3
– Explique a secreção gástrica e pancreática
Secreção
gástrica – o estômago secreta entre 1 a 2 litros de fluído por
dia, conhecido por suco gástrico, rico em ácido clorídrico. Além
disso, possui também secreção enzimática e hormonal, o que
confere ao órgão funções exócrina e endócrina. Para entender
seus mecanismos de secreção, é fundamental conhecer seus
principais componentes celulares – célula mucosa superficial,
célula mucosa do pescoço, célula regenerativa, célula parietal
(ou oxíntica), célula principal, células enteroendócrinas.
A
secreção estomacal inicia-se através reflexo vagal da fase
cefálica da digestão na qual a estimulação parassimpática (ACh)
inicia o processo secretório. A chegada do bolo alimentar e
distensão estomacal também estimula a secreção através de
reflexos curtos que constituem a fase gástrica da digestão. Suas
secreções são constituídas por:
Ácido
clorídrico (HCL) – é responsável pelo pH ácido estomacal
próximo a 1-2, possuindo importante função bactericida. É
secretado pelas células parietais das glândulas gástricas do corpo
do estômago.
Pepsinogênio
– é produzido pelas células principais em sua forma inativa. O pH
< 3 do estômago é responsável por sua ativação em pepsina,
cuja função enzimática consiste na digestão proteica através da
hidrolisação de ligações no interior das cadeias polipeptídicas.
Lipase
gástrica – produzida pelas células principais. Hidrolisa
triacilgliceróis em meio ácido.
Muco
– dois tipos de muco são produzidos. Um secretado pelas células
superficiais, forma o “muco insolúvel ou visível”, cuja função
é reter o HCO3- secretado por essas mesmas células e revestir a
barreira mucosa gástrica, formando uma “capa” de proteção. O
segundo tipo é secretado pelas células do pescoço das glândulas
gástricas, forma o muco solúvel, e sua função é revestir os
alimentos e proteger mecanicamente a mucosa gástrica.
HCO3-
- secretado pelas células superficiais mucosas. Ele fica retido no
muco insolúvel revestindo diretamente a mucosa estomacal,
protegendo-a contra “autodigestão” pelo HCl.
Gastrina
– hormônio produzido pelas células G das glândulas gástricas.
Sua principal função é estimular diretamente as células parietais
a produzirem HCl. Além de possuir efeito trófico sobre a mucosa
gástrica.
Somatostatina
– é secretada sob duas formas, dependendo de sua origem. Sua
função comum é inibir a secreção de HCl.
Histamina
– secretada pelas células enterocromafins. Estimula diretamente as
células parietais a produzirem HCl através dos receptores H2 –
importante alvo terapêutico farmacológico. Por exemplo, ranitidina.
Fator
intrínseco (FI) – produzido pelas células parietais. Sua produção
é condição necessária para absorção de vitamina B12 no íleo
distal. É considerado como função essencial do estômago. Por
exemplo: em casos de gastrite atrófica, a ausência do fator
intrínseco leva ao desenvolvimento de anemia megaloblástica e
alterações neurológicas.
Secreção
pancreática – O pâncreas é uma glândula túbulo-acinar com
secreção endócrina e exócrina. Sua secreção endócrina é
realizada nas ilhotas de Langerhans, compostas pelas células betas
que produzem insulina e células alfa que produzem glucagon. Esses
hormônios regulam o metabolismo celular, sendo o primeiro
hipoglicemiante e o segundo hiperglicemiante. Eles também afetam a
secreção exócrina do pâncreas por mecanismos ainda não
completamente elucidados.
A
secreção exócrina do pâncreas é realizada nos ácinos
pancreáticos e está envolvida diretamente com funções digestivas.
Essas secreções exócrinas são isotônicas em relação ao plasma.
Podemos dividi-las em dois tipos, embora sejam secretadas
continuamente. O primeiro tipo é o componente protéico ou
enzimático, que é de pequeno volume e é secretado pelas células
acinares. Ele possui concentrações iônicas e tonicidade
semelhantes ao plasma. Já o segundo tipo de secreção é dito
primário ou acinar. Ele também é secretado pelas células
acinares, contudo, sua composição é alterada por células
epiteliais presentes nos túbulos excretores. A secreção primária
ou acinar corresponde a secreção aquosa do pâncreas e sua
composição eletrolítica é determinada pelas células epiteliais
dos ductos, sendo liberado cerca de 1L dessa secreção por dia.
