases e produtos de degradação – é uma substância coloidal: líquido com substâncias em suspensão. O principal constituinte proteico do plasma é a albumina, importante na regulação do movimento de água entre tecidos e sangue.

Elementos Figurados

Cerca de 95% do volume dos elementos figurados são eritrócitos (H: 5.000.000 ± 300.000/mm³ e M: 4.800.000 ± 300.000/mm³), sendo que os restantes 5% representam os leucócitos (7.000/mm³) e plaquetas (250.000/mm³).

Produção de Elementos Figurados

A hematopoiese é o processo de produção das células sanguíneas, pelo que, antes do nascimento é efetuado pelo saco vitelino, fígado, baço, timo, nódulos linfáticos. Depois deste, fica confinada principalmente à medula óssea vermelha.

Todos os elementos figurados do sangue derivam de uma única população de células indiferenciadas – células-tronco – localizadas na medula óssea vermelha.

As células-tronco diferenciam-se em proeritroblasto, mieloblasto, linfoblasto, monoblasto e megacarioblasto.

O proeritroblasto sofre várias etapas de evolução dando origem aos eritrócitos. O mieloblasto dá origem aos leucócitos granulócitos – Eosinófilos, Basófilos e Neutrófilos. O linfoblasto aos linfócitos, o monoblasto aos monócitos e o megacarioblasto ao megacariócito. Este nunca entra em circulação, mantém-se na medula, formam prolongamentos que são fragmentados no sangue, dando origem às plaquetas.

As hormonas, interleucinas e citocinas vão estimular a diferenciação da célula-tronco, pluripotente, nas diferentes linhas de células. A trombopoetina induz a formação de plaquetas, a eritropoetina a formação de eritrócitos, os CFSs os granulócitos e monócitos, enquanto a interleucina vários leucócitos.

Eritrócitos

Morfologicamente são discos bicôncavos, sendo que a concavidade aumenta a área de superfície do eritrócito e a agilidade da célula, melhorando as trocas gasosas e mobilidade. Não possuem núcleo, sendo principalmente constituídas por hemoglobina, possuindo ainda ATP, lípidos e enzima anidrase carbônica.

Funcionalmente é responsável pelo transporte de oxigénio dos pulmões para os vários tecidos e do dióxido de carbono dos tecidos para os pulmões. A hemoglobina é responsável pela capacidade de transporte do eritrócito, sendo que por hemólise (rotura do eritrócito com libertação de hemoglobina) vai provocar a desnaturação e perda de função da hemoglobina. A anidrase carbônica presente nos eritrócitos vai catalisar, através de dióxido de carbono e água, a formação de iões bicarbonato, forma sob a qual o dióxido de carbono é mais transportado.

Hemoglobina

É constituída por 4 cadeias polipeptídicas e de 4 grupos Heme, sendo que cada cadeia polipeptídica (globulina) está ligada a um Heme (contém átomos de ferro – responsável pela cor vermelha).

A hemoglobina fetal tem maior afinidade com o oxigénio, mas a hemoglobina anormal tem menor afinidade do que as normais, pelo que pode levar ao aparecimento de anemia.

O ferro é necessário à função normal da hemoglobina, porque cada molécula de oxigénio é transportada em associação com um átomo de ferro.

A hemoglobina oxigenada é a oxi-hemoglobina (vermelha), e sem oxigénio – desoxi-hemoglobina (roxa). Quando se liga ao dióxido de carbono, estabelece ligação através do grupo amina e não com o átomo de ferro – carbamino-hemoglobina – ligação reversível. A ligação ao monóxido de carbono é irreversível.

Ciclo de Vida

Baixos níveis de oxigénio, levam à produção da eritropoetina pelo rim, que estimula a medula óssea vermelha para produzir mais eritrócitos. Por outro lado, o excesso de oxigénio leva à diminuição na produção de eritropoetina.

A medula óssea vermelha estimulada pela eritropoetina, produzida nos rins e fígado, vai produzir eritrócitos. Estes circulam no sangue durante 120 dias, até que no fígado e baço são destruídos pelos macrófagos. As membranas dos eritrócitos são rompidas e é libertada a hemoglobina, que uma parte vai ser reutilizada (globina) e outra não (grupo Heme). Este origina bilirrubina que depois é conjugada e excretada pelas fezes. A icterícia é a deposição da bilirrubina, que não é excretada.

Leucócitos

Temos dois grandes grupos de leucócitos, os granulócitos e os agranulócitos. Os granulócitos compreendem os neutrófilos (50-70%), os eosinófilos (1-4%) e os basófilos (0-1%). Os agranulócitos compreendem os monócitos (2-8%) e os linfócitos (20-40%).

Os leucócitos são esbranquiçados, não possuem hemoglobina, mas possuem núcleo.

A sua função é essencialmente de proteção, removendo células mortas e corpos estranhos.

Muitos são móveis, apresentando movimento ameboide – capacidade de se moverem através de projeções irregulares do citoplasma. Por diapedese passam da circulação para os tecidos, ficando mais finos e alongados. Podem ainda ser atraídos para materiais estranhos ou células mortas dentro de tecidos por quimiotaxia. Pus é a acumulação de leucócitos mortos e bactérias.

No processo de fagocitose, o leucócito começa por endocitar a substância estranha, formando uma vesícula de endocitose que se funde com lisossomas e enzimas. Forma-se então o fagolisossoma que é destruído e sofre exocitose.

Os leucócitos responsáveis pela fagocitose são os macrófagos e os neutrófilos. Os primeiros só identificam complexos anticorpo-antigénio e só fagocitam o que identificam. Os neutrófilos fagocitam desde que seja substância estranha.

• Neutrófilos – são o tipo de leucócitos mais comum no sangue. Grânulos coram tanto com ácido como com base. Função fagocitária e produzem lisozimas.
• Eosinófilos – grânulos coram com ácidos. São móveis e migram para os tecidos nas respostas inflamatórias. Comuns em tecidos onde se desenrola uma reação alérgica. Função antiparasitária e redução da resposta inflamatória.
• Basófilos – são os leucócitos menos comuns no sangue. Grânulos coram com bases. Desempenham papel importante nas reações alérgicas e inflamatórias, libertando histamina (aumenta resposta inflamatória) e heparina (inibe a coagulação sanguínea).
• Linfócitos – são os leucócitos mais pequenos. Produzidos na medula óssea, migram para tecidos linfáticos onde proliferam, se multiplicam e ficam armazenados. Existem diferentes linfócitos, pelo que os linfócitos B podem ser estimulados por bactérias ou toxinas para se dividirem e formarem células que produzem proteínas – anticorpos. Estes possuem uma zona constante que se liga ao macrófago e uma variável que se liga ao antigénio, levando à sua destruição. Os linfócitos T protegem contra os vírus e outros microrganismos intracelulares, estando envolvidos na destruição de células tumorais e na rejeição de enxertos. As células Th produzem citocinas que estimulam a célula B e as células Tc. As células Ts têm ação supressora.

