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ANATOMOFISIOLOGIA João Armando Brancher Walquiria Aparecida Garcia Zonta João Armando Brancher Walquiria Aparecida Garcia Zonta ANATOMOFISIOLOGIA HUMANA *Todos os gráficos, tabelas e esquemas são creditados à autoria, salvo quando indicada a referência. Imagens de capa: © Tefi // Shutterstock; © Stihii // Shutterstock; e © BlueRingMedia // Shutterstock. Informamos que é de inteira responsabilidade da autoria a emissão de conceitos. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma sem autorização. A violação dos direitos autorais é crime estabelecido pela Lei n.º 9.610/98 e punido pelo artigo 184 do Código Penal. Copyright Universidade Positivo 2016 Rua Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza, 5300 – Campo Comprido Curitiba-PR – CEP 81280-330 Superintendente Reitor Pró-Reitor Acadêmico Coordenador Geral de EAD Coordenadora Editorial Autoria Supervisão Editorial Parecer Técnico Validação Institucional Layout de Capa Prof. Paulo Arns da Cunha Prof. José Pio Martins Prof. Carlos Longo Prof. Renato Dutra Profa. Manoela Pierina Tagliaferro Prof. João Armando Brancher Profa. Walquiria Aparecida Garcia Zonta Aline Scaliante Coelho Altair Argentino Pereira Junior Francine Fabiana Ozaki e Regiane Rosa Valdir de Oliveira FabriCO KOL Soluções em Gestão do Conhecimento Ltda EPP Análise de Qualidade, Edição de Texto, Design Instrucional, Edição de Arte, Diagramação, Imagem de Capa, Design Gráfico e Revisão Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Biblioteca da Universidade Positivo – Curitiba – PR B816 Brancher, João Armando. Anatomofisiologia [recurso eletrônico]. / João Armando Brancher, Walquiria Aparecida Garcia Zonta. – Curitiba : Universidade Positivo, 2016. 208 p. : il. Sistema requerido: Adobe Acrobat Reader. Modo de acesso: <http://www.up.edu.br> Título da página da Web (acesso em 25 out. 2016). ISBN: 978-85-8486-260-3. 1. Anatomia humana. 2. Fisiologia humana. I. Zonta, Walquiria Aparecida Garcia. II. Título. CDU 611 Ícones Afirmação Contexto Biografia Conceito Esclarecimento Dica Assista Curiosidade Exemplo Sumário Apresentação .................................................................................................................... 9 Os autores ........................................................................................................................10 Capítulo 1 Corpo humano em equilíbrio .......................................................................................... 13 1.1 Organização estrutural do corpo humano ................................................................ 13 1.1.1 Células .....................................................................................................................................................................14 1.1.2 Tecidos ................................................................................................................................................................... 16 1.1.3 Órgãos .....................................................................................................................................................................17 1.1.4 Sistemas ..................................................................................................................................................................18 1.2 A linguagem da anatomia ........................................................................................18 1.2.1 Posição anatômica ..................................................................................................................................................19 1.2.2 Planos e secções .....................................................................................................................................................19 1.2.3 Termos de direção e posição ................................................................................................................................. 20 1.2.4 Cavidades do corpo ............................................................................................................................................... 22 1.3 Homeostase: palavra-chave da fisiologia..................................................................25 1.3.1 Definição ................................................................................................................................................................ 25 1.3.2 Importância ........................................................................................................................................................... 25 1.3.3 Mecanismos de controle ....................................................................................................................................... 26 1.3.4 Desequilíbrio homeostático .................................................................................................................................. 26 1.4 Nutrição e metabolismo ............................................................................................27 1.4.1 Componentes inorgânicos ..................................................................................................................................... 27 1.4.2 Componentes orgânicos ........................................................................................................................................ 28 1.4.3 Mecanismos celulares de transporte ..................................................................................................................... 28 1.4.4 Produção de energia ............................................................................................................................................. 30 Referências ......................................................................................................................31 Capítulo 2 Sustentação e movimento do corpo ...............................................................................33 2.1 Sistema esquelético ..................................................................................................33 2.1.1 Fisiologia do tecido ósseo ...................................................................................................................................... 33 2.1.2 Classificação dos ossos .......................................................................................................................................... 34 2.1.3 Esqueleto axial ....................................................................................................................................................... 37 2.1.4 Esqueleto apendicular ............................................................................................................................................ 39 2.2 Sistema articular ........................................................................................................42 2.2.1 Articulações fibrosas .............................................................................................................................................. 43 2.2.2 Articulações cartilaginosas .................................................................................................................................... 45 2.2.3 Articulações sinoviais ............................................................................................................................................ 46 2.2.4 Movimentos articulares ......................................................................................................................................... 47 2.3 Sistema muscular ......................................................................................................482.3.1 Organização estrutural dos músculos esqueléticos .............................................................................................. 49 2.3.2 Músculos da cabeça e pescoço ............................................................................................................................. 50 2.3.3 Músculos do tronco e membros ............................................................................................................................51 2.3.4 Fisiologia da contração e relaxamento muscular .................................................................................................. 53 2.4 Estruturas associadas ................................................................................................55 2.4.1 Elementos acessórios das articulações sinoviais .................................................................................................... 55 2.4.2 Tendões e ligamentos............................................................................................................................................ 56 2.4.3 Aponeuroses .......................................................................................................................................................... 56 2.4.4 Fáscias .................................................................................................................................................................... 56 Referências ......................................................................................................................58 Capítulo 3 Nutrição de células e tecidos – circulação sanguínea .....................................................59 3.1 Sangue .......................................................................................................................59 3.1.1 Funções do sangue ................................................................................................................................................. 59 3.1.2 Plasma e elementos figurados ............................................................................................................................... 60 3.1.3 Séries branca e vermelha ....................................................................................................................................... 62 3.1.4 Hemostasia ............................................................................................................................................................ 63 3.2 A bomba cardíaca e vasos da base ...........................................................................64 3.2.1 Morfologia externa do coração ............................................................................................................................. 64 3.2.2 Câmaras cardíacas ................................................................................................................................................. 68 3.2.3 Valvas cardíacas e importância fisiológica ............................................................................................................ 69 3.2.4 Vasos da base cardíaca .......................................................................................................................................... 70 3.3 Atividade intrínseca do coração ................................................................................70 3.3.1 Marcapasso cardíaco.............................................................................................................................................. 72 3.3.2 Atividade elétrica do músculo cardíaco ................................................................................................................ 72 3.3.3 Controle neural do coração ................................................................................................................................... 73 3.4 Rotas circulatórias ......................................................................................................73 3.4.1 Aorta e principais ramos ........................................................................................................................................ 77 3.4.2 Retorno venoso ..................................................................................................................................................... 80 3.4.3 Pressão arterial ...................................................................................................................................................... 82 3.4.4 Perfusão sanguínea ............................................................................................................................................... 83 Referências .....................................................................................................................84 Capítulo 4 Hematose e oxigenação de células e tecidos ..................................................................85 4.1 Vias aéreas .................................................................................................................85 4.1.1 Vias aéreas condutoras ........................................................................................................................................... 86 4.1.2 Vias aéreas respiratórias ......................................................................................................................................... 91 4.1.3 Funções das vias aéreas ......................................................................................................................................... 91 4.1.4 Produção de voz ..................................................................................................................................................... 93 4.2 Respiração pulmonar.................................................................................................94 4.2.1 Mecânica da ventilação pulmonar ........................................................................................................................ 94 4.2.2 Hilo, raiz e lobos pulmonares ................................................................................................................................ 95 4.2.3 Segmentação dos brônquios ................................................................................................................................ 97 4.2.4 Hematose .............................................................................................................................................................. 99 4.3 Respiração tecidual ..................................................................................................100 4.3.1 Transporte de oxigênio para os tecidos ............................................................................................................... 100 4.3.2 Absorção de oxigênio pelas células ......................................................................................................................101 4.3.3 Difusão de dióxido de carbono para o líquido extracelular .................................................................................101 4.3.4 Transporte de dióxido de carbono para os pulmões ............................................................................................101 4.4 Regulação da respiração ..........................................................................................102 4.4.1 Centro respiratório ................................................................................................................................................102 4.4.2 Influências sobre o centro respiratório .................................................................................................................102 4.4.3 Controle dos músculos inspiratórios e expiratórios ............................................................................................. 104 4.4.4 Doença pulmonarobstrutiva crônica .................................................................................................................. 104 Referências ....................................................................................................................106 Este livro foi desenvolvido com a intenção de tornar o estudo da Anatomofisiologia mais simples. Desse modo, os vários sistemas do que formam o corpo humano serão apresentados como se você estivesse assistindo a uma aula, e a linguagem utilizada fará com que você associe e integre conhecimentos e, principalmente, pense sobre o assun- to. Aproveite a leitura! Apresentação Aos estudantes, estímulo maior para a busca contínua pelo aprendizado por parte de nós, professores. Os autores O Professor João Armando Brancher é Doutor em Ciências da Saúde pela PUC/PR, Mestre em Bioquímica pela UFPR e Graduado em Odontologia pela PUC/PR. Atua como professor universitário desde 2001. Currículo Lattes: <lattes.cnpq.br/5460397708527612> A Deus porque Dele, por Ele e para Ele são todas as coisas na minha vida, e a minha família, que é o maior presente que Ele me concedeu. A Professora Walquiria Aparecida Garcia Zonta é Mestre em Engenharia de Produção pela UFSC com ênfase em Gestão do Conhecimento e Especialista em Fisioterapia Cardiorrespiratória pela UTP. Graduada em Fisioterapia pela UTP, atua como professora de Anatomia, Neuroanatomia e Anatomofisiologia em cursos de gra- duação desde 1986 e em cursos de pós-graduação desde 2000. Currículo Lattes: <lattes.cnpq.br/4511820754523704> 1 Corpo humano em equilíbrio O corpo humano é uma máquina excepcional e é ele que possibilita que nos expressemos, movimentemos, emocionemos, sintamos medo e tomemos atitudes frente a esse sentimento. Isso porque milhões de unidades de células conseguem, juntas, formar tecidos, órgãos e sistemas altamente especializados que funcionam harmonicamente em um ambiente altamente equilibrado. O equilíbrio corpóreo é indispensável para a manutenção de uma vida saudável. Ao envelhecer ou em caso de doenças, nosso corpo perde a capacidade de mantê-lo, então, o que devemos fazer para ter uma vida longa e produtiva? Com a leitura deste material, entenderemos como o corpo humano é organizado estruturalmente e como tais estru- turas desempenham suas funções e colaboram para a manutenção desse equilíbrio. Enquanto estrutura é a palavra-chave da Anatomia, equilíbrio ou homeostasia é a palavra-chave da Fisiologia. 