Os
dois tipos de secreções exócrinas pancreáticas são lançadas no
duodeno do intestino delgado através do ducto pancreático que se
une ao ducto colédoco proveniente da vesícula biliar, abrindo-se no
duodeno do intestino delgado através de uma estrutura conhecida como
papila principal do duodeno (de Vater).
O
componente protéico do pâncreas é composto por enzimas ativas e
pró-enzimas, entre elas podemos destacar:
Tripsinogênio,
quimiotripsinogênio e pró-elastases – todas essas substâncias
são liberadas na forma de pró-enzimas que, quanto ativadas, possuem
função de endopeptidases. Ou seja, todas elas vão quebrar cadeias
peptídicas interiormente e não em suas extremidades. Assim, elas
produzem peptídeos menores, mas não são responsáveis por gerar
diretamente aminoácidos livres.
Pro-carboxipeptidades
– também é liberada na forma de uma pró-enzima. Todos os tipos
de carboxipeptidadeses, quando ativadas, atuam como exopeptidases,
hidrolisando as terminações COOH dos oligopeptídeos produzidos
pelas endopeptidases. Assim, elas são responsáveis por liberar
aminoácidos livres que são absorvidos pelas células intestinais.
Inicialmente,
nós precisamos que o tripsinogênio seja convertido e ativado em
tripsina através da enzima enteropeptidase presentes na borda em
escova dos enterócitos do intestino delgado. Após ser ativada, a
tripsina possui um efeito autocatalítico sobre ela, potencializando
a sua ativação. Além de ativar as outras peptidases pancreáticas
citadas acima.
Além
dessas enzimas, o suco enzimático produzido pelo pâncreas e
liberado no intestino delgado também é composto por:
Ribonuclease
e desoxirribonuclease – hidrolisam, respectivamente, o ácido
ribonucléico e o desoxirribonucléico a frações menores
(nucleotídeos).
Alfa-amilase
pancreática – essa enzima é semelhante a amilase salivar quanto
ao catabolismo de carboidratos. Ela atua com uma endoamilase,
clivando ligações glicosídicas alfa[1-4] no interior das cadeias
polissacarídicas e produzindo, também, maltose, maltotriose e
alfa-limite dextrinas.
Lipase
pancreática e colesterol-éster-hidrolase – essas enzimas atuam
sobre o catabolismo de lipídeos, gerando a produção de glicerol,
ácidos graxos livres, diacilgliceróis e colesterol.
Fosfolipase
tipo A2 – são lançadas no duodeno como pró-enzimas atuando sobre
a hidrolise de lisofosfolipídeos.
Colipases
– não possuem ação enzimática, contudo atuam como cofatores
para a ativação da lípase pancreática.
Proteína
inibidora da tripsina – previne a ativação da tripsina e das
demais enzimas proteolíticas no interior do tecido pancreático.
Proteína
GP2 – essa enzima possui um grupo glicosil-fosfatidilinositol
ligado ao N terminal. Sua função não está totalmente esclarecida.
Acredita-se que ela esteja relacionada ao processo de regulação da
endocitose no ácino pancreático.
Listatina
– parece previnir a formação de cálculos. Ela forma, juntamente
com a proteína GP2, agregados que se ligam e degradam plugs
protéicos responsáveis por causar a obstrução da luz dos ácinos
pancreáticos em pacientes com fibrose cística e pancreatite aguda.
Proteína
associada a pancreatite – é secretada em níveis baixos em
situações normais. Contudo, sua produção aumenta em grande
quantidade em situações de pancreatite, estabelecendo-se a hipótese
de que ela possui função bacteriostática na prevenção de
infecções bacterianas nesses casos.
Toda
essa secreção enzimática realizada pelas células acinares é
estimulada principalmente pelo hormônio colecistocinina (CCK)
liberado pelas células I da mucosa duodenal, em resposta a presença
de produtos da hidrólise lipídica, polipeptídeos e aminoácidos.
Esse hormônio se liga aos receptores CKKa das células acinares
pancreáticas.
Em
relação a secreção aquosa do pâncreas, ela é composta
principalmente por HCO3-, responsável por neutralizar o pH do quimo
proveniente do estômago. Essa secreção apresenta concentrações
elevadas de HCO3-, K+, Na+ e Cl-. A concentração de HCO3- nessa
secreção chega a atingir valores de 120 a 140 mEq/L, o que
corresponde a cerca de 5 vezes ou mais a concentração plasmática
de bicarbonato. Esse tipo de secreção é estimulado
fundamentalmente pelo hormônio secretina produzido pelas células S
do duodeno em resposta a uma redução do pH duodenal, que é gerada
assim que o quimo proveniente do estômago chega nesse compartimento.