Monócitos – são os maiores leucócitos em circulação, transformando-se em macrófagos, passando a apresentar função fagocítica e apresentação antigénica.

Plaquetas

As plaquetas são elementos figurados anucleados do sangue, de forma discoide biconvexa, com um diâmetro de 2 a 4 μm. Têm origem a partir da fragmentação do citoplasma dos megacariócitos (grandes células poliploides da medula óssea). Cerca de 65% das plaquetas encontra-se em circulação, estando as restantes armazenadas essencialmente no baço.

O principal papel fisiológico das plaquetas é a sua participação no processo hemostático (formação de agregados plaquetários, exposição de superfícies fosfolipídicas e libertação de substâncias que conduzem à ativação do sistema de coagulação). Também têm papel principal em vários processos patológicos, como fenómenos tromboembólicos, rejeição de transplantes, metastização tumoral e a inflamação.

Caso não sejam utilizadas, as plaquetas possuem uma vida média de 9 a 11 dias, sendo que depois são eliminadas no fígado, baço e medula óssea.

Trombocitopoese

As plaquetas têm como seu primeiro e mais distante progenitor a célula-tronco hematopoiética, sendo que esta por ação de estímulos químicos (reguladores de crescimento e diferenciação) inicia um processo de multiplicação e maturação, originando células cuja progressiva restrição de potencialidade leva a um aumento do comprometimento com uma linhagem específica.

Passa por uma primeira fase (fase precoce da trombocitopoese) passando pela fase tardia da trombocitopoese, originando megacarioblastos que evoluem para megacariócitos basófilos, entrando na fase megacariócito granular. Nesta fase verifica-se um aumento de volume e do número de grânulos.

No final da maturação, o megacariócito adquire uma forma ameboide, indo situar-se na zona subendotelial dos capilares medulares e emite pseudópodes para o interior destes. Estes fragmentam-se em porções envolvidas por membrana citoplasmática e dão origem entre 2000 e 4000 plaquetas.

Os reguladores de crescimento e de diferenciação para a linhagem megacariocítica podem dividir-se em dois grupos, reguladores positivos e reguladores negativos. O principal regulador positivo é a trombopoetina (TPO) – atua na diferenciação e proliferação dos megacariócitos. Existem ainda outros reguladores positivos, como as interleucinas (IL) 1, 3, 6 e 11, o fator estimulador de colónias de granulócitos e macrófagos, a eritropoetina (EPO), fator de crescimento dos fibroblastos (FGF), do fator das células-tronco (SCF) e do fator inibidor da leucemia (LIF).

Os reguladores negativos são produzidos principalmente pelos megacariócitos ou pelas plaquetas, revelando o importante papel destes inibidores na regulação da trombocitopoese através de um processo de “feedback” negativo. O principal regulador negativo é o fator transformador do crescimento β1 (TGFβ1). Existem ainda outros reguladores negativos, como o fator plaquetário 4 (PF4), o α-interferão e a trombina.

Assim, a trombocitopoese depende do balanço e da interação entre reguladores positivos e os reguladores negativos.

Participação na Hemóstase

Em condições normais, as plaquetas circulam sem aderir à parede dos vasos ou umas às outras, e sem se ligarem às moléculas adesivas presentes no plasma. No entanto, quando surge uma lesão vascular, em que é destruída a integridade do endotélio, as plaquetas aderem, através de recetores da membrana plaquetária, a determinados componentes subendoteliais.

Possui três fases:

• Hemóstase primária;
• Coagulação Sanguínea;
• Fibrinólise.

Hemóstase Primária

As plaquetas circulam inativamente porque o endotélio está continuamente a segregar fatores anti-agregantes (PGI₂ e NO).

Quando há rutura do endotélio, deixam de ser produzidos fatores anti-agregantes, pelo que as plaquetas estacionam e ficam ativas.

Quando as plaquetas são ativadas, sofrem modificações e passam a apresentar na membrana glicoproteínas (GP Ib-V-IX). Na presença destas, as FVW-FVIII são clivadas, sendo que o FVW liga-se às proteínas e ao colagénio – Adesão.

O fibrinogénio (em circulação como o FVW-FVIII) liga-se à GP IIb-IIIa (presente na membrana da plaqueta) de duas plaquetas, ligando-as. Esta ligação leva à formação do trombo ou rolhão plaquetário. Estes produzem TxA₂ e ADP que vai chamar mais plaquetas – Agregação.

Durante o processo de agregação, as plaquetas libertam ainda inibidores da fibrinólise – α₂-antiplasmina e o inibidor tipo 1 do ativador do plasminogénio (PAI-1). O AMPc desempenha uma função inibidora da atividade plaquetária, porque reduz a quantidade de cálcio citoplasmático.

Coagulação Sanguínea

Simultaneamente à hemóstase primária ocorre a coagulação sanguínea, devido à pouca coesão entre plaquetas e plaquetas-endotélio. Durante o processo de coagulação produz-se trombina, determinante para a transformação do fibrinogénio em fibrina, responsável pela formação do coágulo sanguíneo. A fibrina forma uma rede entre as plaquetas.

O ativador da trombina – complexo protrombinase – pode ser ativado pela via intrínseca (iniciada pela fase de contacto) ou pela via extrínseca (iniciada pelo complexo enzimático FVII-Fator tecidual), sendo que ambas ativam o FX e este determina a geração de trombina. As vias apresentam interação e não se podem compartimentar separadamente. Residindo a diferença na capacidade de formar trombina em concentrações suficientes para levarem à coagulação do sangue.

Via Intrínseca

Inicia-se com a exposição do sangue a superfícies estranhas carregadas negativamente.

A fase de contacto resulta na ativação do FXII que por sua vez ativa o FXI, iniciando a cascata da coagulação através da via intrínseca.

O FXII e a precalicreína são capazes de se ativarem reciprocamente quando em contacto com superfícies negativas. A precalicreína e o FXI ligam-se às superfícies carregadas negativamente através do cininogênio de alto peso molecular (HMWK), o que facilita a ativação pelo FXIIa, resultando na geração de FXIa e calicreína. Sendo que esta irá ativar novas moléculas de FXII. O HMKW atua como cofator permitindo a ligação do FXI e da precalicreína às superfícies carregadas negativamente.

O FXIa ativa o FIX, sendo que este quando ativado vai promover a geração de FXa na presença do cofator FVIII, fosfatos (fator plaquetário 3) e iões cálcio. Estes vão acelerar a reação entre o FIXa e o FX. A ativação do FIX também pode ocorrer por intervenção do complexo enzimático FVIIa-Fator tecidual, da via extrínseca.

O FVIII circula no sangue complexado com o FVW, passando à sua forma ativa pela intervenção enzimática da trombina e do FXa.

Forma-se, assim, um complexo enzimático, o complexo “Tenáse”, na superfície fosfolipídica das membranas, para ativar o FX. Este, depois de ativado, complexa-se com outros fatores da coagulação para formar o complexo enzimático “protrombinase”.