1.1 Organização estrutural do corpo humano A Anatomia é o estudo das estruturas que compõem o corpo humano. Depen- dendo da dimensão das estruturas que são estudadas, a anatomia pode ser considerada microscópica ou macroscópica. A anatomia microscópica depende da utilização de instrumentos para ampliação, como o microscópio: essa é a maneira de estudar células e tecidos. A anatomia macroscópica não depende de equipamentos para ampliação, pois compreende o estudo de estruturas que podem ser observadas a olho nu. O termo anatomia deriva da palavra grega temnein, que significa cortar, uma vez que o seu prin- cipal método de estudo é a dissecação. O corpo humano é formado por unidades estruturais microscópicas chamadas células, que se agrupam formando os tecidos. A organização de dois ou mais dife- rentes tecidos dá origem a órgãos que, quando são especializados para executar funções semelhantes, formam os sistemas orgânicos. Células Tecidos Órgãos Sistemas orgânicos São esses sistemas orgânicos que estudaremos em mais detalhes ao longo desta seção. © F ab ri CO 14 1.1.1 Células As células eucarióticas são as unidades estruturais dos diferentes sistemas bioló- gicos do corpo humano, formado por aproximadamente 100 trilhões delas. Sua prin- cipal característica é a presença de um núcleo, de organelas compartimentalizadas, citoesqueleto (formado por microfilamentos, filamentos intermédios e microtúbulos) e membrana citoplasmática, como mostra a figura a seguir. Devido a essa compar- timentalização das organelas, diferentes reações biológicas essenciais à vida ocorrem simultaneamente, mas, ao mesmo tempo, cada célula mantém sua individualidade. Principais componentes da célula eucariótica Núcleo Nucléolo Microvilosidades Vesículas Centríolos Mitocôndria Microtúbulos Citoplasma Membrana plasmática Complexo de Golgi Retículo endoplasmático © L a G or da / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . Desenho de uma célula e seus principais componentes. O núcleo funciona como o centro de controle da célula e contém o material gené- tico que codifica todas as proteínas do corpo humano. Em resposta a uma sinalização extracelular proveniente, por exemplo, do sistema endócrino, o núcleo determina quais e quantas proteínas deverão ser sintetizadas. Nem sempre as células possuem um núcleo único, células musculares, osteoclastos e outras possuem múltiplos núcleos, enquanto os glóbulos vermelhos são anucleados. Examinando um pouco mais de perto, no interior do núcleo existem áreas conden- sadas com proteínas, ácido desoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA). Essas áreas são denominadas nucléolos. Ainda, no interior do núcleo de uma célula que não está em divisão, os 23 pares de cromossomos presentes aparecem dispersos em uma rede delicada chamada de cromatina. O núcleo também possui a sua membrana, o envelope nuclear, formado por uma membrana dupla cujo lado interno possui proteínas 15 que auxiliam na manutenção da forma do núcleo e na organização do DNA nuclear. O lado externo da membrana nuclear se fusiona com o retículo endoplasmático rugoso, que é caracterizado pela presença de ribossomos em sua superfície, cuja função é a síntese de proteínas. A comunicação entre o lado interno do núcleo e a superfície externa é facilitada por poros nucleares, que funcionam como uma rede intrincada de canais de passagem de substâncias. Tanto o núcleo celular quanto os demais compartimentos celulares estão imersos no líquido intracelular, o citosol. Dessa forma o conjunto formado pelo citosol e pelas organelas é denominado citoplasma. Entre as organelas citoplasmáticas, as prin- cipais são: retículo endoplasmático liso e rugoso, complexo de Golgi, lisossomos, proteossomos, peroxissomos e mitocôndrias. O retículo endoplasmático (RE) é do que uma rede de membranas dobradas que se estendem por todo o citoplasma. O RE liso é assim chamado pela ausência de ribos- somos e é especializado na síntese de ácidos graxos e hormônios esteroidais. O complexo de Golgi (CG) mantém uma relação funcional importante com o RE rugoso: ele recebe vesículas provenientes do RE e processa o material contido nessas vesículas para posteriormente liberá-las na forma de lisossomos. Os lisossomos são organelas com enzimas responsáveis pela digestão de carboi- dratos, lipídios e proteínas. Outras funções importantes atribuídas a essas organelas são a autofagia e a autólise, processos que permitem reciclar organelas celulares ou células inteiras. Com função semelhante, os proteossomos são vesículas celulares ricas em enzimas proteolíticas que destroem proteínas do próprio citoplasma celular. Outras estruturas vesiculares semelhantes aos lisossomos são os peroxissomos, vesículas abun- dantes em células hepáticas e renais, uma vez que esses órgãos são importantes na eliminação de subprodutos do metabolismo corpóreo. A usina energética das células é a mitocôndria. Essa organela é formada por duas membranas distintas: a membrana mitocondrial externa (MME) e a mitocondrial interna (MMI), que contém os complexos mitocondriais responsáveis pela produção de energia. A MMI se projeta para dentro da matriz mitocondrial, criando um ambiente propício para a geração de energia. Diferentemente das outras organelas, as mitocôndrias possuem seu próprio material genético. O citosol é essencialmente constituído por água, e várias reações celulares impor- tantes ocorrem nesse ambiente.Além disso, nutrientes, íons e resíduos do metabolismo celular também podem ser encontrados no citosol. O citoesqueleto é formado por proteínas que estabilizam a célula e permitem sua movimentação, funcionando como se fosse a estrutura de metal que suporta um edifício. Porém, enquanto algumas das proteínas formam um arcabouço de suporte da célula, 16 como é o caso dos filamentos intermediários, outras funcionam como um sistema viário direcionando o transporte de vesículas secretoras, como ocorre com os microtúbulos. A delimitação externa da célula é a membrana citoplasmática, que é uma membrana dupla essencialmente lipídica e proteica, mas que possui certa quanti- dade de carboidratos, com papel importante na comunicação entre células e das células com o meio aquoso no qual elas estão inseridas. Sua principal característica é a permeabilidade seletiva, isto é, a capacidade de controlar o fluxo de entrada e saída de substâncias da célula. Os lipídios da membrana plasmática formam duas camadas sobrepostas, que denominamos bicamada. A bicamada é permeada por proteínas que mergulham nos lipídios. Algumas vezes, essas proteínas podem passar de um lado a outro, sendo assim denominadas proteínas integrais. As proteínas periféricas, por sua vez, ficam ligadas na superfície da bicamada. Na superfície externa da membrana plas- mática, as proteínas possuem carboidratos ligados a elas, formando uma importante estrutura que funciona como sinalizador celular, por exemplo, para os hormônios. 1.1.2 Tecidos Quando células se agrupam, formam-se os tecidos, que são aglomerados de células com o mesmo grau de diferenciação e as mesmas funções. Quatro são os grupos de tecidos básicos do corpo humano: tecido epitelial, tecido conjuntivo e de apoio, tecido muscular e tecido nervoso. Os tecidos epiteliais se organizam em forma de lâminas, formando camadas de células contínuas, denominadas epitélio de revestimento, ou como glândulas, respon- sáveis pela secreção de substâncias. Além de recobrirem toda a superfície externa do corpo, os tecidos epiteliais revestem o interior das vísceras. Entre suas várias funções, destacam-se: proteção de tecidos subjacentes, transporte de moléculas, secreção e absorção de substâncias, percepção de estímulos externos e controle do movimento de substâncias entre os compartimentos do corpo. Os tecidos conjuntivos e de apoio são abundantes no corpo humano. Possuem formas variadas e diferentes funções, tais como: suporte estrutural, meio para trocas de nutrientes ou resíduos, defesa e proteção do corpo e armazenamento de nutrientes. Ossos, cartilagens e ligamentos também são exemplos de tecidos conjuntivos. Os tecidos musculares, por sua vez, são responsáveis por desempenhar movimentos coordenados. Existem três tipos de tecidos musculares: o tecido muscular estriado esque- lético, o tecido muscular estriado cardíaco e o tecido muscular liso. A nomenclatura desses tecidos se dá em virtude da presença de estrias transversais claras e escuras que correspondem aos sarcômeros, unidades contráteis das células musculares. 17 O sarcômero é formado por proteínas contráteis chamadas de actina e miosina. Na presença de cálcio, essas fibras deslizam umas sobre as outras, resultando na contração muscular. O tecido estriado esquelético se caracteriza pela movimentação voluntária do corpo humano e recebe essa denominação porque está ligado ao esqueleto e apre- senta estrias transversais quando visto sob microscopia. O músculo estriado cardíaco é encontrado na bomba cardíaca (o coração), e sua função involuntária é impulsionar o sangue pelos vasos sanguíneos. Outro tipo de tecido muscular involuntário é o tecido muscular liso, localizado, em geral, nas paredes dos órgãos ocos, como vasos sanguíneos, vias respiratórias e intestinos. Recebe esse nome porque seus sarcômeros se encontram desorganizados no citoplasma. O tecido nervoso funciona como uma rede de comunicação entre o corpo e o ambiente no qual ele está inserido e também é responsável pelo controle interno do corpo humano, contribuindo para a homeostasia. Os tecidos são formados por células especializadas. No caso do tecido nervoso, existem dois tipos de células altamente especializadas: os neurônios e as células da glia, também conhecidas como neuróglia. Neurônios são células responsáveis pela condução do impulso nervoso e consistem basicamente em um corpo celular e prolongamentos chamados de axônios, dendritos e telodendritos. Já as células da neuroglia funcionam como uma cola neural, responsáveis, portanto, pela sustentação dos neurônios, nutrição e, em alguns casos, formação das bainhas de mielina, estruturas lipídicas que isolam as células nervosas e contribuem para o aumento da propagação do impulso nervoso. 1.1.3 Órgãos Um órgão é uma estrutura complexa que resulta da associação de dois ou mais tecidos cujas funções são complementares e, quando executadas em conjunto, permitem ao órgão desempenhar uma ou mais funções. Os órgãos são observados a olho nu como uma unidade delimitada externamente que possui forma, função e localização específicas. O estômago, por exemplo, faz parte do sistema digestório e é responsável pelo processamento e armazenamento temporário dos alimentos antes que cheguem aos intestinos. Outro exemplo importante para entender a definição de órgão é o coração. Por definição, ele é um órgão muscular formado por quatro câmaras, cuja função é bombear sangue através dos vasos sanguíneos para o corpo. É constituído por tecido muscular estriado cujas células formam uma unidade funcional, permitindo que o órgão trabalhe com perfeição: enquanto as duas câmaras superiores ou átrios 18 contraem, o sangue é direcionado para as duas câmaras inferiores ou ventrículos, que, quando contraem, lançam o sangue nos vasos para ser distribuído pelo corpo. Perceba a sequência: as células formam o tecido cardíaco, que, por sua vez, forma o órgão, o coração, que integrará um sistema: o sistema circulatório. 1.1.4 Sistemas Último nível da escala organizacional do corpo humano, os sistemas são conjuntos de órgãos relacionados que desempenham uma função comum. São onze os sistemas orgânicos que formam o corpo humano: sistema esquelético, sistema muscular, sistema tegumentar, sistema endócrino, sistema digestório, sistema circulatório, sistema respiratório, sistema nervoso, sistema linfático, sistema urinário e sistema reprodutor masculino e feminino. É comum que a compreensão da anatomia seja simplificada pela apresen- tação dos sistemas orgânicos isoladamente. Essa divisão, conhecida como Anatomia Descritiva Sistemática, é considerada didática, pois fornece uma visão completa de todos os componentes do organismo. No entanto, pode não ser suficiente para permitir a compreensão das interrelações anatômicas e fisiológicas entre os órgãos e sistemas. Por isso, a anatomia também explora os sistemas, os órgãos e as suas inter- relações por meio de uma abordagem topográfica, a Anatomia Topográfica, essencial para o conhecimento clínico e, principalmente, cirúrgico. Sua importância se deve à maneira de abordar a localização e a relação de todas as estruturas anatômicas entre si em uma determinada região do corpo e, por isso, também é chamada de Anatomia Regional. 1.2 A linguagem da anatomia Todas as áreas de conhecimento das ciências biológicas possuem vocabulário e linguagem próprios. No caso da anatomia, o vocabulário é chamado de terminologia anatômica e tem o objetivo de padronizar a linguagem, facilitando o entendimento entre anatomistas e profissionais da saúde. A primeira tentativa de se padronizar a termino- logia ocorreu em 1885 na Suíça e, depois de alguns encontros científicos de anatomistas, o primeiro documento produzido foi chamado de Nomina Anatomica e publicado em Paris no ano de 1955. Em 1998, foi publicada a mais recente, atualizada e simplificada revisão da Terminologia Anatômica, que representa a padronização internacional dostermos aplicados à anatomia, disponível somente em latim, inglês e espanhol. 19 1.2.1 Posição anatômica A aplicação adequada da terminologia anatômica depende do entendimento da posição anatômica do ser humano, pois, a partir desse referencial, serão construídos planos imaginários, iniciando-se assim o emprego dessa linguagem tão peculiar da anatomia. A posição considerada anatômica para o ser humano é aquela em que o indivíduo se encontra em pé, com os pés levemente afastados e apoiados sobre o solo, com o pescoço ereto, o olhar dirigido para a frente, os braços levemente afastados do tronco e as palmas das mãos direcionadas para a frente. Essa posição será elucidada no próximo tópico. 1.2.2 Planos e secções Os planos anatômicos são superfícies planas imaginárias que passam através do corpo em posição anatômica e se encontram em ângulos retos. Os planos primários são: sagital, frontal e transversal, ilustrados na imagem a seguir. Descrição da posição anatômica de estudo e dos planos e secções Plano sagital mediano (através da linha mediana) Plano oblíquo Plano transverso Plano sagital paramediana Plano frontal © B la m b // Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . 20 O plano sagital é um plano vertical que divide o corpo nos lados direito e esquerdo. Caso esse plano divida o corpo em duas metades iguais ou simétricas, ele é chamado de plano sagital mediano; mas, se o plano estiver deslocado para um dos lados, dividindo o corpo em duas partes desiguais ou assimétricas, o plano é chamado de sagital paramediano. Em ambos os casos, as secções através desses planos dão origem a uma parte lateral direita e outra lateral esquerda. O plano frontal, também conhecido como coronal, divide o corpo ou parte dele em duas partes assimétricas chamadas de paquímeros. Uma secção através desse plano origina uma metade posterior ou dorsal e outra anterior ou ventral. O plano transversal, também chamado de horizontal ou seccional, divide o corpo ou parte dele em duas partes assimétricas conhecidas como metâmeros. Uma secção através do plano transversal dá origem a uma metade superior e outra inferior. Além desses, há um plano anatômico oblíquo que não encontra os demais em ângulo reto. Um corte através desse plano é uma secção oblíqua e consiste em um corte feito em diagonal. 1.2.3 Termos de direção e posição A construção de planos anatômicos imaginários delimitando um corpo em posição anatômica permite a compreensão da direção e da posição que as estruturas anatômicas assumem entre si. Tanto a direção quanto a posição são denominadas por termos dire- cionais e permitem uma clara comunicação entre profissionais da área da saúde. Os termos direcionais são palavras técnicas que fazem parte de um vocabulário específico cuja função é permitir a descrição sobre a posição e orientação de uma estrutura, víscera ou parte do corpo de maneira precisa. Em geral, os termos direcionais são aplicados em pares, e cada um indica uma posição ou direção oposta à do outro. Por exemplo, ao informar que os rins são órgãos superiores, espera-se a explicação sobre a estrutura que seria inferior a eles. Nesse caso, a informação completa seria: os rins são órgãos superiores à vesícula urinária. A vesícula urinária, por sua vez, é ventral, enquanto o reto é dorsal. Com esses exemplos, é possível perceber que os termos de posição e direção são derivados de um plano anatômico de secção. No exemplo dos rins e da vesí- cula urinária, o plano que dá origem aos termos superior e inferior é o transversal, enquanto a comparação entre a posição da vesícula urinária e do reto levou em consi- deração o plano frontal. A tabela abaixo mostra os principais termos direcionais, sua definição e aplicabilidade no estudo da anatomia. 