2
– Explique o fluxo de ar nas vias aéreas na ventilação dos
alvéolos.
O
ar entra no trato respiratório superior através da boca e do nariz,
passando pela faringe (em comum com o sistema digestório), depois
laringe chegando a traqueia. O mecanismo base que origina o fluxo
aéreo consiste nos movimentos do músculo diafragma na cavidade
torácica. O processo de inspiração é ativo e depende diretamente
da contração do diafragma. Quando indivíduo inspira, o diafragma
contrai e retrai inferiormente. Isso faz com que o volume da cavidade
torácica expanda, diminuindo sua pressão interna. Consequentemente,
o ar ambiente (a uma pressão maior) entra na via respiratória. Já
a expiração normalmente é um processo passivo. Nela o diafragma
relaxa e volta a sua posição inicial, diminuindo o volume da
cavidade torácica. Isso faz com que a pressão interna aumente,
tornando-se maior que a ambiente, e expulse o ar para fora dos
pulmões (Lei de Boyle – a uma temperatura constante, volume e
pressão são inversamente proporcionais).
Estabelecido
o fluxo aéreo, o ar entra na árvore respiratória. A traqueia
ramifica-se em brônquios principais direito e esquerdo os quais por
sua vez se dividem em brônquios lobares e segmentares. Essa
ramificação continua a jusante, originando os bronquíolos
terminais, os quais são as menores vias aéreas sem alvéolos. Todas
essas vias constituem a via aérea condutora, cuja função é apenas
conduzir o ar para as regiões de troca gasosa. Ela constitui o
espaço morto anatômico (Assim, é importante lembrar que nem todo o
ar inspirado chega aos alvéolos, uma parte deles fica contido no
espaço morto anatômico).
Os
bronquíolos terminais dividem-se em bronquíolos respiratórios, que
ocasionalmente possuem alvéolos em suas paredes (zona de transição).
A partir deles, é formado os ductos alveolares (inteiramente
revestidos com alvéolos) e por último os sacos alveolares. Os
ductos, os alvéolos e os bronquíolos terminais com alvéolos
constituem a zona respiratória do pulmão, onde ocorrem de fato as
trocas gasosas.
Da
traqueia até os alvéolos, o fluxo pulmonar varia conforme as
ramificações, variações de calibre e superfícies irregulares da
parede pulmonar. Normalmente, em vias aéreas pequenas e distais o
fluxo de ar é laminar. Já nas vias aéreas de grande calibre, por
exemplo traqueia, pode ocorrer turbulência do ar, formando o fluxo
turbilhonar (nessa região que se encontra a maior resistência à
passagem do ar). Na maior parte da árvore brônquica o fluxo tem
característica transicional.
4
– Explique a hemodinâmica glomerular e os mecanismos de reabsorção
e secreção tubulares no processo de formação da urina.
Aproximadamente
22% do débito cardíaco é direcionado para os rins, sendo conduzido
até eles através das artérias renais. Esse volume é conhecido
como fluxo sanguíneo renal – total de sangue que chega aos rins.
Dele, apenas 20% vai sofrer o processo de filtração glomerular. O
restante é desviado da arteríola eferente para os capilares
peritubulares.
Atingindo
os glomérulos, o processo de filtração depende da seletividade da
barreira de filtração glomerular. Essa barreira é composta pelos
endotélios fenestrados dos capilares envolvidos pelos podócitos. As
membranas basais dessas duas células possuem glicoproteínas
negativamente carregadas, logo a prioridade de passagem é: positivo
> 0 (neutro) > negativo – seleção baseada na carga. Já a
outra forma de seletividade consiste no tamanho das moléculas.
Embora seja fenestrado, em condições normais, o endotélio não
permite a passagem de células brancas, hemácias e plaquetas.
Após
filtrado, todos os processos de absorção e secreção celular
ocorrem de maneira passiva, ativo primário ou ativo secundário. Os
meios para que isso ocorra podem ser paracelular ou transcelular.
Esse último, ocorre através de canais iônicos, transportadores
uniporte, simporte ou antiporte.