Via Extrínseca

Na via extrínseca da coagulação o fator tecidual (FIII ou tromboplastina), uma lipoproteína integral da membrana celular com expressão celular seletiva, atua como cofator do FVII da ativação do FX. O fator tecidual fica exposto ao sangue quando ocorre uma lesão vascular.

Na presença de iões cálcio, o complexo formado pelo FIII e FVII ativa o FX, que por sua vez ativa outras moléculas de FVII, aumentando assim a atividade procoagulante do FVII.

O complexo formado pelo fator tecidual e FVII pode ativar, para além do FX, o FIX, estimulando assim uma via paralela para a produção de trombina, como anteriormente já tinha sido referido.

Na via extrínseca o FX é ativado pelo FVIIa. Esta ativação dá origem a moléculas de FXa que por sua vez ativam o FVII. Este processo aumenta a produção de moléculas de FVIIa conforme vai aumentando a produção de FXa. O FVII também pode ser ativado pela trombina e pelo FIXa.

Via Comum

A geração de FXa, quer seja através da via intrínseca quer seja através da via extrínseca, é o primeiro passo da via comum. A ativação do FX pela via intrínseca dá-se através da ação do complexo formado por FIXa, FVIIIa, fosfatos e iões cálcio, designando-se este complexo por “Tenáse”.

Na via extrínseca a ativação do FX dá-se pelo complexo FVIIa-Fator tecidual na superfície de membranas celulares quando estas são estimuladas. O FXa vai formar um complexo com o FVa, iões cálcio e fosfatos. O FVa serve como um cofator não enzimático na rápida conversão da protrombina em trombina, pela ação direta do FXa. Analogamente a casos anteriormente descritos, a ativação do FV dá-se pela ação direta da trombina, o que implica que primeiramente haja formação de trombina e só depois de FVa. Esta formação ocorre por ação da FXa que atua mesmo na ausência de FVa.

O complexo protrombinase (FXa, FVa, iões cálcio e fosfatos) atua na protrombina levando à formação de trombina. Esta, mal se torna disponível no plasma, atua no fibrinogénio, transformando-o em fibrina.

A fibrina formada através da ação da trombina tem tendência a polimerizar e formar uma rede de fibrina. No entanto esta fibrina entra facilmente em solução. A transformação da fibrina “solúvel” num coágulo de fibrina “insolúvel” depende da ação do FXIII, que por sua vez é ativado pela trombina. O FXIIIa é responsável pela formação de ligações covalentes entre monómeros de fibrina que formam a rede de fibrina polimerizada. Após a formação de fibrina “insolúvel”, esta passa a inibir a ação da trombina sobre o FXIII – fenómeno antitrombina I – funcionando como um mecanismo de “feedback” negativo e impedindo deste modo, a propagação indefinida da rede de fibrina.

Fibrinólise

Os inibidores da cascata de coagulação são a AT-III (cujo cofator é a heparina) e o PC (cujo cofator é o Ps). A AT-III inibe os fatores IX, X, XI e a protrombina, enquanto o PC, ativado pela trombina e pelo FXa, inibe os aceleradores da cascata (FVa e FVIIIa).

O FXa produz o inibidor TFPI, que inibe a cascata. Atua inibindo os complexos circulantes de Fator tecidual-FVIIa, que iniciam o processo de coagulação sanguínea, e o FXa.

Os inibidores estão na periferia do trombo e a fibrinólise (destruição da fibrina) vai ocorrer da periferia para o centro à medida que o tecido é reparado por mitose.

O plasminogénio (proteína inativa) na presença de TPA (ativador plasmina do tipo tecidual) produz plasmina. O TPA é produzido nas células subendoteliais. A plasmina é responsável pela dissolução da rede de fibrina formada através da cascata de coagulação.

O PAI-1 (inibidor tipo 1 do ativador do plasminogénio) inibe o TPA e está presente nas plaquetas, hepatócitos e placenta. Pode ser inibido pela PCa.

A α₂-antiplasmina é o principal inibidor fisiológico da plasmina, exercendo a sua ação na plasmina que circula livre no plasma.

Doenças Hemorrágicas e Tromboembólicas

Hemorrágicas:

• Hemofilia A – falta de FVIII;
• Hemofilia B – falta de FIX;
• Hemofilia C – falta de FXI (é o menos perigoso, porque a fibrina é produzida na mesma);
• Doença de VW – falta de FVW (é mau, mas continua a haver adesão porque há outros fatores, mas em menor quantidade e mais fracas).

Tromboembólicas:

Deposição de gordura nas paredes, que estreitam e formam fluxos turbulentos que levam à rutura de endotélio em vários sítios – formando coágulos e que pode levar a uma trombose. Em viagens de aviões, a circulação para nas pernas, levando à agregação de plaquetas que formam trombos que circulam levando à formação de um êmbolo numa artéria pulmonar.

Testes de Coagulação

Temos três tipos de testes de coagulação:

• Tempo de Sangria;
• ATTP – tempo de tromboplastina parcial ativada. A tromboplastina parcial não ativa o FVII mas ativa o FXII. Ao adicionarmos tromboplastina parcial e cálcio ao plasma, desencadeia-se a via intrínseca. O ATTP não deve ultrapassar os 40s.
• TP – tempo de protrombina. Ao plasma citratado (sem cálcio e fator tecidual, impossibilitando a coagulação) vamos adicionar o reagente TP (fator tecidual + cálcio) desencadeando a via extrínseca. Este teste não deve ultrapassar os 12s e é apresentado em INR. O INR é a razão entre o TP do indivíduo e o TP do laboratório, devendo ser o mais aproximado de 1.

Grupos Sanguíneos

No sistema ABO, os grupos sanguíneos definem-se por terem antigénios A ou B na superfície dos eritrócitos e são codificados por genes.

O tipo de sangue mais comum é o O, caracterizado por não apresentar antigénios na superfície dos eritrócitos e apresentar anticorpos anti-A e anti-B no plasma. O segundo tipo de sangue mais comum é o A, possuindo antigénios A e anticorpos anti-B. Segue-se o B, com antigénios B e anticorpos anti-A. Por fim temos o AB, com antigénios A e B e sem anticorpos para estes antigénios.

Se, por transfusão, recebemos sangue de outro tipo sanguíneo, os anticorpos que possuímos no plasma vão aglutinar os eritrócitos que recebemos. Esta aglutinação, dependendo da quantidade recebida, pode levar ao entupimento de capilares.

No sistema rhesus, classifica-se o grupo sanguíneo como sendo rhesus positivo ou rhesus negativo, dependendo se apresenta ou não o antigénio D na superfície dos eritrócitos.

O anticorpo anti-D só é formado se houver contacto, quer durante a gravidez quer por transfusão.