21 Termos direcionais Termo direcional Definição Exemplo de aplicação Superior ou cranial Acima do plano transversal. O músculo diafragma é superior ao fígado. Inferior ou caudal Abaixo do plano transversal. A traqueia é inferior à laringe. Anterior ou ventral À frente do plano frontal. A traqueia é anterior ou ventral ao esôfago. Posterior ou dorsal Atrás do plano frontal. O coração é posterior ou dorsal ao osso esterno. Medial Mais próximo do plano mediano. Os olhos são mediais em relação às orelhas. Lateral Mais distante do plano mediano. Os pulmões são laterais ao coração. Alguns termos direcionais não têm origem a partir dos planos de secção, por exemplo, os termos superficial e profundo levam em consideração a proximidade da estrutura com a superfície da pele. Além desses, há termos que são utilizados somente para os membros superiores e inferiores, como: proximal, distal, palmar e plantar, listados na tabela a seguir. Termos direcionais utilizados para descrever a localização de órgãos no corpo humano Termo direcional Definição Exemplo de aplicação Superficial ou externo Mais próximo da superfície do corpo. A pele é superficial aos músculos. Profundo ou interno Mais distante da superfície do corpo. As artérias são profundas enquanto as veias são superficiais. Proximal Mais próximo da origem do membro no tronco. A coxa é proximal à perna. Distal Mais distante da origem do membro no tronco. O antebraço é distal ao úmero. Palmar Face da mão voltada para a frente quando o indivíduo está em posição anatômica. A superfície palmar está direcionada anteriormente e é oposta à superfície dorsal da mão. Plantar Face do pé em contato com o solo quando o indivíduo está em posição anatômica. A face plantar é oposta à face dorsal do pé. 22 Compreenderemos melhor como utilizar os termos direcionais observando a imagem a seguir, que traz alguns exemplos. Desenho esquemático mostrando como utilizar os termos direcionais Pulmão esquerdo Linha mediana Pulmão direito Esterno Úmero Fígado Vesícula biliar Colo ascendente Rádio Ulna Ossos carpais Ossos metacarpais Falanges Visão anterior do tronco e superior direito Bexiga urinária Colo descendente Intestino delgado Colo transverso Estômago Diafragma Coração Costela Traqueia Esôfago PROXIMAL DISTAL SUPERIOR INFERIOR LATERAL LATERALMEDIAL © B lu ez A ce // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . Existem vários outros termos direcionais que podem ser aplicados em áreas espe- cíficas. Na odontologia, por exemplo, são utilizados termos que descrevem as faces de um dente, que dificilmente serão usados por um fisioterapeuta. 1.2.4 Cavidades do corpo As cavidades corporais representam, em termos gerais, espaços ocos envolvidos internamente por membranas que separam e protegem os órgãos internos. Além disso, as paredes dessas cavidades e os tecidos de revestimento interno servem para conferir sustentação às estruturas anatômicas que ocupam uma determinada cavidade. 23 Principais cavidades do corpo humano http://panelinha.podomatic.com/http://panelinha.podomatic.com/ (a) Visão lateral direita (b) Visão anterior Cavidade do crânio Canal vertebral Cavidade torácica Cavidade abdominal Cavidade pélvica Cavidade abdominopélvica: Diafragma © L ol e // Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . As maiores cavidades corporais são: cavidade torácica ou tórax, a cavidade abdominal ou abdome e cavidade pélvica ou pelve. Essas cavidades são reves- tidas internamente por uma membrana serosa dupla com um líquido entre suas duas camadas, que, além de recobrir as vísceras, permite deslocamento com pouco atrito entre estruturas vizinhas. O tórax possui duas membranas serosas, a pleura recobrindo os pulmões e o pericárdio recobrindo o coração. No abdome, essa membrana serosa recebe a denominação de peritônio. A cavidade torácica inicia superiormente em um espaço de tecido conjuntivo do pescoço através do qual passam estruturas dos sistemas respiratório, digestório, vascular e nervoso, e termina inferiormente em um músculo chamado diafragma. O diafragma possui três aberturas para permitir a passagem de estruturas vasculares,nervosas e esôfago a partir do tórax para o abdome. Em contraste com a separação clara entre as cavidades torácica e abdominal, os limites entre as cavidades abdominal e pélvica não são bem definidos. Em princípio, essas duas cavidades formam apenas uma grande cavidade cuja divisão ocorre somente em relação à topografia e, por isso, podem ser chamadas de cavidade abdominopélvica. O limite entre o abdome e a pelve consiste em uma linha imaginária que passa sobre as margens superiores dos ossos do quadril e o sacro da coluna vertebral. A cavidade pélvica termina no assoalho pélvico muscular na região da virilha, onde são encontradas aber- turas para estruturas terminais dos tratos urogenital, digestório, vasculares e nervosas. 24 As vísceras abdominais e pélvicas estão localizadas em quadrantes, que consistem em compartimentos menores da cavidade abdominopélvica delimitados por linhas imaginárias, duas horizontais e duas verticais, que formam um jogo da velha com seus nove espaços, sendo três superiores, três intermediários e três inferiores, como podemos ver na figura a seguir. Regiões da cavidade abdominopélvica © N er th uz // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . Além dessas cavidades, há outras menores, mas de grande importância clínica, como as cavidades oral, nasal, orbitais e timpânicas. Há ainda a cavidade que protege o sistema nervoso central, dividida em cavidade encefálica, limitada pelos ossos do crânio e que contém o encéfalo, e o canal vertebral, formado pelas vértebras, que protege a medula espinhal. Diafragma Fígado Estômago Intestino delgado Bexiga urinária Apêndice vermiforme Vesícula biliar Intestino grosso (colo ascendente) Região lateral direita Hipocôndrio direito Região inguinal (ilíaca) direita Região inguinal (ilíaca) esquerda Hipocôndrio esquerdo Região lateral esquerda Direita Esquerda Hipogástrico Epigástrio Região umbilical 25 1.3 Homeostase: palavra-chave da fisiologia A sobrevivência dos animais depende de sua capacidade de manter o ambiente interno do corpo em homeostase, ou seja, em equilíbrio. Entretanto, para pensarmos em equilíbrio interno é importante lembrar que as condições ambientais externas também exercem influência sobre o meio interno. A busca constante pelo equilíbrio interno frente às alterações externas é o princípio que define a homeostasia. O conceito de ambiente interno (milieu intérieur) foi desenvolvido por Claude Bernard, médico e fi- siologista francês e um dos grandes nomes da ciência, referindo-se ao líquido intersticial e plasma. 1.3.1 Definição O termo homeostase deriva do grego homeo (semelhante) e stase (permanecer) e compreende a manutenção das condições do meio interno pelas trilhões de células do corpo humano que trabalham para manter constante o ambiente interno do corpo apesar das variações que ocorrem tanto externamente quanto internamente. O ambiente interno está representado, principalmente, pelo líquido extrace- lular, dividido em líquido intersticial, que banha as células, e plasma, a porção líquida do sangue. Essa capacidade de manter a homeostase pode ser traduzida como um estado de saúde. 1.3.2 Importância A vida está sempre em um estado de variações constantes, e o organismo está integrado em um ambiente externo cujas variações físicas e químicas provocam varia- ções no ambiente interno. Além dessa influência externa, o organismo está em cons- tante adaptação às variações fisiológicas internas. O controle do equilíbrio do meio interno sujeito a tantas variações depende de mecanismos de controle. A temperatura corporal sofre variações fisiológicas ao longo do dia, sendo menor durante o sono, e aumenta durante o dia. Quando o corpo fica exposto ao sol ou em um ambiente aquecido, a temperatura do sangue se eleva proporcionalmente, desen- cadeando uma resposta homeostática para provocar a redução da atividade metabó- lica, restabelecendo o equilíbrio. Para que a temperatura se normalize, há relaxamento da musculatura lisa dos vasos sanguíneos periféricos, mecanismo conhecido como vasodilatação, permitindo que a circulação se aproxime da superfície da pele, o que resulta em perda de calor para o ambiente. 26 1.3.3 Mecanismos de controle O estado de equilíbrio depende da integração entre os sistemas nervoso e endó- crino. Enquanto o sistema nervoso atua por meio de impulsos neurais, o sistema endócrino secreta hormônios, que, pela corrente sanguínea, atingem as membranas das células-alvo. O sistema nervoso possui componentes sensoriais ou aferentes, integradores e motores ou eferentes. O componente sensorial detecta as informações a partir dos ambientes externo ou interno pelos seus receptores, transforma em sinais elétricos e os conduz ao sistema nervoso central (SNC), que representa o componente integrador. As informações são processadas no SNC e transmitidas como resposta pelo compo- nente motor até o órgão-alvo, onde haverá uma contração muscular, uma secreção glandular ou outra reação necessária para a manutenção da homeostasia. Pode-se dizer, portanto, que os mecanismos de controle funcionam por meca- nismos de retroalimentação, uma vez que agem de acordo com a informação recebida pelos sistemas nervoso ou endócrino. Esses mecanismos de retroalimentação, também conhecidos como feedback positivo ou negativo, são responsáveis pela aceleração ou inibição de uma reação fisiológica em função da interpretação pelo sistema nervoso. O aumento da glicemia, por exemplo, é detectado por receptores localizados no encéfalo, e a resposta é transmitida por nervos até o pâncreas, onde ocorre a secreção de insulina, que, após atingir os receptores das membranas celulares, provoca a aber- tura de canais para que a glicose entre nas células e assim haja redução dos níveis de glicose no sangue. 1.3.4 Desequilíbrio homeostático Uma condição ou estímulo que rompe o equilíbrio homeostático do corpo é consi- derado um agente estressor e pode resultar em um estado de desequilíbrio homeostá- tico e evoluir para uma situação de doença. Compreende-se facilmente quando o agente estressor tem origem externa (calor, frio, umidade, claridade), mas a compreensão passa a ser mais complexa quando a ameaça à homeostasia é interna (pressão artéria, volume, conteúdo químico dos líquidos corporais). Sempre que as condições normais dos líquidos teciduais estiverem ameaçadas, os mecanismos de controle tentarão restaurar a homeostasia. Quando esses mecanismos não forem suficientes para manter a vida celular, será instalado um processo de doença. Vários exemplos de desequilíbrios homeostáticos são observados ao longo do processo de envelhecimento: os vasos sanguíneos perdem a elasticidade e a capaci- dade de controlar a pressão sanguínea; os osteoblastos produzem menos colágeno, deixando os ossos mais fracos; os ovários femininos secretam menos hormônios femi- ninos, resultando nos sintomas da menopausa. 27 1.4 Nutrição e metabolismo As células estão imersas em líquido extracelular e possuem em seu interior o líquido intracelular. Tanto componentes orgânicos, como aminoácidos, glicose e lipídios, quanto substâncias inorgânicas, como sódio (Na), potássio (K) cloro (Cl), entre outros, estão dispersos nesses líquidos. Ocorre então a movimentação desses compostos através da membrana plasmática, uma vez que a célula necessita dessas substâncias para produzir energia. O controle da passagem dos componentes inorgânicos e orgânicos do meio intra- celular para o meio extracelular é desempenhado pela membrana celular. Essa estrutura possui uma excepcional capacidade para controlar o fluxo de substâncias através dela. Sua fluidez permite alterações de forma da célula, além de possibilitar a fusão entre células durante eventos como a exocitose de vesículas. 1.4.1 Componentes inorgânicos Componentes inorgânicos são considerados fundamentais para o metabolismo do corpo humano. Sódio, fósforo, cobre, potássio, cálcio, ferro, zinco, magnésio, selênio,entre outros, desempenham, em maior ou menor proporção, funções essenciais à vida humana. Podem aparecer como íons dissolvidos nos fluídos corporais, onde auxiliam inúmeras reações enzimáticas, e contribuem para o transporte transmembrana, regulam o equilíbrio ácido-básico, modulam a contração muscular e participam da resposta imunológica. Tabela periódica dos elementosTabela Periódica dos Elementos Hidrogênio Lítio Berílio Sódio Magnésio Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germano Arsênio Selênio Bromo Criptônio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro Argônio Boro Carbono Nitrogênio Oxigênio Flúor Néon Hélio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Índio Estanho Antimônio Telúrio Iodo Xenônio Háfnio Tantálio Tungstênio Rênio Ósmio Irínio Platina Ouro Mercúrio Tálio Chumbo Bismuto Polônio Astato Radônio Ruterfórdio Dúbnio Seabórgio Bóhrio Hássio Meitnério Darmstádio Roentgênio Copernício Unúntrio Fleróvio Unumpêntio Livermório Unumséptio Ununóctio Rubídio Estrôncio Césio Bário Frâncio Rádio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Európio Gadolínio Térbio Disprósio Hólmio Érbio Túlio Itérbio LutécioLantânio Tório Protactínio Urânio Netúnio Plutônio Amerício Cúrio Berquélio Califórnio Einstênio Férmio Mendelávio Nobério laurêncioActínio Grupo Período Gases nobres Elemento radioativo Elemento sintético Gasoso Líquido SólidoActinídeos Metais de transição Lantanídeos Metais alcalinos- -terrosos Metais alcalinosNão metais Outros metais Número atômico Hidrogênio Elétrons por camada Símbolo Nome Massa atômica Lantanídeos Actinídeos © c on ce pt w // S hu tt er st oc k 28 Os componentes inorgânicos, mostrados na tabela periódica, são fundamentais para manter a homeostasia do corpo humano, e alguns são vitais. A falta desses compostos pode acarretar problemas para a saúde, como a deficiência de ferro, por exemplo, que está associada à anemia e é muito comum em crianças com alimentação inadequada. Já a ingestão inadequada de cálcio afeta o desenvolvimento do tecido ósseo, o que pode resultar em diminuição significativa da densidade óssea, levando à osteoporose. 1.4.2 Componentes orgânicos Para manter o corpo humano e, consequentemente, sistemas, órgãos, tecidos e células saudáveis, é necessária a ingestão balanceada de nutrientes orgânicos e vitaminas, considerando o estágio de desenvolvimento do indivíduo. Carboidratos, proteínas e lipídios fazem parte do rol de componentes orgânicos essenciais para a sobrevivência. A glicose, um carboidrato, é a primeira fonte de energia para a célula e pode ser estocada na forma de glicogênio e utilizada durante os períodos de jejum para alimentar a respiração celular. Por outro lado, proteínas são fontes de aminoá- cidos que também podem ser utilizados na respiração celular, ou seja, é possível utilizar aminoácidos para produzir energia. Os lipídios biológicos apresentam uma diversidade de funções, entre elas o armazenamento de energia. Os ácidos graxos, assim como a glicose, são uma fonte importante de energia para células e tecidos. 1.4.3 Mecanismos celulares de transporte As membranas celulares não são simples barreiras estáticas, elas permitem, por meio de proteínas especializadas, a passagem de solutos orgânicos e íons. Os principais constituintes das membranas celulares são os lipídios e as proteínas, que constituem a maior parte das membranas das células (por isso, recebem a denominação de membrana lipoproteica) e carboidratos complexos na forma de glicolipídios ou glicoproteínas. A proporção de cada um desses componentes varia de acordo com a função específica de cada célula, mas os lipídios estão em maior quantidade. Entretanto, a variedade e compo- sição das proteínas da membrana é que determinam a função da célula. Vejamos a figura a seguir. Algumas proteínas estão incrustradas na camada lipí- dica, sendo que algumas se projetam para fora da membrana em um dos lados. Essas proteínas são denominadas proteínas periféricas de membrana. Outras a atravessam inteiramente e são denominadas proteínas integrais de membrana e transportam subs- tâncias de um lado a outro da membrana, funcionando como canais transmembrana. 29 Organização da membrana citoplasmática de uma célula eucariótica Proteínas periféricas Proteínas integrais Cadeia de carboidratos em uma glicoproteína O mecanismo de transporte transmembrana, conhecido como difusão simples, caracteriza-se pela movimentação de solutos lipossolúveis e apolares diretamente através da camada lipídica do lado no qual está mais concentrado para o lado no qual está menos concentrado, sem auxílio de canais transmembrana e sem gasto de energia. Já a passagem de substâncias através dos canais de proteínas chama-se difusão faci- litada, e essas proteínas podem ser chamadas de permeases. Difusão simples e difusão facilitada são modalidades de transporte passivo, cuja principal característica e o movi- mento das moléculas a favor do gradiente de concentração e sem gasto de energia. Um exemplo de difusão simples é a passagem de oxigênio do sangue arterial para os tecidos. O transporte ativo se caracteriza pela utilização de moléculas de adenosina trifosfato ou ATP para mover uma molécula de um lado para outro da membrana. Da mesma forma que o transporte passivo, o transporte ativo necessita de uma proteína que funcione como um canal de passagem. Essas proteínas são chamadas bombas porque movem o soluto contra o gradiente de concentração. A bomba frequentemente mencionada nos livros de Anatomofisiologia é a bomba de sódio e potássio (Na+/K+). © V an D en B lin d // Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . 30 Mecanismos de transporte através da membrana Uniporte Simporte Antiporte © e xt en de r_ 01 / / F ot ol ia . ( A da pt ad o) . Quando um composto é transportado através da membrana, o mecanismo chama-se uniporte. Entretanto, algumas vezes o transporte através da membrana envolve dois ou mais compostos que passam simultaneamente para o mesmo lado da membrana, nesse caso, chamamos de simporte. Quando um composto é levado para um lado enquanto outro é carregado no sentido oposto, dizemos que ocorre antiporte. 