O
líquido filtrado que adentra a cápsula de bowman possui
osmoralidade e composição semelhante ao plasma (excetuando-se a
composição celular e grandes proteínas). Inicialmente, ele é
conduzido até o túbulo contorcido proximal (TCP). Nessa região
temos a absorção isosmótica de água e solutos. As principais
trocas que ocorrem no TCP são: trocador antiporte Na+/H+ (NHE3) –
alvo de diuréticos inibidores da anidrase carbônica; reabsorção
simporte de Na+ e glicose (SGLT2); aminoácidos, fosfato, lactato e
bicarbornato também são absorvidos juntos com o sódio – o
bicarbonato é o principal ânion absorvido nessa região; reabsorção
de sódio com cloreto via paracelular e transcelular; reabsorção de
água; reabsorção de proteínas intactas e parcialmente degradadas;
secreção de ânions e cátions.
Do
TCP, a fluído é deslocado à alça de Henle. O ramo descendente da
alça de Henle não reabsorve sódio e cloreto significantemente. Mas
é bastante permeável a reabsorção de água. Já os ramos
ascendentes da alça de Henle (fino e grosso) reabsorvem sódio e
cloreto, mas pouquíssima água (são praticamente impermeáveis a
água). No ramo ascendente fino da alça de Henle a reabsorção de
sódium e cloreto ocorre de maneira passiva. Já no ramo ascendente
grosso da alça de Henle essa reabsorção é ativa. O principal
transportador do ramo ascendente grosso é o Na+/K+/2Cl- (reabsorve
um sódio, dois cloretos e um potássio). Esse transportador é um
alvo terapêutico muito importante para os diuréticos de alça
(Exemplo: furosemida e torasemida). Nessa região também ocorre
transporte de sódio e íons pela via paracelular. Logo, ao final da
alça de Henle como um todo, sódio e cloreto são reabsorvidos em
maior proporção ao ser comparado com a água.
Após
a alça de Henle, o filtrado chega no túbulo contorcido distal
(TCD). O segmento proximal desse túbulo é impermeável à água. O
principal transportador dessa região é o simporte Na+/Cl- (alvo
terapêutico dos diuréticos tiazídicos). Já o segmento distal
desse túbulo e o ducto coletor são conhecidos em conjunto como
néfron distal. Nessa região, encontramos dois tipos principais de
células: células principais (aproximadamente 70% das células) e
intercaladas. Células principais possuem como função primordial a
reabsorção de sódio através dos canais ENaCs (estimulado pela
aldosterona) e reabsorção de água através da expressão regulada
de aquaporinas (estimulada pelo ADH). Já as células intercaladas
estão envolvidas na regulação do equilíbrio ácido base. Células
intercaladas do tipo alfa atuam na secreção de hidrogênio para o
lúmem e células intercaladas do tipo beta secretam bicarbonato para
o lúmem e simultaneamente transporta hidrogênio para o interstício.
Após
todo esse processo, aproximadamente menos de 1% de tudo aquilo que
foi filtrado é excretado para o meio externo.
1
– Explique como uma insuficiência valvar mitral pode afetar as
trocas alvéolo-capilares.
A
insuficiência mitral consiste no fechamento incompleto da valva
mitral com refluxo de sangue para o átrio esquerdo durante a sístole
ventricular. Essa condição crônica faz com que a pressão no átrio
esquerdo fique aumentada patologicamente. Assim, pelo princípio de
Pascal, a pressão aumentada no átrio esquerdo propaga-se igualmente
a veia pulmonar e, por conseguinte, a rede capilar pulmonar. O
aumento de pressão na rede capilar pulmonar prejudica o fluxo
sanguíneo e faz com que o plasma extravase para o espaço
intersticial, causando congestão pulmonar com edema intersticial. O
preenchimento do interstício com líquido prejudica as trocas
pulmonares, aumentando a distância de difusão. Embora a pressão
arterial de CO2 possa ser normal, devido à alta solubilidade desse
gás na água, a principal troca afetada é a de O2. Logo, devido sua
menor solubilidade na água, a troca de O2 entre os alvéolos e
capilares torna-se prejudicada. Consequentemente, o indivíduo
absorve menos O2. Assim, temos um quadro clínico exteriorizado por
dispneia intensa, uso de musculatura acessória, estertores
crepitantes, expectoração espumosa de cor rósea.
5
– O automatismo do nodo sinoatrial depende de características
eletrofisiológicas peculiares desse tecido cardíaco. Considerando
as condutâncias iônicas, explique o automatismo cardíaco.