No parto há mais contacto de sangue, pelo que se a mãe é rhesus negativo e o filho rhesus positivo, nos dias após o parto a mãe forma anticorpos anti-D. Numa segunda gravidez há risco para a mãe, isto é, podem aglutinar e no parto passar para o filho, aglutinando o sangue do filho – eritroblastose fetal – transfusão com negativo. Como solução, podem-se introduzir anticorpos anti-D, antes de o sistema imunitário da mãe perceber.

Coração

Função

As principais funções do coração são:

• Gerar pressão sanguínea por contração cardíaca, responsável pela circulação sanguínea.
• Dirigir a circulação sanguínea, diferenciando a circulação pulmonar da sistémica.
• Assegurar um fluxo unidirecional, através das válvulas cardíacas.
• Regular o aporte de sangue, por variação na frequência e força de contração cardíaca.

Localização

O coração localiza-se na cavidade costal, no mediastino contactando anteriormente com o esterno, inferiormente com o diafragma e póstero-lateralmente com os pulmões.

Constituição

O coração é essencialmente um músculo, revestido por um saco – pericárdio – que possui dois folhetos (visceral e parietal), entre os quais temos a cavidade pericárdica, onde circula o líquido pericárdico.

É constituído por quatro cavidades, duas aurículas e dois ventrículos. As aurículas têm paredes finas e constituem a parte superior do coração, contactando com as veias, pelas quais entra o sangue no coração. A aurícula esquerda contacta com as quatro veias pulmonares e a direita com as veias cavas superior e inferior. Os ventrículos têm paredes grossas, sendo a do esquerdo a mais grossa, e contactam com as artérias que levam o sangue para fora do coração. A artéria aorta contacta com o ventrículo esquerdo e leva o sangue para o corpo e a artéria pulmonar contacta com o ventrículo direito, levando o sangue para os pulmões.

A artéria coronária é um ramo da aorta e é responsável por irrigar o coração, e drena para o seio coronário.

As artérias que saem do coração cruzam-se, a aorta sai do ventrículo esquerdo e se dirige para a direita, e a pulmonar sai do ventrículo direito e vai para a esquerda.

As válvulas abrem de forma passiva por diferenças de pressão, sendo que existem quatro, as aurículo-ventriculares direita e esquerda (mitral) e as semilunares aórtica e pulmonar.

O sangue venoso tem desoxi-hemoglobina e o sangue arterial tem oxi-hemoglobina, sendo que do ventrículo direito sai sangue venoso, entrando na aurícula esquerda sangue arterial, que vai sair pelo ventrículo esquerdo, acabando por entrar depois sangue venoso na aurícula direita.

Músculo Cardíaco

As células musculares cardíacas são alongadas e ramificadas, podendo apresentar um ou dois núcleos centrais. É um músculo estriado que apresenta filamentos de actina e miosina, responsáveis pelas contrações cardíacas. Não apresenta muitas cisternas de retículo sarcoplasmático nem túbulos T. Ocorre sinapse elétrica sem mediadores, sendo o cálcio obtido por fonte extracelular. Necessita de ATP e oxigénio. As células musculares cardíacas ligam-se por discos intercalares. As células estão unidas, funcionam como uma só quando ocorre passagem do estímulo (*sincício*). Uma célula de aurícula contrai e as outras vão contraindo progressivamente. Os músculos auriculares e ventriculares são excitáveis e contráteis.

Sistema de Condução

O sistema de condução do coração, que retransmite o potencial de ação elétrico através deste órgão, consiste em células musculares cardíacas modificadas que formam dois nódulos e um feixe de condução.

O nódulo sinusal é o *pacemaker*, isto é, dispara potenciais por todo o coração. Os potenciais de ação têm origem no nó sinusal e propagam-se através da parede da aurícula desde o nódulo sinusal até ao nódulo aurículo-ventricular. Propagam-se através deste e do feixe de His, que se estende desde o nódulo aurículo-ventricular, através do esqueleto fibroso, até ao septo interventricular, onde se divide nos ramos direito e esquerdo e os potenciais de ação descem para o vértice de cada ventrículo ao longo dos feixes desses ramos. Os potenciais de ação são transportados pelas fibras de rede de Purkinje até às paredes ventriculares, ocorrendo despolarização de baixo para cima.

Circulação Sanguínea

Na circulação sistémica há maiores pressões e, por isso, o ventrículo esquerdo tem de ser mais grosso.

Propriedades Elétricas

No músculo cardíaco, o potencial de ação consiste numa rápida fase de despolarização, seguida de uma rápida, mas parcial repolarização inicial. Então há um período prolongado de repolarização lenta, chamado planalto, seguido por uma mais rápida fase de repolarização final, durante o qual o potencial de membrana retorna para o seu nível de repouso.

Os canais rápidos de sódio abrem e dão origem à fase de despolarização do potencial de ação, esta vai levar ao encerramento dos canais de membrana com portão de voltagem para o potássio e vai levar a que os canais lentos de cálcio comecem a abrir. A repolarização ocorre por encerramento dos canais rápidos e posteriormente dos lentos e abertura dos canais de potássio.

Diz-se que o coração tem automatismo e ritmicidade porque se estimula a si próprio para se contrair em intervalos regulares. No nó sinusal, as células *pacemaker* geram espontaneamente potenciais de ação a intervalos regulares. Estes são propagados a outras células do sistema de condução, resultando na produção de potenciais de ação e contração cardíaca. A geração dos potenciais de ação ocorre quando o *pré-potencial* atinge o limiar de excitabilidade.

Ao atingir-se o limiar mais rapidamente, ocorrem mais ciclos logo, o coração bate mais rápido. Em repouso os batimentos cardíacos são regulados pelo SN Parassimpático.

Se o nó sinusal falhar, o nó aurículo-ventricular assume o seu papel, mas os batimentos vão diminuir muito, sendo necessário colocar um *pacemaker* artificial.

Ciclo Cardíaco

É constituído por duas fases:

• Sístole auricular e ventricular – contração;
• Diástole auricular e ventricular – relaxamento.

O sangue desloca-se de zonas de maior pressão para zonas de menor pressão. E o ciclo cardíaco é igual para a direita e para esquerda, ocorre ao mesmo tempo.

• O ciclo começa com o ventrículo cheio mas relaxado (este nunca fica totalmente vazio).
• A sístole começa, numa 1ª Fase, pela contração do ventrículo com a válvula semilunar fechada, levando a um período de contração isovolumétrica, em que não há alteração do volume, só aumenta a pressão ventricular.
• Na 2ª fase da sístole, é o período de injeção rápida, quando a pressão do ventrículo é superior à da artéria, com abertura das válvulas.
• No final da sístole, o sangue sai quando as pressões se igualam, seguindo-se o fecho da válvula e a produção de um som. O ventrículo fica semi-vazio e contraído.
• Inicia-se então a diástole, que numa 1ª fase, a aurícula está cheia, mas tem menor pressão do que o ventrículo, pelo que é necessário o período de relaxamento isovolumétrico do ventrículo para diminuir a pressão ventricular.
• Numa 2ª fase da diástole, a pressão da aurícula é superior à do ventrículo, pelo que as válvulas aurículo-ventriculares abrem e 70% do sangue vai para o ventrículo por ação da gravidade – período de enchimento passivo.
• Na terceira fase, as pressões aurículo-ventriculares igualam-se e ocorre a diástase.
• Na 4ª fase ocorre contração da aurícula e a passagem dos restantes 30% de sangue – período de enchimento ativo – levando então ao fecho das válvulas aurículo-ventriculares e produzindo outro som, terminando assim a diástole.