1.4.4 Produção de energia A energia essencial para manter as células vivas e, por consequência, o corpo vivo, é produzida a partir da oxidação de nutrientes orgânicos, tais como carboidratos, proteínas e lipídios, em uma sequência de reações degradativas. Essa fase de produção de energia é denominada catabolismo. É nesse momento que moléculas orgânicas são transformadas em produtos com a liberação de energia na forma de Adenosina Trifosfato (ATP) ou de transportadores de elétrons reduzidos, como a Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD) e a Flavina Adenina Dinucleotídeo (FAD). Por outro lado, outras vias metabólicas utilizam a energia liberada durante o catabolismo para produzir moléculas mais complexas. Dessa forma, as células podem sintetizar suas próprias proteínas, peptídeos, aminoácidos, glicogênio e ácidos graxos. Esse sequência de reações de síntese de moléculas maiores é chamada de anabolismo. Ambos, catabolismo e anabolismo, fazem parte do metabolismo celular e têm em comum um elo importante de ligação: o ATP. Neste capítulo, conhecemos alguns conceitos básicos da Anatomofi siologia, compreendendo aspectos básicos do corpo humano. Estudamos as células, com suas principais estruturas, que formam todos os órgãos e tecidos de nosso corpo. Também vimos algumas considerações acerca de nomenclatura e posição anatômica e enten- demos o conceito de homeostase. 31 Referências APPLEGATE, E. J. Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. AUMULLER, G. et al. Anatomia. 1. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009. CARROL, R. G. Fisiologia. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2007. DRAKE, R. L.; VOGL, A. W.; MITCHELL, A. W. M. Gray’s Anatomia Básica.Rio de Janeiro: Elsevier, 2013. GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Tratado de Fisiologia Médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. MAHAN, L. K.; ESCOTT-STUMP, S. Krause: alimentos, nutrição e dietoterapia. 11. ed. São Paulo: Roca, 2005. MARIEB, E. N.; HOEHN, K. Anatomia e Fisiologia. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. TORTORA, G. J.; DERRICKSON, B. Corpo Humano: fundamentos de anatomia e fisio- logia. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. 2 Sustentação e movimento do corpo Um dos primeiros grandes desafios de um humano é ficar em pé e ereto, com toda sua massa corpórea sustentada pelo esqueleto ósseo, e outro é se locomover. Para que essas ações ocorram, é necessária a inserção de músculos na estrutura óssea e a estabi- lização das junções ósseas por tecidos que permitam, dentro de certos limites, a movi- mentação. Esse é o tema deste capítulo, que abordará generalidades sobre o esqueleto humano, suas articulações e os músculos neles inseridos. 2.1 Sistema esquelético Os ossos, além da função de sustentação e movimentação, também desempe- nham um papel fisiológico importante, pois são eles que produzem células sanguíneas, armazenam minerais, protegem os órgãos vitais e armazenam gordura. Sendo assim, o sistema esquelético, ao contrário do que possa parecer, não é uma estrutura inerte e estática. A Hematopoese, realizada na medula óssea vermelha, é a produção de células sanguíneas ver- melhas, os eritrócitos, células sanguíneas brancas, os leucócitos e de megacariócitos, que ori- ginam as plaquetas. O mineral que predomina na estrutura óssea é a hidroxiapatita, cuja fórmula é Ca10(PO4)6(OH)2, e esse cálcio e fosfato depositados no tecido ósseo auxiliam em uma enorme quantidade de reações fisiológicas, como a contração muscular, transmissão de impulsos nervosos e coagulação sanguínea. A concentração deste mineral no corpo humano é cuidadosamente controlada pelos hormônios calcitonina e paratormônio e pela vitamina D. Apesar da grande quantidade de cálcio e fósforo, os componentes orgânicos, tais como células, fibras colágenas, vasos sanguíneos, vasos linfáticos e nervos, garantem ao tecido ósseo intensa atividade metabólica. Além disso, células especializadas sinte- tizam e reabsorvem a matriz óssea, fazendo com que, ao longo da vida, os ossos se remodelem continuamente. 2.1.1 Fisiologia do tecido ósseo Fisiologicamente, o tecido ósseo é dinâmico e muda constantemente de forma durante o crescimento e desenvolvimento do esqueleto. Ele é duro o suficiente para suportar pressões externas, mas ao mesmo tempo possui certa flexibilidade devido à presença da matriz orgânica. 34 Microscopicamente, os ossos são formados por uma matriz orgânica que inclui células, vasos sanguíneos, vasos linfáticos, nervos e fibras colágenas, e por uma estru- tura inorgânica, a hidroxiapatita, que garante rigidez aos ossos. Entre as células encontradas no tecido ósseo, algumas merecem atenção maior, devido a suas funções, descritas no quadro a seguir. Principais células encontradas no tecido ósseo Células Função Osteoblastos Secretam fibras colágenas sobre as quais serão depositados os minerais, ou seja, formam tecido ósseo. Osteoclastos Reabsorvem e remodelam o tecido ósseo, ou seja, destroem tecido ósseo. O controle da homeostasia mineral é realizado pelos hormônios calcitonina, parator- mônio e vitamina D3 (1,25 - D3). A calcitonina, hormônio tiroideano, estimula a atividade dos osteoblastos e a deposição do cálcio sanguíneo sobre o tecido ósseo, fazendo com que o nível de cálcio diminua no plasma. Já o paratormônio, secretado pelas paratireoides, tem efeito antagonista e ativa osteoclastos, que promovem a degradação da matriz óssea, elevando os níveis de cálcio no sangue. A vitamina D3 (1,25 - D3) tem função similar à do paratormônio, além de estimular diretamente a absorção intestinal de cálcio. 2.1.2 Classificação dos ossos A classificação dos ossos é feita com base em sua forma, desse modo, eles podem ser classificados em: curtos, planos, sesamoides, longos e irregulares. Os cinco tipos podem ser visualizados na figura a seguir. 35 Diferentes ossos encontrados no corpo humano (a) Osso longo (úmero) (b) Osso curto (piramidal) (c) Osso plano (externo) (d) Osso irregular (vértebra) vista lateral esquerda (e) Osso sesamoide (paleta) Fonte: MARIEB; HOEHN, 2009, p. 154. (Adaptado). Os ossos curtos consistem basicamente em um centro de osso esponjoso reco- berto por uma camada cortical fina de osso compacto. Os principais exemplos são os ossos do carpo, que compõem a mão, e do tarso, que compõem o pé. Os ossos planos são finos, e sua espessura compreende uma camada média de osso esponjoso, chamada díploe, revestida em ambos os lados por uma camada fina de osso compacto, que são as lâminas interna e externa. Os ossos do crânio são exemplos de ossos planos. Ossos sesamoides, assim chamados porque possuem forma de gergelim (semente de sésamo), desenvolvem-se no trajeto de tendões para impedir a fricção do tecido fibroso sobre proeminências ósseas. No caso da patela, o maior osso sesamóide do corpo, sua função é aumentar a força de alavancagem de um músculo ou um grupo muscular. Os ossos longos são cilíndricos, possuem o comprimento maior que a largura e a espessura e são encontrados nos membros superiores e inferiores, onde funcionam como alavancas. Estruturalmente, são divididos em duas extremidades, chamadas de epífises (uma proximal e outra distal), unidas a um corpo central tubular denominado diáfise. © s ti hi i / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 36 Externamente, as epífises apresentam acidentes anatômicos que se adaptam às epífises de outros ossos para estabelecer as articulações. Internamente, as epífises contêm maior quantidade de tecido ósseo esponjoso recoberto por uma lâmina fina de osso compacto. Na diáfise, por outro lado, há uma grossa camada de osso compacto que delimita uma cavidade central conhecida como cavidade medular, revestida pelo endósteo. Durante o desenvolvimento, tanto o osso esponjoso das epífises quanto o canal medular da diáfise são preenchidos por medula óssea vermelha. Ao longo dos anos, a medula óssea vermelha encontrada na cavidade medular da diáfise acumula gordura, tornando-se amarela, e assim a medula óssea vermelha persiste somente nas epífises. O crescimento dos ossos longos no sentido longitudinal ocorre graças à presença das cartilagens epifisárias localizadas entre a epífise e a diáfise. Já o cresci- mento transversal se dá pela atividade osteoblástica do periósteo que recobre toda a extensão dos ossos longos, exceto nas regiões das epífises recobertas pelas cartila- gens articulares. A figura a seguir demonstra a localização da epífise, da diáfise e das cartilagens articulares. Estrutura de um osso longo Linha epifisial Tecido ósseo esponjoso Tecido ósseo compacto Cavidade medular Endósteo Periósteo Cartilagem articular Epífise proximal Epífise distal Diáfise Cartilagem articular Forame nutrício © s to ck sh op pe // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 37 Finalmente, os ossos que não pertencem às categorias anteriores são chamados de ossos irregulares. Os principais exemplos são os ossos da face e as vértebras. O conjunto desses ossos forma nosso esqueleto, que pode ser classificado em dois tipos: esqueleto axial e esqueleto apendicular, como estudaremos nos próximos tópicos. 2.1.3 Esqueleto axial O termo axial deriva da palavra grega áxis, que corresponde ao eixo sobre o qual o corpo gira. Assim, o esqueleto axial é representado pelo conjunto de ossos que forma o eixo central do corpo, portanto, os ossos que fazem parte do esqueleto axial são os ossos da cabeça, as vértebras, o esterno e as costelas, que podem ser visuali- zados na imagem a seguir. Divisão estrutural do esqueleto humano Esqueleto axialEsqueleto apendicular A cabeça é dividida em crânio ou neurocrânio e face ou viscerocrânio. O crânio protege o encéfalo, enquanto a face abriga as cavidades orbital, oral e nasal, que são aberturas para os olhos e os sistemas digestório e respiratório, respectivamente. As vértebras compõem a coluna vertebral, que se divide em segmentos: cervical, torácico, lombar e sacral, cujas vértebras são denominadas com a letra maiúscula do segmento seguida de seu número. Assim, a fórmula vertebral do ser humano é C7, T12, L5, S5 e cóccix. © s ti hi i / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 38 As duas primeiras vértebras cervicais (C1 e C2) são atípicas e recebem os nomes de atlas e áxis, respectivamente, enquanto as demais são designadas da forma conven- cional, de C3 a C7. As vértebras torácicas se caracterizam por altos processos espinhosos e possuem fóveas costais para a articulação com os 12 pares de costelas. Já as vértebras lombares são reconhecidas pelos longos processos transversos que servem para a fixação dos músculos da parede abdominal dorsal. A última lombar (L5) se articula com a primeira vértebra sacral. As vértebras sacrais se encontram fusionadas, formando um osso triangular chamado de sacro, que forma a parede posterior da cavidade pélvica e se une lateral- mente aos dois ossos do quadril. A extremidade inferior do sacro articula com o cóccix, osso que representa a fusão de quatro a cinco vértebras coccígeas. O esterno é um osso plano dividido em uma parte superior denominada manúbrio, um corpo central e um processo inferior, denominado processo xifoide, que serve para a fixação de músculos abdominais ventrais. A figura a seguir mostra a articulação anterior das costelas com o osso esterno e a articulação posterior dessas mesmas costelas com as vértebras. Articulações anterior e posterior das costelas Processo articular superior Faceta costal superior Faceta costal do processo transverso Processo articular inferior Disco intervertebral Corpo vertebral Faceta costal inferior Cartilagem costal Costela V Esterno Fonte: DRAKE; VOGL; MITCHELL, 2015, p. 126. (Adaptado). © F ab ri CO 39 Existem 12 pares de costelas se articulando posteriormente, com as 12 vérte- bras torácicas e, a maioria deles, articulando-se anteriormente, com o esterno. Os 7 primeiros pares de costelas, as costelas verdadeiras, articulam-se diretamente com o esterno por meio de suas cartilagens costais. Os 3 pares seguintes, as costelas falsas, articulam-se indiretamente ao esterno por meio da ligação com as cartilagens costais das costelas superiores, Isso significa que, por exemplo, a cartilagem costal da 8.ª costela se liga à cartilagem costal da 7.ª costela para estabe lecer conexão com o esterno. Os 2 últimos pares de costela, as costelas flutuantes, não fazem articulação com o esterno. 2.1.4 Esqueleto apendicular O esqueleto apendicular está representado pelos membros inferiores e superiores, além dos ossos do cíngulo pélvico e cíngulo escapular. Cíngulo é o nome dado ao conjunto de ossos que prendem os membros inferiores ou superio- res ao esqueleto axial. O cíngulo escapular é formado pela escápula e pela clavícula, enquanto o cíngulo pélvico é formado pelos ossos do quadril. Os membros superiores se dividem em braço, antebraço e mão. O osso do braço humano é o úmero. Sua epífise proximal apresenta uma superfície arredondada chamada de cabeça do úmero, que se articula com a cavidade glenoidal da escápula e a clavícula, formando a articulação do ombro. Essa articulação permite movimentos amplos ao membro superior. Na epífise distal, a superfície articular do úmero possui dois acidentes anatômicos importantes: a tróclea e o capítulo, que se articulam com ossos do antebraço: ulna (osso medial) e rádio (osso lateral), respectivamente, formando o cotovelo. A extremidade proximal desses dois ossos se articula com o úmero, mas é a ulna (especificamente o olécrano) que sentimos quando apoiamos o cotovelo sobre uma superfície. As epífises distais dos ossos do antebraço se articulam com a primeira fileira de ossos do carpo, uma das partes da mão. O esqueleto da mão humana é subdividido em três regiões: o carpo, com 8 ossos, o metacarpo, com 5, e falanges, com 14. Os ossos carpais estão firmemente unidos entre si por meio de ligamentos e aponeuroses. Os cinco ossos metacarpais se alinham com as falanges que formam os dedos, assim, os dedos são numerados de I a V no sentido lateromedial. Todos os dedos, com exceção do dedo I, conhecido popularmente como polegar, possuem 3 falanges: falange proximal, falange média e falange distal, conforme ilustrado na figura abaixo. 40 Ossos dos membros superiores Cavidade glenoidal Escápula Úmero Rádio Ulna Ossos carpais Metacarpais Falanges Fonte: DRAKE; VOGL; MITCHELL, 2015, p. 654. (Adaptado). Chegando aos membros inferiores, o cíngulo pélvico é formado pelos três ossos do quadril: ílio, púbis e ísquio. A depressão observada lateralmente formada pelos três ossos chama-se acetábulo e é o local onde a cabeça do fêmur articula. Esses três ossos, junto com o sacro e o cóccix, formam a pelve óssea. O fêmur é o maior osso do corpo humano. Em sua extremidade proximal, a cabeça do fêmur se articula com o acetábulo no osso do quadril, e sua epífise distal apresenta os côndilos lateral e medial, que se articulam com os côndilos lateral e medial da tíbia. Enquanto os côndilos do fêmur são superfícies arredondadas, os da tíbia são planos, e essas superfícies articulares seriam incompatíveis se não houvessem os meniscos, que são discos de fibrocartilagem também classificados em lateral e medial. Além dessas superfícies articulares, o joelho também é formado pela articulação da patela com a tróclea do fêmur, vista na face anterior desse osso e presa pelos ligamentos patelares superior e inferior. O fêmur e os demais ossos dos membros inferiores estão ilustrados na figura a seguir. © F ab ri CO 41 Ossos dos membros inferiores Osso do quadril Articulação do quadril Fêmur PatelaArticulação do joelho Tíbia Fíbula Maléolo lateral Maléolo medial Articulação do tornozelo Fonte: DRAKE; VOGL; MITCHELL, 2015, p. 517. (Adaptado). Os ossos da perna são a tíbia (medial) e a fíbula (lateral). Na extremidade distal da tíbia, há uma projeção óssea denominada maléolo medial, facilmente palpável no tornozelo. A fíbula, por sua vez, é um osso mais delgado, que garante sustentação à tíbia. Sua extremidade distal apresenta o maléolo lateral, que, em conjunto com o maléolo medial da tíbia, contribui para a formação da articulação da perna com o pé. O pé atua como uma potente alavanca para impulsão do corpo e é formado por 7 ossos tarsais, 5 pequenos ossos longos, denominados ossos metatarsais e 14 falanges. Como na mão, existem três falanges para cada dedo do pé, exceto para o hálux, popularmente conhecido como dedão do pé. © F ab ri CO 42 2.2 Sistema articular Os locais de união entre dois ou mais ossos, entre ossos e cartilagens ou entre duas cartilagens são chamadas de articulações ou junturas, e o estudo do sistema arti- cular é denominado artrologia. A despeito da fragilidade das articulações quando comparadas aos ossos, suas estruturas permitem movimentos complexos capazes de resistir a grande grau de tração e compressão. A resistência das articulações depende de vários fatores, sendo um deles o tecido que une as superfícies articulares, permitindo ou não a mobilidade entre elas. O sistema articular é classificado de acordo com a anatomia e a fisiologia. A clas- sificação baseada em aspectos anatômicos considera a estrutura da articulação, ou, em outras palavras, a classificação estrutural se baseia no tecido que se interpõe às superfícies articulares, como mostram as figuras a seguir. Articulação sólida Articulação sólida Osso Tecido conjuntivo Osso Fonte: DRAKE; VOGL; MITCHELL, 2015, p. 20. (Adaptado). As articulações podem ser sólidas, quando o tecidointerposto aos ossos é fibroso ou cartilaginoso. Articulação sinovialArticulação sinovial Cavidade articularOsso Osso Fonte: DRAKE; VOGL; MITCHELL, 2015, p. 20. (Adaptado). As articulações também podem ser do tipo sinoviais, quando há um espaço entre os ossos preenchido por líquido sinovial. © F ab ri CO 43 O sistema articular também pode ser classificado considerando-se o grau de mobilidade observado entre as superfícies articulares, abordagem que chamamos de classificação funcional ou fisiológica. De acordo com os aspectos morfológicos, as superfícies articulares podem ser unidas por tecido fibroso, cartilaginoso ou líquido, também chamado de sinóvia. Considerando esse critério, as articulações poderão ser fibrosas, cartilaginosas ou sinoviais. Assim sendo, o grau de mobilidade das articulações será restrito, discreta- mente móvel ou totalmente móvel, respectivamente. Essa classificação funcional, portanto, denominará as articulações de imóveis, semimóveis ou móveis. 