O nó
sinoatrial (também conhecido como sinusal) consiste em células
musculares cardíacas diferenciadas que se localizam na parede
posterolateral superior do átrio direito, imediatamente abaixo e
pouco lateral à abertura da veia cava superior. Esse conjunto
celular se conecta diretamente às fibras musculares atriais. Logo,
qualquer alteração elétrica que ocorre nele é transmitida
imediatamente para parede do músculo atrial.
Para
entender o mecanismo de auto excitação é necessário inicialmente
compreender a polaridade da sua membrana e sua condutância iônica
comparados às células musculares estriadas cardíacas.
O
“potencial de repouso” de sua membrana tem negatividade de -55 a
-60 milivolts, diferentemente das fibras musculares ventriculares
cujo potencial de repouso da membrana varia entre -85 a -90
milivolts. Essa menor negatividade se deve ao fato de que as
membranas das células do nodo sinusal são mais permeáveis ao
cálcio e ao sódio, consequentemente, esses íons positivos
neutralizam parte da negatividade intracelular ao cruzarem a membrana
celular.
Adotamos
termo “potencial de repouso”, uma vez que esse potencial do nodo
sinusal, diferentemente das fibras musculares, não é constante, mas
sim um “crescente”. Ou seja, assim que a célula do nodo sinusal
termina seu potencial de ação, ela já inicia o seu “potencial de
repouso” crescente. Assim, ele não permanece estagnado até que
outro potencial de ação seja desencadeado, o potencial de repouso
já inicia diminuindo a diferença de potencial transmembrana (a
negatividade).
Além
da diferença do potencial de repouso, o automatismo cardíaco ocorre
em função da condutância iônica diferente do nodo sinusal ao ser
comparado com as fibras musculares.
No
coração, temos três tipos de canais: canais rápidos de sódio,
canais lentos de sódio-cálcio e canais de potássio. O valor de
repouso desses canais é -55mv ao ser comparado com -90 das fibras
musculares. Logo, sua abertura e fechamento ocorre de maneira mais
rápida. Isso justifica o automatismo cardíaco. Assim que o
potencial de ação sinusal e a célula torna-se hiperpolarizada, os
canais de rápidos de sódio já são abertos (não precisa chegar a
-90mv) e o sódio altamente concentrado no interstício para a entrar
na célula, diminuindo sua negatividade. Logo, o potencial de repouso
de membrana já se inicia crescente. Atingindo o limiar de -40mv,
esses canais são fechados e abertos canais de cálcio-sódio lentos
que desencadeiam a despolarização do potencial de ação. Após 100
a 150ms eles se fecham e o potássio começa a sair da célula (não
é formado platô, os canais são ativados e desativados
simultaneamente), aumentando a negatividade célular. Terminado a
repolarização (potencial de “repouso” de -55mv), o sódio volta
a entrar novamente na célula, fazendo o potencial aumentar
novamente.
“Portanto,
basicamente é o vazamento inerente das fibras do nodo sinusal que
causa a auto excitação”. Podemos dizer que devido ao “potencial
de repouso da membrana” ser crescente e a diferença de condutância
iônica, nunca temos uma resultante de movimentação de cargas igual
a 0 ou em platô como ocorre nas fibras musculares. Sempre existe um
fluxo resultante de carga diferente de zero nas células do nodo
sinusal, originando o automatismo.
Se
possível, desenhar:
6
– Explique as alterações decorrentes do aumento de contratilidade
na relação entre volume e pressão ventriculares durante o ciclo
cardíaco.
A
estimulação simpática do coração, além de aumentar a frequência
cardíaca, também aumenta em até duas vezes a força de contração
normal do coração devido ao maior influxo de cálcio para dentro da
célula, ativando maior quantidade de proteínas contráteis.
O
aumento na força de contração aumenta a pressão intraventricular
durante o processo de contração isovolumétrica do ciclo cardíaco,
consequentemente na fase de ejeção que se segue maior quantidade de
sangue sai do coração, aumentando o volume sistólico e diminuindo
o volume residual após a sístole.
Logo,
o aumento de contratilidade, com aumento da pressão intraventricular
e do volume sistólico, leva ao aumento do débito cardíaco.
REFERÊNCIAS
SILVERTHORN,
Dee U.; Fisiologia
Humana – Uma abordagem integrada.
5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.
HALL,
J. E. (2011) Guyton
& Hall: Tratado de Fisiologia Médica (*),
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John Burnard. Fisiologia
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EATON,
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6ª Ed., Ed. Artmed, RS, Mosby Physiology Monograph Series