Testes Cardíacos

Frequência do Pulso

Mede-se em repouso e deverá estar entre os 60-100 batimentos/minuto, abaixo de 60 considera-se que está em *bradicardia* e acima dos 100 em *taquicardia*.

Para esta medição utilizam-se todas as artérias palpáveis. Dá-nos a noção de ritmicidade e amplitude do pulso (forte ou fraco).

Um atleta de alta competição tem, em repouso, bradicardia.

Tensão Arterial

É a pressão que o sangue exerce sobre a artéria em condições normais. O sangue pode circular de forma laminar ou turbulenta.

A tensão arterial é influenciada por:

• Volume de sangue – muito volume, devido ao sal, leva a maiores tensões. Pouco volume, devido a hemorragias, leva a menores tensões;
• Contração cardíaca;
• Elasticidade das artérias – nos jovens têm maior elasticidade, logo a pressão arterial não é a efetiva.

A pressão sistólica deve encontrar-se entre os 90-140 mmHg e a diastólica entre 60-90 mmHg.

Processo:

• Oclui-se a artéria, depois vai-se aliviando a pressão e quando se ouve o jacto de sangue (batimento), estamos perante a Pressão Sistólica.
• Alivia-se ainda mais a pressão até se passar do modo turbulento para o laminar, deixando-se de ouvir batimento, então estamos perante a Pressão Diastólica.

Auscultação Cardíaca

Existem quatro focos de auscultação com localização definida, os locais onde se situam as válvulas – aórtico, pulmonar, tricúspide e mitral.

A escala de tempo de auscultação, compreende 2 sons – um no fim da diástole e outro no fim da sístole. Poderá eventualmente haver um terceiro e um quarto sons.

O terceiro, depois do segundo, é um indicador de insuficiência cardíaca, sendo, apesar de tudo, normal num recém-nascido.

O quarto, antes do primeiro, é indicador do *galope diastólico*, isto é, alteração da contração da aurícula.

O sopro é a insuficiência das válvulas, sendo que o sangue passa nas válvulas sob pressão. Existe sopro por estenose (válvula mais estreita por calcificação do orifício) e por insuficiência (válvula não fecha completamente, o sangue volta para trás).

Atividade Elétrica do Coração e ECG

O ECG é o registo gráfico da atividade elétrica gerada pelo coração e é conseguido pela colocação de elétrodos na superfície do tórax.

O ECG é uma espécie de *voltímetro*, que apresenta pontos positivos e negativos. Os positivos, para cima, significam que a onda de despolarização se aproxima do polo positivo. Os negativos, para baixo, significam que a onda de despolarização se aproxima do polo negativo.

Condução Elétrica

1. Nó sinusal;
2. Despolarização esquerda, inferior, e anterior através da aurícula direita;
3. Despolarização da aurícula esquerda;
4. Nó AV (atraso de condução);
5. Feixe de His (ramos direito e esquerdo);
6. Impulso cruza o septo interventricular da esquerda para a direita;
7. Despolarização dos ventrículos simultaneamente terminando na face posterior do coração.

Despolarização

Na despolarização auricular, a direção média da despolarização é igual em todos os corações, mas depende da verticalidade ou horizontalidade do coração.

Se for formada uma onda positiva nas aurículas, e os polos não estiverem trocados, quer dizer que a onda vai de baixo para cima, logo o nó AV é o *pacemaker* nesse caso. Em conduções normais seria o nó sinusal.

Antes de despolarizar os ventrículos, tem de haver um atraso, para que haja despolarização total das aurículas.

A despolarização começa por se dar no sentido do nó aurículo-ventricular. Segue-se a despolarização do septo no sentido ascendente e para a direita. A despolarização apical é no sentido descendente. A despolarização ventricular dá-se para a esquerda, pois este lado possui mais células. Por fim despolariza a parede mais à esquerda e superior.

A repolarização ocorre de baixo para cima.

Registo Gráfico Normal do ECG

O potencial de ação é representado por ondas:

• P – polarização das aurículas, seguindo-se o atraso na condução;
• Q – despolarização do septo (descendente);
• R – despolarização das paredes do ventrículo (ascendente);
• S – despolarização mais à esquerda (descendente), segue-se a contração, por repolarização, dos ventrículos;
• T – repolarização do ventrículo (este é ao contrário, inversão cargas).

O registo gráfico é-nos dado em:

• Duração – segundos (eixo horizontal);
• Amplitude – milivolts (eixo vertical);
• Configuração - forma e aparência.

Os polos têm de ser mudados de sítio para se poder avaliar todos os parâmetros e são necessários 12 registos.

Os registos são denominados de derivações:

• Bipolares: DI, DII, DIII;
• Unipolares: aVR, aVL, aVF;
• Pré-cordiais: V1, V2, V3, V4, V5, V6.

Na DI, a onda P é positiva, o polo negativo no braço direito e o positivo no esquerdo. Uma pessoa mais baixa, tem uma onda mais alta, e uma pessoa mais alta, uma onda mais pequena.

Na DII, a onda P é positiva, o polo negativo no braço direito e o positivo na perna esquerda. Uma pessoa mais baixa, tem onda menor, mais alto tem onda maior.

Na DIII, a onda P é praticamente nula, o polo negativo no braço esquerdo e o positivo na perna esquerda. Uma pessoa mais baixa tende para o negativo, uma pessoa mais alta tende para o positivo.

Na aVR, o polo positivo está no meio dos dois negativos, estando os negativos no braço e perna esquerda e o positivo no braço direito.

Na aVL, o polo positivo está no meio dos dois negativos, estando os negativos no braço direito e perna esquerda, e o positivo no braço esquerdo.

Na aVF, o polo positivo está no meio dos dois negativos, estando os negativos no braço direito e esquerdo, e o positivo no braço esquerdo.

Os pré-cordiais, têm locais específicos de colocação:

• V1 – 4º Espaço Intercostal Direito junto ao esterno;
• V2 – 4º Espaço Intercostal Esquerdo junto ao esterno;
• V3 – 5º Espaço Intercostal Esquerdo junto ao esterno;
• V4 – 5º Espaço Intercostal Esquerdo na linha média da clavícula;
• V5 – 5º Espaço Intercostal Esquerdo à esquerda de V4;
• V6 – 5º Espaço Intercostal Esquerdo na linha média da axila.