2.2.1 Articulações fibrosas O tecido que se interpõe às superfícies articulares é conjuntivo fibroso e, por isso, confere pouco ou nenhum movimento à articulação e, caso o objetivo fosse denominar as articulações fibrosas com base em seu grau de mobilidade, elas seriam denominadas articulações imóveis. A restrição do movimento é determinada pelo comprimento das fibras de tecido conjuntivo que unem os ossos e dará origem a três tipos de articulações fibrosas: suturas, sindesmoses e gonfoses. As suturas são observadas somente entre os ossos do crânio e da face dos adultos. Durante a vida fetal, os ossos do crânio e da face são ilhas de tecido ósseo unidas por ligamentos longos que permitem uma razoável mobilidade entre os ossos da cabeça para favorecer a passagem do feto pelo canal do parto. Após o nascimento, ainda é possível sentir a presença das fontanelas e, com o passar do tempo e como resultado da ossificação intramembranosa, esses ligamentos se tornam cada vez mais curtos e passam a ser observados como linhas suturais em um crânio que completou seu desenvolvimento, conforme ilustram as figuras a seguir. 44 Suturas do crânio Sutura esfenoescamosa Sutura coronal Sutura esfenoparietal Ptério Osso Frontal Asa maior (do osso estenoide) Forame zigomaticotemporal (na superfície profunda do osso zigomático) Osso nasal Osso lacrimal Forame zigomaticofacial Osso zigomático Maxila Parte alveolar (da mandíbula) Forame mentual Corpo da mandíbula Processo temporal (do osso zigomático) Processo coronoide Processo zigomático (do osso temporal) Ramo da mandíbula Ângulo da mandíbula Processo condilar Processo estiloide Parte timpânica (do osso temporal) Processo mastóideo Parte mastóidea do osso temporal Sutura occipitomastóidea Osso occipital Astério Sutura lambdoide Sutura parietomastóidea Osso parietal Parte escamosa (do osso temporal) Sutura escamosa Protuberância occipal externa Osso sutural Osso parietal Sutura lambdoide Incisura mastoide Processo mastoide Linha nucal inferior Crista occipal externa Ínio Linha nucal superior Sutura occipito- mastóidea Parte escamosa do osso occiptial Osso parietal Sutura sagital © R an da ll R ee d // Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . 45 As suturas recebem denominações específicas conforme sua localização, o formato das bordas dos ossos ou, simplesmente, pela composição dos nomes dos ossos que se articulam. Além das suturas, as articulações fibrosas também são representadas pelas sindesmoses, onde os ossos são unidos por feixes de fibras mais longas que aquelas observadas nas suturas. São exemplos de sindesmoses as articulações entre os ossos do antebraço e da perna. As fibras da membrana interóssea entre o rádio e a ulna permitem certa rotação no antebraço, porém, entre as epífises distais da tíbia e da fíbula, há um ligamento curto que permite um grau de mobilidade restrito. Por isso, as sindesmoses também são classificadas funcionalmente como articulações imóveis. As articulações fibrosas também são observadas na maxila e na mandíbula, onde as raízes dos dentes se articulam nos alvéolos dentários pelos curtos ligamentos perio- dontais em articulações chamadas de gonfoses. Os ligamentos periodontais unem o cemento ao osso alveolar, estabilizando essas articulações de tal forma que sua mobili- dade indica doença periodontal. 2.2.2 Articulações cartilaginosas As articulações cartilaginosas são assim chamadas porque os ossos são unidos por cartilagem. Essas articulações podem ossificar ao longo do desenvolvimento, sofrendo um processo conhecido como sinostose, ou podem permanecer durante toda a vida conferindo uma mobilidade parcial à articulação. De acordo com essas caracte- rísticas, as articulações cartilaginosas dividem-se em sincondroses e sínfises. Do ponto de vista funcional, as articulações cartilaginosas são conhecidas como semimóveis. As sincondroses são placas de cartilagem hialina que unem as epífises proximal e distal com a diáfise dos ossos longos. Essas placas de cartilagem são chamadas de placas ou discos epifisários e promovem o crescimento dos ossos longos no sentido de seu comprimento. O processo de sinostose inicia com a liberação dos hormônios sexuais na puberdade. A secreção de estrogênio pelos ovários ocorre prematuramente em relação à secreção de tes- tosterona pelos testículos. Assim, por conta do “selamento” sofrido pelas placas epifisárias em decorrência da sinostose, as mulheres são geralmente mais baixas que os homens. Nas sínfises, as superfícies articulares estão unidas por um disco de fibrocar- tilagem, cuja função é conferir resistência aliada à flexibilidade. Os exemplos mais lembrados de sínfises são as articulações entre as vértebras. 46 2.2.3 Articulações sinoviais Nas articulações sinoviais, as superfícies articulares estão separadas por um espaço chamado de cavidade articular, que se encontra preenchido por líquido sinovial ou sinóvia. Portanto, do ponto de vista funcional, essas articulações são denominadas móveis, e as peças articulares são mantidas unidas por cápsula articular e, em alguns casos, por ligamentos. O termo sinóvia tem origem grega (sin + oóv) e significa com ovo, pois esse líquido viscoso contém mucina e uma pequena quantidade de sais minerais. É transparente e alcalino e sua aparência lembra a clara do ovo. A cápsula articular também tem a função de produzir o líquido sinovial por processos de filtração do plasma a partir da sua membrana mais interna e vasculari- zada, chamada de membrana sinovial. Esse líquido mantém a nutrição e a viabilidade das cartilagens hialinas que recobrem as superfícies articulares e que têm a função de evitar atrito entre si. Algumas articulações sinoviais contam com componentes considerados acessó- rios como ligamentos, meniscos, discos, bainhas e bolsas sinoviais. As únicas articulações móveis da cabeça são as articulações temporomandibu- lares (ATMs). São articulações sinoviais complexas que possuem os componentes básicos de uma articulação sinovial, além de ligamentos e um disco interarticular posi- cionado entre o côndilo da mandíbula e a fossa mandibular do osso temporal. A articulação do joelho, ilustrada na figura abaixo, possui os elementos conside- rados constantes em uma articulação sinovial, como superfícies articulares represen- tadas pelos côndilos do fêmur, côndilos da tíbia e patela e cápsula articular. 47 Articulação do joelho Ligamento colateral fibular Côndilo lateral do fêmur Menisco lateral Tíbia Fíbula Ligamento colateral posterior Côndilo medial Ligamento colateral tibial Ligamento cruzado anterior Menisco medial Ligamento patelar Patela Tendão do quadríceps Fonte: MARIEB; HOEHN, 2009, p. 236. (Adaptado). A cápsula articular delimita uma cavidade, chamada de cavidade articular, que é preenchida pelo líquido sinovial, importante na lubrificação das cartilagens articulares. O joelho também possui ligamentos patelarese colaterais medial e lateral, além de meniscos medial e lateral, que são discos de fibrocartilagem que promovem a adap- tação entre os côndilos do fêmur e da tíbia e também servem para absorver impactos. 2.2.4 Movimentos articulares Os movimentos articulares podem ser classificados de acordo com a morfologia das faces articulares ou de acordo o número de possibilidades de movimento, determi- nados pelo eixo do movimento. Desta forma, as articulações podem ser classificadas em: • articulações nas quais o movimento ocorre em volta de um eixo único; • articulações cujo movimento ocorre em volta de dois eixos; • articulações cujo movimento ocorre ao redor de três eixos de movimento. © F ab ri CO 48 Para exemplificar, podemos utilizar as articulações do cotovelo, com um eixo de movimento; as articulações dos ossos do carpo com as falanges, com dois eixos de movimentação; e a articulação do úmero com a escápula, com três eixos de rotação. 2.3 Sistema muscular Os movimentos do esqueleto humano dependem essencialmente dos músculos. Tais músculos, presos ao esqueleto e estabilizados por articulações, são chamados músculos esqueléticos. Sua principal característica é a presença de estrias, que são faixas proteicas claras e escuras, chamadas de sarcômeros, visíveis sob microscópio. Além de facilitar a realização de movimentos coordenados, os músculos esqueléticos também auxiliam na manutenção da postura corporal, no retorno venoso ao coração e na manutenção da temperatura corporal. Correr uma maratona ou apanhar uma caneta para fazer uma anotação exigem ações coordenadas de grupos musculares. Por exemplo, durante um movimento de corrida, determinados grupos musculares contraem tracionando os ossos da perna e coxa, enquanto outros relaxam permitindo o movimento. Nesse sentido, para cada grupo de músculos que realiza uma determinada ação, outros grupos musculares são mobilizados para desfazer a ação. Assim, de maneira bastante simples, os músculos podem ser divididos em músculos que desempenham ações no mesmo sentido, chamados de músculos agonistas ou sinergistas, e músculos que desempenham ações opostas, chamados de antagonistas. Outro ponto que deve ser considerado é que os músculos esqueléticos estão presos em, pelo menos, dois locais no esqueleto. Desta forma, um desses locais é deno- minado origem do músculo e o outro é chamado de inserção do músculo. A origem é o local de fixação do músculo no osso que não se movimenta durante a contração muscular. Na outra extremidade, está o local de inserção, ou seja, o ponto de fixação no osso que se movimenta durante a contração. Para que haja o movimento, as inserções musculares devem se mover em direção à origem. Tabelas que ilustram a função de cada grupo muscular normalmente contêm, em suas colunas, os itens origem e inserção muscular, dando indícios de qual local se movimentará durante a contração do músculo. Para entender melhor, imaginemos o ato mastigatório: para fechar a boca, o músculo masseter traciona a mandíbula para cima. Nesse caso, o osso que se movimenta é a mandíbula e é nela que está a inserção do músculo masseter. A origem (osso que não se movimenta) é o arco do osso zigomático, e aí está a origem do músculo masseter. No corpo humano existem mais de 600 músculos, alguns longos, outros minús- culos, a descrição detalhada da função, inervação e vascularização de cada um é uma tarefa que requer esforço. Dessa forma, deve-se associar o conhecimento teórico com a prática profissional, buscando informações adicionais sempre que surgirem dúvidas. 49 2.3.1 Organização estrutural dos músculos esqueléticos A fi gura a seguir mostra como está organizado um músculo esquelético. A unidade estrutural do músculo é a miofi brila, que contém fi lamentos proteicos paralelos responsáveis pela contração. O conjunto de miofi brilas está imerso no sarcoplasma e é recoberto por uma membrana plasmática, o sarcolema. O sarcolema é seme- lhante às outras membranas citoplasmáticas, porém com uma característica funda- mental: ela forma invaginações para o interior do sarcoplasma, originando os túbulos T. Intimamente relacionado com os túbulos T, aparece o retículo sarcoplasmático, respon- sável pelo armazenamento de cálcio intracelular. Um detalhe interessante da miofi brila é que ela é formada por sarcômeros com suas bandas A, I e H, além do disco Z. Organização estrutural do músculo esquelético Tendão Fáscia (tecido conjutivo) Músculo esquelética Epímísio Perimísio Endomísio Fibra muscular (célula muscular) Capilar Sarcolema (membrana celular) Sarcoplasma (citoplasma celular) Retículo sarcoplasmático Mitocôndria Miofibrila Miofilamentos Miosina Actina Túbulos Fascículo Núcleo © s ci en ce pi cs // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 50 O conjunto de miofibrilas recobertas pelo sarcolema forma a fibra muscular, que contém células longas com vários núcleos situados na periferia da fibra. Cada fibra muscular é recoberta individualmente por tecido conjuntivo chamado endomísio. Os conjuntos de fibras musculares são separados pelo perimísio e, finalmente, o músculo como um todo é recoberto pelo epimísio. A parte cárnea do músculo, que fica entre os tendões de origem e de inserção, é denominada ventre muscular. 2.3.2 Músculos da cabeça e pescoço Muitos dos músculos da cabeça e do pescoço são designados por sua função (por exemplo, músculo levantador do lábio superior), além de estarem envolvidos na masti- gação, deglutição, fonação e na expressão facial. Vários deles se inserem na pele da face, permitindo uma variação enorme de movimentos. A figura a seguir mostra os principais músculos superficiais da cabeça e do pescoço. Vista lateral dos principais músculos superficiais do corpo Corrugador do supercílio Orbicular do olho Levantador do lábio superior Zigomáticos maior e menor Bucinador Risório Orbicular da boca Mentual Abaixador do lábio inferior Abaixador do ângulo da boca Platisma Aponeurose epicrânia Ventre frontal Ventre occipital Temporal Masseter Esternocleidomastóideo Trapézio Esplênio da cabeça Epicrânio Os músculos do pescoço atuam na manutenção da postura da cabeça e trabalham de tal forma que podem auxiliar também na estabilização das vértebras cervicais e na estabilização da língua, por intermédio do osso hioide. © d ec ad e3 d - a na to m y on lin e // Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . 51 2.3.3 Músculos do tronco e membros Os músculos do tronco podem ser subdivididos em músculos do abdome e músculos do tórax. Os primeiros colaboram para movimentação do tronco e para a proteção das vísceras. Já os músculos do tórax, inseridos nas costelas, estão envolvidos em seus movimentos coordenados de elevação e abaixamento, contribuindo para a respiração. Esse processo é auxiliado pelo diafragma, que é o músculo mais importante da inspiração e tem a função de ampliar a cavidade torácica, aumentando a capacidade respiratória, no que denominamos respiração abdominal. Considera-se que esse músculo faça a divisão anatômica entre as cavidades torácica e abdominal. Tendo em vista que grandes quantidades de alimentos transitam pelos órgãos abdominais e que a parede abdominal se distende durante a gravidez, é fácil imaginar que os músculos do abdome, se não forem exercitados, podem perder o tônus muscular e distender. Músculos profundos da coluna cervical auxiliam no correto posicionamento das vértebras e na fixação dos membros ao tronco. Os músculos dos membros, tanto superiores quanto inferiores, estão envolvidos em atividades de locomoção e susten- tação do esqueleto. Por exemplo, os músculos situados na região anterior da perna tracionam o pé para cima. Tal movimento é denominado flexão dorsal do pé. Músculos posteriores da perna fazem o movimento contrário: tracionam o pé para baixo em um movimento chamado de flexão plantar do pé. As duas figuras abaixo mostram as vistas anterior e posterior dos principaismúsculos superficiais do corpo. 52 Vista anterior dos principais músculos superficiais do corpo • Temporal • Masseter • Trapezio • Deltóide • Tríceps branquial • Bíceps branquial • Branquial • Pronador redondo • Branquioradial • Flexor radial do carpo • Palmar longo • Iliopsoas • Pectíneu • Reto femoral • Fibular longo • Extensor longo dos dedos • Tibular anterior • Vasto lateral • Vasto medial • Platisma Facial • Epicrânio, ventre frontal • Orbicular do olho • Zigomático • Orbicular da boca • Esterno Hióideo • Esternocleidomastóideo • Peitoral menor • Peitoral maior • Serrátil anterior • Intercostais • Reto do abdome • Oblíquo esterno do abdome • Oblíquo interno do abdome • Transverso do abdome • Tensor da fáscia lata • Sartorio • Adutor longo • Grácil Facial Pescoço Torax Abdome Coxa • Gastrocnêmio • Sóleo Perna Ombro Braço Antebraço Pelvis/coxa Coxa Perna © a di ke // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 53 Vista posterior dos principais músculos superficiais do corpo Epicrânio, ventre occipital Fibular longo Flexor longo dos dedos Extensor longo dos dedos Braquiorradial Braquial Abdutor magno (b) Visão posterior Isquiotibias: Plantar Trato iliotibial Gastrocnêmio Sóleo Sóleo Extensor radial curto do carpo Extensor dos dedos Flexor ulnar do carpo Extensor ulnar do carpo Trapézio Tríceps braquial Esternocleidomastóideo Deltoide Pescoço Ombro Quadril Coxa Braço Antebraço Tendão do calcâneo (Aquiles) Semimembranáceo Bíceps femoral Semitendíneo Glúteo máximo Glúteo médio Latíssimo do dorso Redondo maior Rombóide maior Infra-espinhal O estudo dos músculos esqueléticos requer do estudante de Anatomia e Fisiologia empenho e dedicação. Uma sugestão para organizar os tópicos de estudo é agrupar os músculos de acordo com suas funções, nesse sentido, atlas de anatomia auxiliam a saber a origem e inserção de cada músculo. Na próxima seção, entende- remos como funciona a contração e o relaxamento muscular. 2.3.4 Fisiologia da contração e relaxamento muscular O movimento de contração e relaxamento muscular é desempenhado individual- mente pelas fibras musculares, estimuladas por impulsos nervosos conduzidos por © a di ke // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 54 neurônios motores. Cada filamento nervoso axonal conduz o impulso nervoso para as fibras musculares individualmente. O ponto de união entre o neurônio motor e todas as fibras musculares por ele inervada é denominado unidade motora, e o terminal axônico se conecta com a fibra muscular na junção neuromuscular ou mioneural. Nesse pequeno espaço chamado de fenda sináptica, neurotransmissores são libe- rados e transmitem o impulso nervoso que culmina com a contração muscular. O mecanismo de contração muscular, ilustrado na figura abaixo, pode ser resu- mido em cinco etapas. Sequência da contração muscular Impulso nervoso Terminação axônica Sarcômero relaxado Cabeça de miosina Actina Miosina Ponte cruzada Actina Miosina Fibra muscular Miofilamentos Miosina Actina Sarcômero contraído Capilar Axônio Vesículas sinápticas - contém ACh Sarcolema pregueado Sítios receptores ligado a ACh Fenda sináptica Fonte: APPLEGATE, 2012, p. 121. (Adaptado). O mecanismo de contração muscular, ilustrado nesta imagem, pode ser assim resumido: O impulso nervoso proveniente do sistema nervoso chega no terminal axônico, vesículas com acetilcolina (Ach) se fundem com a membrana da fenda sináptica, e a Ach é liberada. A Ach liberada na fenda sináptica se liga a receptores no sarcolema, despolarizando-o. © A nt on N al iv ay ko // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 55 A despolarização do sarcolema é transmitida ao retículo sarcoplasmático pelos túbulos T, provocando a abertura de canais de cálcio ao longo do retículo sarcoplasmático. O cálcio se difunde para o sarcoplasma e se liga à proteína troponina, induzindo a exposição das cabeças de miosina. As cabeças de miosina expostas deslizam sobre a actina, e ocorre a contração muscular. No relaxamento muscular, as cabeças de miosina se desprendem da actina. Para que isso ocorra, a Ach deve ser degradada pela acetilcolinesterase, fazendo com que os canais de sódio se fechem, encerrando a despolarização do sarcolema. O cálcio que estava no sarcoplasma retorna ao retículo, e o sarcômero retorna a sua conformação original. 2.4 Estruturas associadas No corpo humano, existem centenas de músculos esqueléticos fixados direta ou indiretamente aos 206 ossos do esqueleto, com inúmeras articulações viabilizando a conexão entre eles. Esse conjunto de ossos, músculos e articulações depende de estruturas a eles associadas para garantir a perfeição do movimento, chamadas de elementos acessórios das articulações sinoviais. 2.4.1 Elementos acessórios das articulações sinoviais Existem alguns elementos acessórios das articulações sinoviais que auxiliam no movimento articular, tais como discos e meniscos articulares. Discos são constituídos de tecido conjuntivo denso e cartilagem e estão unidos à cápsula articular dividindo a cavidade articular em um compartimento supradiscal e outro infradiscal. Suas funções principais são absorver forças compressivas que incidam sobre a articulação e ajustar a articulação durante os movimentos. Meniscos são encontrados na articulação do joelho, interpondo-se entre as faces ósseas articulares. A deformação fisiológica dos meniscos articulares permite que dois ossos com formatos diferentes se encaixem perfeitamente, auxiliando na manutenção da estabilidade da articulação. Outro elemento acessório importante são os corpos adiposos, que permitem grandes movimentos articulares, uma vez que se movem para dentro e para fora das articulações, preenchendo espaços durante o movimento arti- cular. Finalmente, a articulação sinovial é estabilizada por ligamentos que reforçam a estrutura da cápsula e limitam os movimentos. 56 2.4.2 Tendões e ligamentos Tendões e ligamentos são elementos de união e estabilização de articulações. Os tendões são compostos por tecido fibroso denso conectam fortemente músculos e ossos ou músculos e cartilagens. O tecido conjuntivo que envolve a fibra muscular é denominado endomísio. O conjunto de fibras musculares forma um fascículo muscular que é envolvido pelo perimísio, e o conjunto de fascículos forma, então, o músculo que é envolvido pelo epimísio. Endomísio, perimísio e epimísio se estendem do músculo em direção ao periósteo, que reveste o osso formando o tendão. Alguns tendões são envolvidos por tubos de tecido conjuntivo fibroso, chamados de bainhas tendíneas. O objetivo da bainha tendínea é reduzir o atrito durante o movimento dos tendões. Ligamentos são formados por fibras colágenas condensadas que participam da articulação e conexão entre os ossos. Podem ser classificados em ligamentos intra-arti- culares, que estão no interior das articulações e ligamentos extra-articulares, que estão fora das articulações. Os ligamentos são responsáveis pelo reforço e contenção da arti- culação e pela limitação do movimento, contribuindo para preservar as articulações. 2.4.3 Aponeuroses Quando um tendão é plano, ele é denominado de aponeurose. A aponeurose, então, possui a mesma função do tendão, mas com forma diferente: tendões são cilín- dricos, e aponeuroses, laminares. Um exemplo interessante é a aponeurose abdo- minal: a parede abdominal não é protegida por ossos, como o tórax. Ao invés disso, os músculos abdominais se fundem com aponeuroses amplas na região anterior, formando uma faixa tendinosa que se estende da sínfise púbica até o osso esterno. Essa faixa, junto com os músculos abdominais, protege e sustenta as vísceras abdominais. 2.4.4 Fáscias Os músculos são envolvidos por tecido conjuntivo conectivo e são separados da pele pela tela subcutânea. Essa estrutura funciona como trajeto para nervos, vasos sanguíneos e vasos linfáticos, que entram e saem do tecido muscular,mas o verdadeiro elemento de sustentação dos músculos são as fáscias. As fáscias são membranas fibrosas e elásticas que envolvem os músculos esqueléticos e permitem a passagem de vasos e nervos. Junto com os tendões, as fáscias unem os músculos esqueléticos aos ossos. Fáscias auxiliam também na susten- tação e manutenção dos órgãos em seus lugares. 57 Fáscias podem ser classificadas em fáscia superficial, que é lâmina de tecido fibroso que fica sob a pele, isolando-a e protegendo-a, e fáscia profunda, que envolve, separa e fixa os músculos esqueléticos nos ossos. No punho, a fáscia profunda é espessa, formando faixas fibrosas, chamadas de retináculos, pelas quais passam os tendões. Neste capítulo, compreendemos como o corpo se movimenta e como ocorre a fixação de suas partes. Essas são as funções do sistema esquelético e do sistema muscular, que estão intimamente ligados para que possamos nos manter em pé e nos mover. Assim, vimos os principais ossos e músculos do corpo humano e estruturas auxiliares, como discos, meniscos, ligamentos e tendões. 58 Referências APPLEGATE, E. J. Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. DRAKE, R. L.; VOGL, A. W.; MITCHELL, A. W. M. Gray’s Anatomia Básica. Rio de Janeiro: Elsevier, 2013. ______. Gray’s Anatomia Clínica para Estudantes. 3. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. GARTNER, L. P.; HIATT, J. L. Tratado de Histologia em Cores. 3. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2007. HERLIHY, B.; MAEBIUS, N. K. Anatomia e Fisiologia do Corpo Humano Saudável e Enfermo. 1. ed. Barueri: Manole, 2002. MARIEB, E. N.; HOEHN, K. Anatomia e Fisiologia. 3. ed. Ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. STANDRING, S. Gray’s Anatomia: a base anatômica da prática clínica. 40. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011. THOMPSON, J. C. Neeter Atlas de Anatomia Ortopédica. 2. ed. Ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. 3 Nutrição de células e tecidos – circulação sanguínea As células que formam os tecidos do corpo humano exercem as mais variadas e complexas funções, que demandam consumo de energia, a qual provém do metabolismo do oxigênio. Assim, para o funcionamento ideal dos sistemas que formam nosso corpo, os nutrientes fornecidos após o processo de digestão devem chegar às células. Além disso, a atividade celular produz materiais e substâncias que precisam ser eliminadas do corpo e, portanto, devem ser transportadas até os órgãos encarregados de excretá-las. O sistema circulatório sanguíneo, constituído pelo coração, pelo sangue e pelos vasos sanguíneos e suas ramificações, conecta as partes mais distantes do corpo e se encarrega de captar e distribuir o que as células precisam através do sangue, que se mantém em movimento numa rota circulatória entre os sistemas pela ação bombeadora do coração. Neste capítulo, veremos os detalhes do funcionamento e da constituição desse sistema. 3.1 Sangue Uma das partes líquidas que compõem o corpo humano é o sangue, que faz parte do tecido conjuntivo e conecta os órgãos por meio da ação de transportar e distribuir substâncias. Suas características possibilitam a realização de funções que serão eluci- dadas ao longo desta seção, na qual também compreenderemos a constituição do sangue e o conceito de hematose. 3.1.1 Funções do sangue O sangue tem diversas funções, relacionadas ao transporte de substâncias, ao equilíbrio do organismo e à proteção de nosso corpo: O sangue é o meio pelo qual o oxigênio captado nos pulmões é conduzido até as células, e o dióxido de carbono produzido pelas reações celulares é levado das células até os pulmões, de onde será expelido. Transporte de oxigênio Após a digestão de alimentos, os nutrientes ficam prontos para ser absorvidos pelas células. O sangue, então, transporta esses nutrientes do trato gastrointestinal ou dos locais onde estão armazenados (como fígado e tecido adiposo) para as células. Transporte de nutrientes 60 Glândulas endócrinas secretam hormônios, que precisam ser conduzidos para os órgãos-alvo, e o sangue cumpre essa função. Transporte de hormônios O sangue conduz até os rins os resíduos do metabolismo que devem ser excretados. Os rins, então, filtram esse sangue, eliminando as substâncias que podem ser tóxicas. Transporte de resíduos Quando nosso corpo está saudável, apresenta um equilíbrio interno chamado de homeostase, e um dos fatores que devem ser mantidos em níveis específicos é a concentração de íons nos tecidos do corpo. O sangue contribui absorvendo, transportando e liberando íons conforme circula e de acordo com as necessidades das células. Dessa forma, cumpre a função de estabili- zação do pH e manutenção da composição eletrolítica ideal dos líquidos intersticiais. Manutenção do equilíbrio O sangue impede a perda de líquidos por vasos sanguíneos lesados produzindo reações de coagulação que selam as paredes dos vasos rompidos, o que evita alterações da volemia, isto é, a quantidade de sangue circulante. Situações graves de hipovolemia (diminuição do volume sanguíneo circulante) causadas, por exemplo, por hemorragias severas, podem conduzir a uma parada cardíaca. O sangue também protege o corpo contra toxinas e patógenos, por meio de suas células especializadas em defesa, os leucócitos, que combatem infeções impedindo a entrada e desenvolvimento de microrganismos. Proteção do corpo Para que o sangue consiga cumprir todas suas funções, precisa ter características especiais. A principal delas é sua divisão em uma parte líquida e outra sólida, como veremos a seguir. 3.1.2 Plasma e elementos figurados O sangue é constituído por uma parte líquida, o plasma, e outra sólida distribuída nessa porção aquosa, formada por várias células denominadas glóbulos sanguíneos e que integram a porção dos elementos figurados. De acordo com Van de Graaff (2003), 45% do sangue corresponde aos elementos figurados e 55% ao plasma. Essa divisão pode ser visualizada na imagem a seguir. 61 Componentes do sangue Plasma sanguíneo Elementos �gurados Camada tampão Células sanguíneas vermelhas Plaquetas Células sanguíneas brancas Amostra de sangue centrifugado Camada sobre o coágulo Fonte: VAN DE GRAAFF, 2003, p. 541. (Adaptado). O plasma é incolor, ligeiramente amarelado e possui viscosidade e densidade maiores do que da água. O maior percentual de seu volume é constituído de água, e o restante do soluto é quase todo formado por proteínas. Segundo Tortora e Grabowski (2006), essa porção do sangue ainda contém outros solutos, como nutrientes, eletró- litos, enzimas, hormônios, gases e produtos residuais do metabolismo que devem ser excretados pelos rins, como ureia, ácido úrico, creatinina e amônia. Células do fígado, os hepatócitos, são responsáveis pela síntese das proteínas do sangue encontradas no plasma, que são chamadas de proteínas plasmáticas. São elas: albuminas, globulinas e o fibrinogênio. As albuminas são as menores e mais abundantes proteínas do plasma sanguíneo e exercem a função de transporte de hormônios esteroides e ácidos graxos. As globu- linas podem se apresentar de duas formas. A primeira é como imunoglobulinas, também conhecidas como anticorpos, que atuam como parte de nosso sistema de defesa atacando vírus, bactérias e quaisquer outras substâncias consideradas estranhas, chamadas de antígenos. A segunda é como globulinas de transporte, conduzindo lipí- dios, hormônios, ferro, íons e vitaminas lipossolúveis. O fibrinogênio é uma proteína encontrada em menor quantidade no plasma e está relacionada à coagulação do sangue. Segundo Martini (2009), tanto as albuminas quanto as globulinas podem se ligar a lipídios como triglicerídeos, ácidos graxos ou colesterol, que não são solúveis em água. Essas combinações são chamadas de lipoproteínas e se dissolvem rapidamente no plasma para conduzir os lipídios para os tecidos. © F ab ri C O 62 Os elementos figurados do sangue são células vivas chamadas de hemá- cias, glóbulos vermelhos ou eritrócitos e os leucócitos ou glóbulosbrancos, que serão explicados no próximo item. Fragmentos celulares denominados plaquetas ou trombócitos também constituem essa porção do sangue e atuam transportando substâncias químicas para o processo de coagulação do sangue. Elas formam tempo- rariamente tampões nas paredes danificadas dos vasos sanguíneos e podem reduzir o tamanho do coágulo, aproximando as bordas da ferida após sua formação. 3.1.3 Séries branca e vermelha Os glóbulos vermelhos (hemácias) e os glóbulos brancos (leucócitos) formam as séries vermelha e branca, respectivamente. Os glóbulos vermelhos recebem esse nome em função da proteína transportadora de gases que contêm, a hemoglobina, cujo pigmento confere a cor vermelha ao sangue. Os principais gases transportados são o oxigênio e o dióxido de carbono, que são ligados de forma reversível à hemoglobina, formando os compostos denominados de oxihemo- globina e carbamino-hemoglobina. Já o monóxido de carbono forma uma ligação irrever- sível com a hemoglobina, assim, ela não conseguirá mais transportar outros gases. A porcentagem do volume total de sangue constituída pelas hemácias é deno- minada hematócrito, volume concentrado de glóbulos vermelhos (VCGV) ou volume globular (VG). O hematócrito normal de um homem adulto sadio é em torno de 40 a 54% e o de uma mulher fica entre 38 e 46%. Alterações nesse índice podem interferir no transporte de substâncias, uma vez que um hematócrito muito baixo num volume sanguíneo normal pode significar anemia, o que reduzirá a capacidade de trans- porte de oxigênio; e um hematócrito muito alto indica policitemia, que pode causar obstrução de pequenos vasos sanguíneos. Os glóbulos brancos são encontrados em pequena quantidade no sangue e em grande quantidade nos tecidos. Eles agem durante processos infecciosos ou infla- matórios decorrentes de alguma lesão de duas formas: fagocitando (captando e ingerindo) bactérias, vírus e outros patógenos, células cancerosas e restos celulares ou desencadeando respostas imunes. Para tanto, deixam a corrente sanguínea e emigram para os pontos de inflamação ou infecção (diapedese) ou são atraídos por substâncias químicas que podem ser liberadas por bactérias ou durante os processos inflamatórios (quimiotaxia). Os glóbulos brancos são divididos em duas categorias: granulócitos, que apre- sentam grânulos quando vistos ao microscópio óptico, e os agranulócitos, cujos grânulos citoplasmáticos são em pequena quantidade e não reagem aos corantes, por isso, não aparecem numa imagem de microscopia ótica. 63 Os leucócitos granulócitos são de três tipos: neutrófilos, eosinófilos e basófilos, que diferem pelas características de seus grânulos. Neutrófilos são móveis e fagocitários e agem fagocitando. Os eosinófilos atuam em reações alérgicas, combatendo os efeitos da histamina, e combatem vermes para- sitas. Os basófilos, também atuam nos processos alérgicos, mas liberando substâncias que aumentam a resposta inflamatória. Já os agranulócitos são os monócitos e linfócitos. Os monócitos se desenvolvem a partir da medula óssea, circulam na corrente sanguínea por alguns dias e depois se deslocam para os tecidos, onde recebem o nome de macrófagos e que, como os neutrófilos, agem fagocitando. Por fim, os linfócitos podem ser do tipo linfócitos T, que destroem patógenos, e os linfócitos B, que produzem anticorpos. Segundo Tortora e Grabowski (2006), a leucocitose, que é um número aumentado de leucócitos, é uma resposta protetora normal a estresses consequentes de invasão microbiana, exercício intenso, anestesias e cirurgias. Entretanto, a leucopenia, ou seja, um nível anormalmente baixo, pode ser desencadeada por radiação, choque e algumas substâncias quimioterápicas. Os vários tipos de leucócitos apresentam ações diferentes no mecanismo de defesa e resposta imune, assim, uma contagem de leucócitos, esta- belecendo o percentual de cada tipo no sangue, pode facilitar um diagnóstico, deter- minando se há uma infecção ou inflamação, alergia, ou uma resposta a um processo de intoxicação ou quimioterapia. 3.1.4 Hemostasia Lesões da parede de vasos sanguíneos permitem o extravasamento e perda de volume circulante de sangue com consequências graves e até fatais. Para que isso não aconteça, o organismo desencadeia um conjunto de mecanismos fisiológicos para deter a hemorragia: a hemostasia. Segundo Tortora e Grabowski (2006), basicamente três respostas para minimizar a perda sanguínea são ativadas: vasoconstrição (diminuição do calibre do vaso), formação de tampão plaquetário e coagulação do sangue. A vasoconstrição é produzida pela contração de pequenos músculos lisos do inte- rior da parede dos vasos para diminuir a vazão do sangue; a agregação (formação de grupos) de plaquetas forma o tampão plaquetário; e o desenvolvimento de um coágulo envolve a formação de uma rede de fibras de fibrina (proteína insolúvel) que vai apri- sionar os elementos figurados do sangue. A fase final do processo de coagulação desen- cadeia a contração do coágulo, diminuindo o tamanho da ferida, e posteriormente a dissolução do coágulo por fibrinólise, que é o processo que pelo qual um coágulo é destruído. Existem medicamentos que podem deter os processos de coagulação, deno- minados anticoagulantes, como a heparina. 