No ECG podemos analisar a frequência cardíaca, o ritmo cardíaco e a amplitude.

A frequência é através dos ciclos, em que cada segundo e a 25 mm, a frequência é o número de ciclos por minuto.

Ritmo cardíaco, se rítmico, os ciclos têm o mesmo tempo.

Patologias Detetadas pelo ECG

1. Alterações de Frequência;
2. Bloqueio de Condução AV:
   • Grau I;
   • Grau II – a repolarização do AV é muito lenta;
   • Grau III – há um *pacemaker* para aurículas e outro para os ventrículos.
3. Bloqueio de Ramo;
4. Arritmias / Extra-sístoles;
5. Isquemia do miocárdio (alteração de irrigação) – desnivelamento do segmento S-T;
6. Fibrilação auricular e ventricular – a célula está descoordenada, não contrai nem relaxa;
7. Paragem Cardíaca (linha isoelétrica).

Aparelho Respiratório

O aparelho respiratório inclui 4 partes:

• Ventilação, o movimento do ar para dentro e para fora dos pulmões.
• Difusão, as trocas gasosas entre o ar alveolar e o sangue e entre o sangue e os tecidos – respiração externa e interna, respetivamente.
• Transporte de gases no sangue, oxigénio e dióxido de carbono.
• Regulação do aparelho respiratório.

Funções do Aparelho Respiratório

As funções desempenhadas pelo aparelho respiratório são:

• Trocas Gasosas – o aparelho respiratório permite que o oxigénio contido no ar passe para o sangue e que o dióxido de carbono do sangue passe para o ar. O aparelho circulatório transporta o oxigénio dos pulmões para as células do corpo e o dióxido de carbono das células do corpo para os pulmões. Assim, os aparelhos respiratório e cardiovascular completam-se para fornecer oxigénio e remover o dióxido de carbono de todas as células.
• Controlo do pH do sangue – o aparelho respiratório pode fazer variar o pH sanguíneo ao alterar a concentração de dióxido de carbono no sangue.
• Fonação – o ar que atravessa as cordas vocais é essencial para a produção de sons e da fala.
• Olfato – a sensação de cheiro verifica-se quando as moléculas em suspensão no ar atravessam as fossas nasais.
• Proteção – o aparelho respiratório protege o corpo de alguns microrganismos, dificultando a sua entrada e expulsando-os das vias aéreas.

Ventilação

A ventilação é o processo através do qual o ar se movimenta para dentro e para fora dos pulmões.

O ar movimenta-se de zonas de maior pressão para zonas de menor pressão, sendo que a pressão no pulmão varia inversamente com o volume do mesmo. O volume intrapulmonar vai variando consoante o momento.

O pulmão não tem músculo, apenas nas paredes dos brônquios e bronquíolos, pelo que a variação de volume varia com a caixa torácica e ocorre simultaneamente a variação do volume do pulmão.

A caixa torácica pode ser expandida, quer pelo aumento vertical do tórax (devido à contração do diafragma), quer pelo aumento do diâmetro anteroposterior do tórax (pelos músculos inspiradores que gastam energia e são os intercostais externos, o esternocleidomastoideu, o dentado, o pequeno peitoral e o escaleno).

Os músculos expiradores, atuam de forma passiva (exceto na respiração forçada, como no desporto ou a encher balão), são os retos do abdómen e os intercostais internos.

Durante a inspiração, o diafragma está contraído e apresenta uma cúpula mais achatada, enquanto que durante a expiração, está relaxado e a sua cúpula está elevada. Durante a inspiração os diâmetros anteroposterior e vertical são maiores, e os espaços intercostais são mais largos. Durante a expiração ocorre o contrário.

Não existe ligação entre o pulmão e a caixa torácica, há pleura que é tecido conjuntivo de revestimento. Existem dois folhetos, um ligado ao pulmão (visceral), que não contacta com o que está ligado à caixa torácica (parietal).

No espaço pleural há “pressão negativa” (inferior à atmosférica), que mantém os dois folhetos unidos (não fisicamente, mas por forças de atração), e tem líquido que permite que os folhetos deslizem um sobre o outro.

Um pneumotórax é quando, por um ferimento, o espaço pleural é lesionado e vai entrar ar nos pulmões pela ferida, ocorrendo colapso do mesmo.

Inspiração e Expiração, e as Pressões que as Determinam

Durante a inspiração, a pressão pleural diminui porque o volume torácico aumenta, enquanto que a pressão alveolar, no início da inspiração, atinge valores inferiores aos da pressão atmosférica, porque a pressão pleural negativa gera um aumento no volume alveolar. No final da inspiração, as pressões alveolar e atmosférica igualam-se. Durante a inspiração, o ar entra para os pulmões porque a pressão alveolar é inferior à pressão atmosférica.

Durante a expiração, a pressão pleural aumenta porque o volume torácico diminui. Com o início da expiração, a pressão alveolar atinge valores superiores aos da pressão atmosférica, porque a elevação da pressão pleural gera uma diminuição do volume alveolar. No final da expiração, as pressões alveolar e atmosférica igualam-se. Durante a expiração, o ar sai dos pulmões porque a pressão alveolar é maior do que a pressão atmosférica.

Ciclo Respiratório

Em repouso, respiramos 15 a 20 vezes por minuto, frequência respiratória é igual a 15.

Após a expiração, em repouso, os pulmões ficam ainda relativamente expandidos, porque o espaço pleural tem uma pressão negativa de cerca de -4 mm Hg.

Quando a pressão atmosférica é igual à alveolar, não há movimento de ar.

Por contração do diafragma e dos músculos inspiradores, ocorre expansão da caixa torácica, que leva ao aumento do volume torácico. Este aumento leva ao aumento do volume alveolar e à diminuição da pressão alveolar. A pressão atmosférica é maior do que a alveolar e o ar entra para os pulmões.

No final da inspiração, a pressão alveolar iguala a pressão atmosférica, não havendo movimento do ar.

Na expiração, o diafragma e os músculos inspiradores relaxam, ocorrendo retração da caixa torácica, que leva à diminuição do volume torácico. Esta diminuição leva a uma diminuição do volume alveolar e ao aumento da pressão alveolar. A pressão alveolar é maior do que a atmosférica e o ar sai dos pulmões.

Em resumo:

• Expansão da caixa torácica;
• Tração da pleura parietal, que está aderente à caixa torácica;
• Diminuição da pressão negativa (-4 para -5,5 mm Hg) no espaço intrapleural;
• Tração da pleura visceral e com ela os pulmões, que lhe estão aderentes;
• Criação de pressão negativa (-1 mm Hg) nos pulmões e entrada de ar para os pulmões.

O aparelho respiratório é revestido, interiormente, por células do tipo mucoso. Os alvéolos são constituídos só por células (uma camada) e não têm músculo liso, possuindo sempre o mesmo diâmetro interno.