64 Trombose é o nome dado a um processo de coagulação em que as plaquetas se agregam no interior de um vaso sem que ele esteja lesado. Êmbolo é o trombo que se desloca de onde foi for- mado e segue pela circulação até obstruir um vaso menor, acarretando um tromboembolismo. 3.2 A bomba cardíaca e vasos da base O sangue precisa ser mantido circulando continuamente por toda nossa vida para cumprir as funções que cooperam para a homeostase. Para tanto, o coração exerce um papel de bomba muscular, que recebe e impulsiona volumes sanguíneos, garantindo um movimento circulatório incessante. De acordo com Tortora e Grabowski (2006), mesmo quando estamos dormindo, nosso coração bombeia 30 vezes nosso próprio peso a cada minuto. 3.2.1 Morfologia externa do coração O formato do coração parece o de uma pirâmide oca ou cone numa posição inver- tida. Ele ocupa um espaço da cavidade torácica denominado mediastino médio, situado entre os dois pulmões, atrás do osso esterno e por cima do músculo diafragma e está contido dentro de um saco fibroso que o protege, o saco pericárdico. Cerca de dois terços da massa total do coração estão situados à esquerda, e o restante, à direita de uma linha imaginária que divide o tórax ao meio. A parte mais larga, a base, é situada superiormente, e sua porção mais afuni- lada, o ápice, é localizada inferiormente. Sua posição é ligeiramente oblíqua, portanto a base está voltada para cima, para direita e ligeiramente para trás, e o ápice, para baixo, para esquerda e para frente, tornando os batimentos cardíacos mais percep- tíveis quando auscultados (ouvidos com o estetoscópio) sobre o ápice. A localização desse órgão em nosso corpo pode ser visualizada nas imagens a seguir. Localização do coração © S K C ha va n / / S hu tt er st oc k Pulmão direito Pulmão esquerdo Diafragma Ápice © S eb as ti an K au lit zk i / / Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . 65 Na base do coração, são encontrados quatro vasos sanguíneos e suas rami- ficações, que são denominados vasos da base do coração. Duas veias trazem sangue para o órgão: as veias cavas e as veias pulmonares, e duas artérias conduzem sangue que sai dele: a artéria tronco pulmonar e a artéria aorta. Elas podem ser visualizadas nas imagens a seguir. Coração – vista anterior A. carótida comum direita A. carótida comum esquerda A. subclávia esquerda Arco da aorta Lig. arterioso A. pulmonar esquerda Tronco pulmonar V. pulmonar esquerda Aurícula esquerda Sulco coronário R. interventricular anterior no Sulco interventricular anterior Ventrículo esquerdo Ápice do coração A. subclávia direita Tronco braquicefálico Pericárdio (margem do corte)A. pulmonar direita V. cava superior Parte ascendente da aorta Aurícula direita Átrio direito R. marginal direito (R. anterior do ventrículo direito) Ventrículo direito Pericárdio seroso Lâmina visceral A. coronária direita no Sulco coronário (direito) Fonte: WOLF-HEIDEGGER; KOPF-MAIER, 2000, p. 124. (Adaptado). © F ab ri CO 66 Coração – vista posterior A. carótida comum esquerda A. subclávia esquerda Arco da aorta Vv. pulmonares esquerdas Vv. pulmonares direita A. pulmonar esquerda Aurícula esquerda Sulco coronário Sulco coronário Seio coronário Ventrículo esquerdo Pericárdio seroso Lâmina visceral Ápice do coração Tronco braquicefálico Pericárdio (margem do corte) A. pulmonar direita V. cava superior Suco terminal Átrio direito V. Cava inferior Átrio esquerdo Sulco interventricular posterior Incisura do ápice Ventrículo direito do coração Fonte: WOLF-HEIDEGGER; KOPF-MAIER, 2000, p. 125. (Adaptado). De cada lado da base, encontram-se duas projeções que lembram pequenas orelhas: as aurículas direita e esquerda. Além disso, em toda a superfície externa, estão as artérias coronárias, que se ramificam e originam vários ramos que condu- zirão sangue oxigenado para todo o miocárdio, e as veias cardíacas. O compro- metimento das artérias coronárias pode causar diminuição ou interrupção do fluxo sanguíneo para o miocárdio, condição conhecida como isquemia cardíaca e que pode evoluir para um infarto do miocárdio, cujos sintomas geralmente incluem dor intensa retroesternal (atrás do osso esterno), denominada angina, palidez, sudorese abun- dante e dor irradiada para ombro e/ou braço esquerdo. © F ab ri CO 67 Uma condição patológica geralmente relacionada ao infarto do miocárdio (morte das células musculares cardíacas) é a aterosclerose, caracterizada por obstruções do fluxo sanguíneo por placas de colesterol LDL, chamadas de ateroma. O coração é envolto e fixado ao mediastino médio pelo saco pericárdico, cons- tituído externamente por uma membrana fibrosa denominada pericárdio fibroso e forrado internamente por uma lâmina serosa chamada de pericárdio seroso parietal. Entre essa película e o coração, existe um espaço ou cavidade pericárdica preenchido por uma fina camada de líquido pericárdico que evita o atrito entre a lâmina parietal do pericárdio e a lâmina visceral, que é película que adere diretamente à superfície externa do coração, chamada de pericárdio seroso visceral ou epicárdio. A cons- trução anatômica do saco pericárdico e como as películas estão distribuídas podem ser vista na figura a seguir. Porção do pericárdio e parece cardíaca do ventrículo direito Cavidade do pericárdio Endocárdio Miocárdio (músculo cardíaco) Lâmina parietal do pericárdio seroso Lâmina visceral do pericárdio seroso (epicárdio) Fonte: TORTORA; GRABOWSKI, 2006, p. 371. (Adaptado). Até agora, estudamos a maneira como o coração está situado na cavidade torá- cica e as estruturas relacionadas à anatomia externa do coração. Nas próximas seções, compreenderemos a anatomia interna do órgão. © F ab ri CO 68 3.2.2 Câmaras cardíacas O coração é constituído de músculo estriado cardíaco, denominado miocárdio, com a capacidade de relaxar (diástole) para receber os volumes sanguíneos que chegam e de contrair (sístole) para impulsionar e ejetar esses volumes adiante no sentido circulatório. Internamente, o coração é subdividido em quatro cavidades ou câmaras cardíacas divididas por paredes musculares chamadas de septos. As duas câmaras superiores, o átrio direito e o átrio esquerdo, são divididas pelo septo interatrial e atuam como captadoras de sangue. As duas câmaras inferiores, o ventrículo direito e o ventrículo esquerdo, são divididas pelo septo interventricular e agem como ejetoras. Uma película chamada de endocárdio reveste internamente cada câmara e forma estruturas especiais chamadas de valvas. A figura a seguir mostra as quatro câmaras, as quatro valvas, os vasos da base cardíaca e o septo interventricular. O septo interatrial não aparece porque fica abaixo da artéria tronco pulmonar, que aparece emergindo do ventrículo direito. Anatomia do coração Veia cava superior Arco da aorta Artéria pulmonar esquerda Tronco pulmonar Veias pulmonares esquerdas Átrio esquerdo Valva da aorta Valva atrioventricular esquerda Septo interventricular Ventrículo esquerdo Veia pulmonares direitas Valva do tronco pulmonar Átrio direito Valva atrioventricular direita Veia cava inferior Ventrículo direito Fonte: VAN DE GRAAFF, 2003, p. 549. (Adaptado). © E le n B us he // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 69 Existem quatro valvas cardíacas, que atuam como controladoras do fluxo sanguíneo de dentro para fora do coração e serão explicadas na sequência. 3.2.3 Valvas cardíacas e importância fisiológica As valvas cardíacas, constituídas de endocárdio e formadas por pequenas partes denominadas válvulas, permitem que o sangue passe no sentido da circulação e impedem que haja retorno (refluxo), o que comprometeria a eficiência circulatória. Duas valvas estão localizadas no septo que divide os átrios dos ventrículos, por isso, são denominadas valvas atrioventriculares. Entre o átrio e o ventrículo direitos, está a valva atrioventricular tricúspide, formada por três pequenas cúspides ou válvulas. Entre o átrio e o ventrículo esquerdos, fica a valva atrioventricular bicúspide ou mitral, formada por duas válvulas. Ambas abrem simultaneamente e permitem que o sangue contido nos átrios passe para os ventrículos. Na sequência, elas fecham para impedir que o sangue reflua quando os ventrículos realizarem a sístole. Na base do coração, ficam as duas outras valvas, conhecidas como valvas da base, cada uma no interior da parte final de cada artéria. Na porção final da artéria tronco pulmonar, na saída do ventrículo direito, está a valva pulmonar. Na porção final da artéria aorta, na saída do ventrículo esquerdo, fica a valva aórtica. Ambas abrem para a saída do sangue que foi ejetado pela sístole de cada ventrículo e se fecham, logo após o quase esvaziamento total dos ventrículos, quando começarão a diástole para receber novo volume sanguíneo. O fechamento de cada valva impede que o sangue que estava saindo pelas artérias reflua para os respectivos ventrículos. A abertura de qualquer uma das valvas cardíacas é silenciosa, no entanto, o fecha- mento produz um som cardíaco normal chamado de bulha cardíaca. Quando há problemas em alguma das valvas, um som anormal, conhecido como sopro cardíaco poderá ser auscultado. Ao conhecer a relação das bulhas com as respectivas valvas, pode-se ter uma indicação de qual valva apresenta problemas de abertura ou fechamento. As bulhas cardíacas são sons normais que podem ser ouvidos por meio da ausculta cardíaca, com o estetoscópio. São subdivididas em primeira bulha, que é o som resultante do fechamen- to das valvas atrioventriculares, e segunda bulha, que resulta do fechamento das valvas da base. 70 3.2.4 Vasos da base cardíaca Os vasos da base cardíaca, ilustrados na imagem “Anatomia do Coração”, englobam as veias, que trazem sangue do pulmão e de outras partes do corpo, e as artérias da base, que realizam o caminho inverso. As veias cavas superior e inferior desembocam o sangue das partes superiores e inferiores do corpo, respectivamente, no átrio direito do coração. Esse sangue tem baixo teor de oxigênio (pressão parcial de O2 baixa = ↓PpO2) porque esse gás foi utili- zado pelas células para realização de suas funções. As veias pulmonares desembocam o sangue no átrio esquerdo, sendo que duas vêm do pulmão direito e outras duas, do esquerdo. Esse sangue é rico em oxigênio, que foi captado nos alvéolos durante a hematose, e por isso, possui uma pressão parcial de oxigênio alta (= ↑PpO2). A artéria tronco pulmonar emerge do ventrículo direito e se ramifica na artéria pulmonar direita e artéria pulmonar esquerda, que conduzem sangue para o pulmão direitoe o esquerdo, respectivamente. O sangue transportado por elas a partir da sístole do ventrículo direito vem do átrio direito e possui baixa pressão parcial de oxigênio (= ↓PpO2). Já a artéria aorta emerge do ventrículo esquerdo e, por meio de suas ramificações, conduz sangue com alta pressão parcial de oxigênio (= ↑PpO2), que veio do átrio esquerdo, para o corpo. 3.3 Atividade intrínseca do coração O coração possui duas inervações: uma extrínseca, que estudaremos mais adiante, e uma intrínseca, também conhecida como complexo estimulante do coração. A iner- vação intrínseca é capaz de gerar os batimentos cardíacos, propagá-los e mantê-los sem intervenção externa do sistema nervoso, dessa forma, o coração pode continuar batendo mesmo em situação de coma ou de morte cerebral. Essa inervação é composta por um conjunto de estruturas, que podem ser vistas na imagem a seguir: o nó sinoatrial (SA) ou marcapasso, a partir de onde partem fibras de condução atrial; o nó atroventricular (AV); o fascículo atrioventricular (ou feixe de His); ramos direito e esquerdo do fascículo atrioventricular e ramos suben- docárdicos (fibras de Purkinje). 71 Complexo estimulante do coração Nó sinotrial (SA) ou marcapaso Nó atrioventricular (AV) Ramos subendocárdicos (Fibras de Purkinje) Fibras de condução atrial Fascículo atrioventricular (Feixe de His) Ramos direito e esquerdo Fonte: MOORE; DALLEY, 2007. (Adaptado). Segundo Tortora e Grabowski (2006), as células que compõem essa inervação podem estabelecer um padrão rítmico e gerar repetidamente potenciais de ação, isto é, impulsos eletroquímicos que se propagam por uma rota específica por todo o miocárdio ou músculo cardíaco. A função de bomba cardíaca depende muito da eficiência da propagação desse impulso, que fará com que os átrios contraiam primeira e simultaneamente, produ- zindo a sístole atrial, e depois os ventrículos, gerando a sístole ventricular. Dessa forma, quando os átrios estão em sístole, por estarem sendo contraídos pela propagação do impulso por suas paredes, os ventrículos estão em diástole porque o impulso ainda não chegou até eles. Esse mecanismo produz a perfeita alternância dos períodos de sístole e diástole das câmaras cardíacas, permitindo seu enchimento e esvaziamento alternados. © s na pg al le ri a // Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . 72 3.3.1 Marcapasso cardíaco Localizada no átrio direito, perto da desembocadura da veia cava superior, existe uma estrutura especial constituída de um enovelado de células ou fibras nervosas e células ou fibras musculares, denominada nó sinoatrial, nódulo sinoatrial ou marca- passo. Ela tem a capacidade de gerar o impulso eletroquímico ou potencial de ação que percorre os componentes da inervação intrínseca e determina os batimentos alter- nados dos átrios e ventrículos. Quando o funcionamento do nó sinoatrial fica comprometido e os mecanismos fisiológicos de adaptação cardíaca não conseguem manter ritmo e frequência adequados, é necessária a im- plantação de uma marcapasso artificial que manterá a atividade elétrica cardíaca. O potencial de ação é causado por dois eventos: processo de despolarização da membrana celular, que resulta do rápido influxo (entrada) de íons sódio para o interior da fibra ou célula, e uma corrente mais lenta na mesma direção, constituída por íons cálcio que têm a função de impedir a rápida repolarização da célula. Essa repolarização é causada pelo efluxo (saída) rápido de íons potássio para o exterior da fibra ou célula. Entendemos, então, que o processo de despolarização é causado pela entrada rápida de íons sódio e lenta de íons cálcio, que desencadeia o potencial eletroquímico que vai percorrer todo o interior do coração, provocando sístole por onde passa. O processo de repolarização, por sua vez, é causado pela saída de íons potássio e causa a consequente diástole na câmara onde acontece. 3.3.2 Atividade elétrica do músculo cardíaco O potencial de ação gerado pelo nó sinoatrial é conduzido por fibras atriais, se espalha pelos dois átrios, produzindo sua contração, e chega ao nó atrioventricular, situado no septo interatrial, onde sofre uma desaceleração que permite ao sangue dos átrios fluir para os ventrículos. Do nó atrioventricular, o potencial de ação chega ao fascículo atrioventricular e se propaga para os ramos direito e esquerdo, que percorrem todo o septo interven- tricular até chegar ao ápice do coração. A partir do ápice, os ramos subendocárdicos conduzem o impulso para toda a parede muscular dos dois ventrículos num sentido ascendente, produzindo a contração ventricular simultânea. 73 Segundo Tortora e Grabowski (2006), a condução de potenciais de ação pelas paredes do miocárdio, no sentido dos átrios para os ventrículos, gera correntes elétricas que podem ser captadas por eletrodos colocados sobre a pele. O registro dessas correntes gera um traçado de ondas-padrão de normalidade: o eletrocardiograma ou ECG. Alterações nas ondas do ECG podem ser interpretadas pelo cardiologista e, então, revelar patologias nos átrios ou nos ventrículos, como o infarto do miocárdio. 3.3.3 Controle neural do coração Embora o coração consiga manter seus batimentos com sua inervação intrínseca, ele também está sob controle do sistema nervoso autônomo (SNA), que comanda o funcionamento de todos os órgãos do corpo humano. Essa inervação é chamada de extrínseca porque o controle é feito externamente ao coração. Dois componentes da inervação extrínseca agem produzindo respostas geral- mente opostas nos órgãos: o sistema nervoso parassimpático e o sistema nervoso simpático, que têm o papel de adequar os batimentos cardíacos às circunstân- cias pelas quais o corpo humano passa. Situações que demandam gasto energé- tico, como aumento da atividade física e respostas emocionais intensas, ativam o sistema nervoso simpático, liberando adrenalina ou noradrenalina, que aceleram os batimentos cardíacos (taquicardia) e aumentam a força de contração do miocárdio. Situações que favorecem a reposição energética, como digestão e repouso, ativam o sistema nervoso parassimpático, liberando acetilcolina, que diminui a frequência cardíaca (bradicardia). 3.4 Rotas circulatórias O sangue percorre nosso corpo por duas rotas circulatórias principais, que formam a circulação sistêmica ou grande circulação e circulação pulmonar ou pequena circulação, representadas na imagem a seguir. Compreenderemos nesta seção o trajeto completo de cada uma dessas rotas. 