Nas paredes dos alvéolos, encontramos pneumócitos, que podem ser do tipo I, principais constituintes alveolares, ou do tipo II, que produzem surfactante. O surfactante diminui a tensão superficial dos líquidos, reduzindo a tendência dos pulmões para colapsar.

O ar que inspiramos é humidificado, para não irritar as mucosas, e chega ao pulmão sob a forma de líquido. O surfactante desfaz as gotas de água que se possam formar nas paredes dos alvéolos.

Trocas Gasosas

Dá-se entre a parede do alvéolo e os capilares e, destes, para as células, por difusão simples pelo meio da membrana celular. De zonas de maior pressão parcial para zonas de menor pressão parcial.

Pressões Parciais:

• Ar inspirado – P₀₂ é 160 e o Pco₂ é 0,3;
• Alvéolo (entrada) – P₀₂ é 104 e Pco₂ é 40;
• Capilar pulmonar – P₀₂ é 40 e Pco₂ é 45;
• Alvéolo (saída) – P₀₂ é 104 e Pco₂ é 40;
• Ar expirado – P₀₂ é 120 e Pco₂ é 27;
• Veias pulmonares – P₀₂ é 95 e Pco₂ é 40;
• Capilar tecidual – P₀₂ é 95 e Pco₂ é 40;
• Líquido intersticial – P₀₂ é 40 e Pco₂ é 45;
• Células – P₀₂ é 20 e Pco₂ é 46.

A oxi-hemoglobina, com a diminuição do pH, e aumento do dióxido de carbono e da temperatura, apresenta aumento da libertação de oxigénio para os tecidos.

A oxi-hemoglobina, com o aumento do pH, e diminuição do dióxido de carbono e da temperatura, apresenta aumento da captação de oxigénio nos pulmões.

O bisfosfoglicerato liga-se à hemoglobina e diminui a afinidade desta para o oxigénio.

A hemoglobina fetal tem maior afinidade para o oxigénio do que a hemoglobina materna.

Auscultação Respiratória

É efetuada na parede anterior ou posterior, ouvindo-se os ruídos de entrada e de saída.

Caso não se ouçam quaisquer ruídos, poderá tratar-se de um pneumotórax.

Ruídos Limpos, serão, ou um ruído mais grave, Ruído Bronquial, num canal de maior calibre. Ou num canal de menor calibre, ouvir-se-á um ruído mais agudo – Ruído Vesicular.

Caso se ouçam roncos (bronquites) ou sopros (inflamação) nos brônquios ou sibilos nos bronquíolos (asma) será sinal de pequenas obstruções – inflamação. Crepitações nos alvéolos, é indicador de que o líquido não foi totalmente retirado e o alvéolo sofreu colapso.

Inflamações a diferentes níveis:

• Brônquios – bronquite;
• Bronquíolos – bronquiolite;
• Alvéolos – pneumonia (pulmão fica sólido, tendo por consequência um aumento da transmissão das vibrações vocais).

Patologias:

• Obstrutiva – ocorre obstrução à passagem do ar, em que a anatomia do pulmão não está alterada – contacto artério-alveolar.
• Restritiva – não leva a quantidade de ar que devia. Por exemplo: cancro do pulmão, tuberculose, pneumotórax e malformações.

Um enfisema é a passagem de água de fora para dentro, enquanto que um afogamento é a entrada de água.

Espirometria

Mede a velocidade do ar que passa.

Pela simples observação do ato respiratório, em repouso, podemos notar várias características importantes da respiração.

Durante o ciclo respiratório troca-se um volume de ar mais ou menos constante, mas ocasionalmente aparece uma inspiração mais funda. Isto é indicativo que podemos inalar mais ar do que o inspirado vulgarmente.

Também somos capazes de expirar forçadamente, exalando mais ar do que normalmente fazemos.

Após esta expiração forçada, pela simples percussão, podemos comprovar que ainda existe algum ar nos pulmões, que somos fisicamente impossibilitados de expelir.

Estas observações permitem-nos dividir o volume de ar total que os pulmões podem conter em 4 volumes definidos do seguinte modo:

1. Volume Corrente (VC) – volume de ar inspirado ou expirado durante um ciclo respiratório, em repouso. O valor normal ronda os 500 ml.
2. Volume de Reserva Inspiratória (VRI) – volume de ar que pode ainda ser inspirado, após uma inspiração em repouso. É de cerca de 3000 ml.
3. Volume de Reserva Expiratória (VRE) – volume de ar que pode ainda ser expirado, depois de uma expiração em repouso. Ronda os 1100 ml.
4. Volume Residual (VR) – volume de ar que fica nos pulmões, após uma expiração máxima. É de 1200 ml.

Para além dos volumes atrás referidos, definem-se ainda 4 capacidades pulmonares, que resultam da adição de alguns desses volumes:

1. Capacidade Pulmonar Total – é a quantidade de ar existente nos pulmões após uma inspiração máxima (VRI+VC+VRE+VR).
2. Capacidade Vital – é a quantidade de ar que pode ser expirado após uma inspiração máxima (VRI+VC+VRE).
3. Capacidade Residual Funcional – é a quantidade de ar que permanece nos pulmões após uma expiração normal (VRE+VR).
4. Capacidade Inspiratória – é a quantidade de ar que pode ser inspirada depois de uma expiração normal (VRI+VC).

Fatores que podem induzir em diferenças:

• Sexo (maior caixa torácica nos homens);
• Peso;
• Idade (com a idade perde-se a capacidade muscular);
• Raça/Etnia;
• Altura.

Regulação Ácido-Base

O equilíbrio ácido-base é a regulação da concentração do ião H⁺ nos fluidos corporais. Estes correspondem a todos, exceto as secreções.

Acidose – valor baixo de pH (aumento da concentração de H⁺, ou seja, pH < 7,35).

Alcalose – valor alto de pH (diminuição da concentração de H⁺, ou seja, pH > 7,45), hiperexcitabilidade do sistema nervoso.

O pH normal do sangue é 7,4.

O termo compensação é utilizado quando o processo de correção da tendência para fazer variar o pH é eficaz.

Os mecanismos compensadores existentes são:

• Tampões – bicarbonato, fosfato e proteínas;
• Regulação respiratória;
• Regulação renal.

Tampões

As proteínas e o fosfato desempenham um papel fundamental na manutenção do pH intracelular, enquanto que o sistema bicarbonato/ácido carbónico constitui o tampão principal do fluido do espaço extracelular. Atuam durante todo o dia, são muito rápidos e podem saturar.

Sistema Tampão Bicarbonato

Consiste num equilíbrio entre a concentração de CO₂ e HCO₃⁻.

Ocorre na forma de ião HCO₃⁻ e H₂CO₃.

Este sistema não é muito potente do ponto de vista químico, mas muito eficiente do ponto de vista biológico, pois a concentração de CO₂ é regulada pela respiração e a concentração de HCO₃⁻ é regulada pela excreção renal.

Sistema Tampão Fosfato

Atua de forma semelhante ao do bicarbonato, mas é mais importante a nível intracelular e ao nível da urina. Forma H₂PO₄. Em acidose, o equilíbrio desloca-se para a esquerda, enquanto que na alcalose o equilíbrio se desloca para a direita.

Sistema Tampão Proteínas

É o sistema mais abundante e mais potente, realizando cerca de 75% do tamponamento. Os aminoácidos das proteínas possuem radicais ácidos livres que se podem dissociar para formar bases mais protões. São muito rápidos a atuar, mas têm ação limitada. Em acidose, os aminoácidos ligam-se aos protões, enquanto que em alcalose, os protões são libertados pelos aminoácidos.

Regulação Respiratória

É um processo rápido (3/12 minutos), é temporário, possui grande capacidade de regulação, mas apenas está disponível se não existir doença pulmonar. Fornece oxigénio e retira dióxido de carbono.

Aumenta/diminui a frequência respiratória consoante as necessidades, compensando a acidose ou a alcalose.

• A acidose leva ao aumento da frequência respiratória e, consequentemente, à diminuição de dióxido de carbono – diminuição da acidez.
• A alcalose leva à diminuição da frequência respiratória e, consequentemente, ao aumento de dióxido de carbono – diminuição da basicidade.

Regulação Renal

É mais eficaz, mas são necessárias horas/dias para iniciar, a capacidade é infinita.

Os iões H⁺ não passam a barreira de filtração. Regula os H⁺ e os HCO₃⁻, fazendo variar ambos.

Os rins controlam a concentração de iões no fluido extracelular, ao excretarem urina ácida ou básica.

A urina é por sua vez tamponada pelo tampão fosfato e pelo tampão amónia, para que um excesso de ácidos ou bases não levasse à destruição das vias urinárias.

O bicarbonato é filtrado, vem da cápsula de Bowman, porque passa a barreira de filtração, sendo que o rim absorve ou excreta esta base.

Na acidose o rim vai absorver as bases e na alcalose excreta. Se existir H⁺ o HCO₃⁻ é reabsorvido. Se não existir H⁺ o HCO₃⁻ é excretado.

Em acidose, a p(CO₂) está aumentada. O dióxido de carbono entra nas células do TCP (Túbulo Contorcido Proximal) e reage com a água formando H⁺, que sai para o lúmen contra o gradiente com auxílio de sódio.

• 90% no TCP – transporte ativo secundário;
• 10% no TCD (Túbulo Contorcido Distal) – transporte ativo primário.

O bicarbonato passa a barreira de filtração e estando no filtrado, ou é excretado ou reabsorvido. Para isso tem de se ligar a um protão que está no lúmen.

O dióxido de carbono é reabsorvido.

Por cada protão absorvido, um bicarbonato é reabsorvido, em acidose. Em alcalose, não há protões, o bicarbonato que está em grande quantidade, é excretado.

De todos os protões secretados, apenas 1% fica livre, sendo que os 99% estão tamponados.

A urina é ácida, mas um excesso de protões, leva a um abaixamento do pH, pelo que iria destruir as vias urinárias, então a urina é tamponada pelo sistema fosfato (HPO₄²⁻) que é filtrado.

A célula do TCP, deteta o pH do lúmen e produz amónia suficiente para tamponar a urina. Este tampão não existe nos fluidos corporais.

O tampão proteínas não existe na urina, porque a única proteína na urina é logo reabsorvida – albumina.

Causas dos Desequilíbrios Ácido-Base

• Problemas respiratórios;
• Metabólicos – não respiratórios.

Problemas Respiratórios

Geradas pelo sistema respiratório e compensado pelo rim e tampões.

• Acidose Respiratória – significa retenção de dióxido de carbono no organismo. O organismo tenta compensar o desvio através da retenção renal do bicarbonato e da excreção aumentada de ácidos – compensação renal. Pode dever-se a AVC ou traumatismo no centro respiratório – não respira – patologias restritivas ou obstrutivas. Aumento da pressão parcial de dióxido de carbono, aumento dos protões e diminuição do pH.
• Alcalose Respiratória – diminuição primária da pressão de dióxido de carbono, habitualmente por um aumento de ventilação desajustada em relação à produção de dióxido de carbono. Ou locais de altitude elevada, com pouco oxigénio. A compensação é levada a cabo pela eliminação aumentada de bicarbonato.

Problemas Metabólicos

Ocorrem fora do aparelho respiratório e é compensado por todos os mecanismos.

• Acidose Metabólica – desequilíbrio da relação bicarbonato/ácido carbónico pela retenção de ácidos ou perda de bicarbonato. A compensação é levada a cabo por uma hiperventilação ou retenção de bicarbonatos. Exemplo: toxicodependentes (injeção de ácidos), coca-cola (dieta ácida), corrida sem treino (ácido láctico), e se o rim não consegue eliminar o ácido (compensado apenas por tampões e respiratório). Ou perda de base por diarreia, em que a agressão do intestino, leva à libertação de água e eletrólitos.
• Alcalose Metabólica – perda de ácidos não voláteis ou ganho de bicarbonato. Compensação feita por meio de hipoventilação ou retenção de ácidos não voláteis e eliminação de bicarbonato. Exemplo: injeção de bases, dieta alcalina ou o rim reabsorve mais base do que devia. Ou perda de ácidos por vómito.

As compensações ácido-base podem ser eficazes ou não, e nesse caso podem ser patológicas e levar à morte.

1. Acidose metabólica com compensação respiratória.
2. Alcalose metabólica com compensação respiratória.
3. Alcalose respiratória crónica (compensada no rim – só é curada se corrigir a origem do problema – se não fosse compensada pelo rim era aguda).
4. Acidose respiratória crónica.
5. Acidose respiratória aguda (provavelmente o mesmo indivíduo que em 4 mas em estado diferente de compensação).
6. Alcalose respiratória crónica.
7. Acidose respiratória e acidose metabólica.
8. Equilíbrio de pH, desequilíbrio ácido-base, acidose metabólica e alcalose respiratória.

Caso Clínico

Homem saudável

Sintomas: náuseas e vómitos

Análise:

12h – Alcalose metabólica com compensação respiratória – causa provável: vómito (perda de ácido).

60h – Alcalose metabólica com compensação respiratória.

A perda de peso e a descida da pressão arterial pode dever-se a uma perda de ácido, ou à não excreção de base (o rim não consegue eliminar a base).

O rim não compensa devido às pressões baixas que se devem à desidratação. Esta leva a que haja um excesso de sódio no TCP que é reabsorvido contra H⁺, o que leva a um aumento de excreção de H⁺ e a que todo o bicarbonato, que é filtrado, seja reabsorvido.

Resolução: parar os vómitos e repor fluidos, o que leva a um aumento da pressão arterial, maior filtração, o que leva a mais bicarbonato no TCP e menor concentração de sódio, que não permite a entrada de protões e consequentemente menor reabsorção de bicarbonato e maior excreção do mesmo.