74 Circulação sanguínea Vasos transportando sangue desoxi- Vasos envolvidos em trocas gasosas Vasos transportando sangue oxigenado Capilares Artéria pulmonar Veia cava superior Pulmão Átrio esquerdo Ventrículo esquerdo Veias pulmonares Átrio direito Valva do tronco pulmonar Valva atrioventricular esquerda Aorta Capilares Fonte: VAN DE GRAAFF, 2003, p. 539. (Adaptado). A circulação sistêmica tem como função conduzir sangue com alta pressão parcial de oxigênio para os tecidos, com o objetivo de oxigená-los. Essa circulação se inicia no ventrículo esquerdo (VE), que, ao realizar uma sístole de 80 mmHg de pressão, ejeta o sangue para a artéria aorta, atravessando a valva aórtica. Essa valva se abre, permitindo a passagem do sangue para a artéria aorta, e se fecha quando o ventrículo começa a relaxar durante sua diástole, impedindo o refl uxo sanguíneo para o ventrículo esquerdo. A artéria aorta, que é de grande calibre, ramifica-se e origina artérias de médio calibre, que, por sua vez, dividem-se em artérias de pequeno calibre. Essas pequenas artérias originam as arteríolas, que terminam nos capilares, e todas são responsáveis por oxigenar os tecidos, inclusive do próprio coração. © B lu eR in gM ed ia // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 75 À medida que o sangue percorre seu trajeto, o oxigênio é distribuído na extremi- dade arterial dos capilares, e a pressão parcial de O2 (PpO2) vai diminuindo; emcontra- partida, o sangue recebe, também nos capilares, dióxido de carbono, com aumento progressivo da pressão parcial de CO2 (PpCO2). Os capilares, agora venosos, originam vênulas, que formam veias de pequeno calibre. Essas pequenas veias dão origem a veias de médio calibre que drenam sangue venoso ou desoxigenado (pobre em O2 e rico em CO2) nas duas veias de grande calibre: a veia cava superior, que recebe o sangue da cabeça e da parte superior do corpo, e a veia cava inferior, que obtém sangue da parte inferior. Ambas desembocam o sangue no átrio direito (AD). A circulação sistêmica pode ser resumida no seguinte trajeto: Coração (VE) Corpo (ramificação da aorta) Coração (AD) A circulação pulmonar tem a função de conduzir o sangue aos pulmões para captar nova cota de oxigênio e expelir o dióxido de carbono. Essa circulação começa no ventrículo direito (VD), que realiza uma sístole de apenas 8 mmHg para ejetar sangue em direção à artéria tronco pulmonar, atravessando a valva pulmonar, que se abre para permitir essa passagem. Quando a sístole do ventrículo direito termina e começa sua diástole, a valva fecha, impedindo refluxo do sangue para o ventrículo. O sangue ejetado com pressão parcial de oxigênio baixa e pressão parcial de dióxido de carbono alta é conduzido para os pulmões direito e esquerdo pelas duas ramificações da artéria tronco pulmonar, chamadas de artéria pulmonar direita e artéria pulmonar esquerda. Nos pulmões, o dióxido de carbono atravessa a fina membrana dos capilares (últimas ramificações das artérias pulmonares) e a dos alvéolos (menores unidades do pulmão, onde ocorre troca gasosa), que estão em íntimo contato. Dos alvéolos, esse gás é conduzido pelas vias aéreas para ser expelido durante a expi- ração. O oxigênio contido nos alvéolos faz o caminho contrário, atravessando a fina membrana alveolar e a do capilar – que, juntas, formam a membrana respiratória – e penetra no sangue. Essa troca de gases alvéolo/capilar é denominada hematose. Diferentemente de quando entra nos pulmões, o sangue que sai tem uma pressão parcial de oxigênio alta e de dióxido de carbono baixa, portanto, é chamado de sangue oxigenado. As quatro veias pulmonares desembocam esse sangue no átrio esquerdo (AE). © F ab ri CO 76 A circulação pulmonar pode ser resumida no seguinte trajeto: Coração (VD) Pulmão Coração (AE) As imagens a seguir mostram as rotas percorridas pelo sangue oxigenado (repre- sentado em vermelho) e desoxigenado (em azul). Rota do sangue dentro do coração Cabeça e membros superiores Pulmão direito Pulmão esquerdo Tronco e membros inferiores Fonte: TORTORA; GRABOWSKI, 2006, p. 377. (Adaptado). © F ab ri CO © D es ig nu a // Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . 77 Diagrama do fluxo sanguíneo Tronco pulmonar e artérias pulmonares (sangue venoso ou desoxigenado) Veias pulmonares (sangue arterial ou oxigenado) Nos capilares pulmonares, o sangue perde CO2 e ganha O2 Valva pulmonar Valva aórtica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Valva atrioventricular direito (tricúspide) Valva atrioventricular esquerda (bicúspide ou mitral) Ventrículo direito Átrio direito (sangue venoso) Átrio esquerdo Ventrículo esquerdo Veia cava superior Veia cava inferior Seio coronário Aorta e artérias sistêmicas Nos capilares sistêmicos, o sangue perde O2 e ganha CO2 Fonte: TORTORA; GRABOWSKI, 2006, p. 377. (Adaptado). Vimos que na circulação sistêmica, todos os órgãos que compõem os sistemas do corpo recebem sangue oxigenado proveniente de ramificações da artéria aorta. Agora, conheceremos as porções dessa artéria, as ramificações que ela origina e os órgãos que são supridos por elas. 3.4.1 Aorta e principais ramos A artéria aorta é a artéria de maior calibre do corpo humano e possui quatro porções: porção ascendente, arco ou cajado, porção descendente torácica e porção descendente abdominal. Da porção ascendente, originam-se as artérias coronárias © F ab ri CO . C ré di to d a im ag em : B lu eR in gM ed ia // S hu tt er st oc k 78 (direita e esquerda) que irrigam o coração. Do arco da aorta, saem as artérias caró- tidas comuns (direita e esquerda), que irrigam cabeça, e artérias subclávias, responsá- veis por mandar o sangue para os membros superiores e parte do encéfalo. A porção descendente torácica dá origem às artérias brônquicas, esofágicas, pericárdicas e frênicas. Por fim, da porção descendente abdominal, derivam as artérias hepática, gástrica, esplênica, mesentérica superior, renais, gonadais e mesentérica inferior. Principais artérias do corpo humano Seio carótico A. carótida externa A. carótida interna A. carótida comum E. A. subclávia E. Tronco branquiocefálico Arco da aorta Aa. coronárias Tronco celíaco A. intercostal A. mesentérica superior A. mesentérica inferior A. ilíaca externa A. radial A. dorsal do pé A. vertebral D. A. subclávia D. A. axilar A. torácica interna A. braquial A. ulnar A. radial A. Itíaca comum A. Itíaca interna A. testicular A. femoral profunda A. femoral A. poplítea A. tibial posterior A. tibial anterior Parte descendente da aorta Fonte: VAN DE GRAAFF, 2003, p. 560. (Adaptado). © s ti hi i / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 79 Embora o aprofundamento nesse assunto esteja no âmbito de um curso de espe- cialização, é importante conhecer ao menos os principais ramos de algumas das arté- rias citadas anteriormente: Ramo marginal direito e o descendente posterior ou interventricular posterior. Artéria coronária direita Ramos descendente anterior, lateral, marginal esquerdo e circunflexo. Artéria coronária esquerda Artéria carótida externa (irriga a face) e artéria carótida interna (irriga parte do encéfalo). Artéria coronária comum Artérias axilar, braquial, radial, ulnar, dos arcos palmares e digitais. Também origina a artéria vertebral, que irriga o encéfalo juntamente com a artéria carótida interna. Artéria subclávia Artérias ilíacas comuns direita e esquerda, que se bifurcam em artérias ilíacas interna e externa (direita e esquerda). Porção descendente abdominal da artéria aorta Artérias que irrigam órgãos e paredes da pelve. Artéria ilíaca interna Artérias que irrigam os membros inferiores: artérias femoral, poplítea, tibial anterior, tibial posterior, fibular, artérias do arco do pé e artérias digitais. Artéria ilíaca externa 80 Toda essa rede de ramificações da aorta transporta o sangue que foi bombeado até os capilares, onde ocorre a captação do oxigênio pelas células e de dióxido de carbono pelo sangue. Esse sangue deve, então, retornar ao coração para ser nova- mente bombeado, o que acontece por meio das veias sistêmicas que vão se formando a partir da rede capilar. 3.4.2 Retorno venoso Estudamos que os capilares desembocam o sangue em veias de pequeno calibre, que desembocam em veias de médio calibre, que, por sua vez, levam o sangue para a veia cava superior e veia cava inferior. Três mecanismos influenciam esse retorno venoso: as contrações ventriculares, principalmente do ventrículo esquerdo, as contrações dos músculos esqueléticos, que comprimem as veias periféricas, e a bomba respiratória. Os músculos da panturrilha (região posterior da perna) são muito importantes nesse processo, porque os potentes músculos que a compõem (gastrocnêmio e sóleo) realizam uma forte contração que impulsiona o sangue contido nas veias da perna em direção ascendente. A bomba respiratória, por sua vez, resulta da ação do principal músculo respira- tório que divide a cavidade torácica da cavidade abdominal: o diafragma, que contrai durante a inspiração e desce aumentando a pressão intrabdominal, o que resulta na compressão de veias dessa região. As veias geralmente recebem o nome das artérias que as acompanham condu- zindo o sangue no sentido contrário. As artérias conduzem sangue oxigenado e as veias, desoxigenado. 81 Principais veias do corpo humano Vv. cardíacas V.braquiocéfala esquerda V. braquiocéfala direita V. subclávica direita V. cava superior V. axilar V. braquial V. cava inferior V. hepática V. renal V. testicular direita V. radial V. ulnar V. femoral V. poplítea V. tibial posterior V. tibial anterior V. safena magna V. ilíaca externa V. ilíaca interna V. ilíaca comum V. intermédia do cotovelo V. testicular esquerda (v. gonadal) V. cefálica V. basílica V. torácica interna V. subclávia esquerda V. jugular interna V. jugular externa Fonte: VAN DE GRAAFF, 2003, p. 573. (Adaptado). O sangue da cabeça é trazido pelas veias jugulares, e as do coração, pelas veias cardíacas. O sangue dos membros superiores é transportado por veias que, em sua maioria, recebem o nome das artérias que as acompanham, acrescidas das veias basílica, © s ti hi i / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 82 cefálica e mediana do cotovelo. As veias dos membros inferiores também são denomi- nadas conforme as artérias, acrescentando ainda as veias safena magna e safena parva. Depois de estudarmos as principais artérias e veias do corpo, é importante conhecer os conceitos relacionados à pressão arterial, que é um fator de interferência direta na saúde e cujas alterações podem acarretar consequências prejudiciais ao funcionamento e à integridade estrutural de vários órgãos do corpo. 3.4.3 Pressão arterial O sangue exerce uma pressão contra a parede dos vasos que o contêm, conhecida como pressão sanguínea (PS) ou pressão arterial (PA), gerada pela contração dos ventrículos. Segundo Tortora e Grabowski (2006), a PS é mais alta na artéria aorta e nas artérias sistêmicas de maior calibre, sendo que um adulto jovem em repouso apre- senta valores em torno de 120 mmHg durante a sístole e 80 mmHg durante a diástole. À medida que a distância dos vasos em relação ao ventrículo esquerdo aumenta, a pressão vai diminuindo para aproximadamente 93 mmHg nas artérias sistêmicas mais periféricas e 35 mmHg nos capilares sistêmicos. O conjunto dos vasos sanguíneos do sistema circulatório é fechado e acomoda um volume sanguíneo específico, de acordo com o sexo e biotipo (relação altura e peso das pessoas) da pessoa. Dessa forma, alterações no volume sanguíneo repercutem direto na pressão sanguínea. O volume médio de sangue num adulto regula em torno de 5 litros de sangue. Qualquer fator que produza redução de mais de 10% desse volume, como hemorragias importantes, pode conduzir à hipovolemia e produzir uma crescente queda na pressão sanguínea, com consequências graves, incluindo parada cardíaca. Em contrapartida, aumentos significativos de volume, que acarretam hipervolemia, por exemplo, por alguma falha no mecanismo renal que elimina os excessos de líquido, podem aumentar a pressão sanguínea, por não terem sido compensados por mecanismos fisiológicos de adaptação. De acordo com Tortora e Grabowski (2006), a resistência vascular é consequência do atrito pela passagem do sangue pelas paredes dos vasos, criando uma oposição ao fluxo sanguíneo. Quanto maior a resistência vascular, maior a pressão sanguínea, e quanto menor a resistência, menor a pressão. Alguns fatores interferem direta- mente na resistência vascular, como o tamanho do vaso, a viscosidade do sangue e o comprimento total dos vasos sanguíneos. Quanto menor o diâmetro interno do vaso sanguíneo, ou seja, quanto menor seu lúmen por vasoconstrição, maior a resistência ao fluxo. E quanto maior seu lúmen por vasodilatação, menor a resistência. Quanto mais espesso está o sangue, maior é sua viscosidade e maior a resistência vascular. 83 Dois fatores interferem nessa viscosidade: a proporção de glóbulos vermelhos em relação ao volume de plasma e a concentração de proteínas no plasma. Além disso, o corpo humano pode desenvolver vasos sanguíneos adicionais em várias circunstâncias, um exemplo é o aumento da massa corporal por aumento de peso. Quanto maior for o contato do sangue com a parede de um vaso, mais expres- sivos serão o atrito e a resistência. 3.4.4 Perfusão sanguínea A medida do volume de sangue que flui pelos capilares para as células dos tecidos, determinando a distribuição de oxigênio e nutrientes, é compreendida como perfusão tecidual. Tortora e Grabowski (2006) afirmam que a principal função dos capilares é permitir as trocas de nutrientes e material a ser excretado entre o sangue e as células dos tecidos, por meio do líquido intersticial, e que a distribuição dos capi- lares, que são encontrados nas proximidades de quase todas as células do corpo, varia de acordo com o grau de atividade metabólica das células de cada tecido. Quanto mais elevada a necessidade das células de um tecido, maior a distribuição da rede capilar com maior área de superfície disponível para as trocas e vice-versa. Durante o estudo deste capítulo, conhecemos a constituição e as funções do sangue, que nos mantêm vivos e saudáveis. Percebemos também a dependência do sistema circulatório sanguíneo da ação bombeadora do coração para manter o fluxo constante por rotas específicas, garantindo a atividade celular adequada de cada órgão e sistema, tudo graças a fatores anatômicos e fisiológicos interrelacionados. Apesar de parecer tão simples estar vivo, uma quantidade surpreendente de fenômenos químicos e elétricos estão ocorrendo dentro de nós para manter nossa sobrevivência. 84 Referências HERLIHY, B.; MAEBIUS, N. K. Anatomia e Fisiologia do Corpo Humano Saudável e Enfermo. Barueri: Manole, 2002. MARTINI, F. H. Anatomia Humana. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. MOORE, K.; DALLEY, A. F. Anatomia Orientada para a Clínica. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. NETTER, F. H. Atlas de Anatomia Humana. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008. SOBOTTA, J.; PUTZ, R.; PABST, R. Atlas de Anatomia Humana. 22. ed. rev. e atual. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. TORTORA, G. J. Princípios de Anatomia Humana. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. ______; GRABOWSKI, S. R. Corpo Humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. VAN DE GRAAFF, K. M. Anatomia Humana. 6. ed. Barueri: Manole, 2003. WOLF-HEIDEGGER, G.; KOPF-MAIER, P. Atlas de Anatomia Humana. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. 4 Hematose e oxigenação de células e tecidos Um dos sistemas vitais para nos manter vivos e saudáveis é o sistema respira- tório, formado por um conjunto de órgãos que contribuem para que ocorra a respiração e também para ajudar a regular o pH sanguíneo, permitir a captação de odores para o sentido do olfato, produzir a voz num processo chamado de fonação e preparar o ar para chegar aos alvéolos em condições adequadas. O pH sanguíneo é a medida de concentração de íons de hidrogênio em uma solução, e sua es- cala vai de 0 a 14. O valor 7 significa neutralidade, números superiores traduzem aumento de alcalinidade, e índices inferiores significam aumento da acidez. Quando o processo de entrada e saída do ar nas vias aéreas ocorre sem troca gasosa, é chamado de ventilação ou condução do ar. Quando ocorre troca gasosa, dizemos que há hematose. Mas o que significa respiração do ponto de vista fisiológico e qual sua relação com o conceito de hematose? Neste capítulo, elucidaremos essas questões enquanto estudamos as funções e etapas do processo respiratório, os órgãos que compõem as vias aéreas e as estruturas relacionadas à mecânica respiratória. Além de conhecermos a organização anatômica e funcional dos órgãos e estru- turas envolvidas em nossa respiração, veremos aplicações práticas do conteúdo impor- tantes para o exercício profissional e também faremos algumas reflexões sobre a qualidade da saúde. 4.1 Vias aéreas O caminho percorrido pelo ar, desde sua entrada até a chegada aos pulmões, é constituído por vários órgãos conhecidos em conjunto como vias aéreas, ilustradas na imagem a seguir. De acordo com o aspecto anatômico (que leva em conta onde estão localizadas), as vias aéreas podem serdivididas em superiores e inferiores por uma linha imagi- nária que passa pelo queixo em direção à nuca. As vias aéreas superiores (VAS) são compostas pelo nariz, os seios paranasais e a faringe. Mais adiante, veremos mais detalhadamente como essas partes compõem a cavidade nasal. Já as vias aéreas infe- riores (VAI) englobam laringe, traqueia e brônquios, que se ramificam sucessivamente diminuindo de tamanho (calibre) até originar os bronquíolos, que terminam conduzindo o ar inspirado até os alvéolos. Os alvéolos são espaços aéreos muito pequenos que constituem basicamente toda a estrutura dos pulmões. 86 Pulmões e vias aéreas Pulmão direito Pulmão esquerdo Cavidade nasal Narina Faringe Palato mole Brônquio principal Brônquio lombar Brônquio segmentar Laringe As vias também podem ser classificadas conforme o aspecto funcional (consi- derando a forma como trabalham), isto é, se permitem ou não a passagem de gases através de suas paredes. Desse modo, existem também duas divisões: porção de con- dução do ar e porção respiratória, que estudaremos a seguir. 4.1.1 Vias aéreas condutoras As vias aéreas condutoras são formadas pelos órgãos que conduzem o ar sem que haja troca gasosa através de suas paredes, que são muito espessas para permitir essa passagem. Dizemos, então, que nessas vias não ocorre hematose. A porção de condução do ar das vias aéreas é composta por: nariz, faringe, laringe, traqueia, brônquios e bronquíolos terminais. © A lil a M ed ic al M ed ia // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 87 Todo o processo de respiração se inicia no nariz, dividido em nariz externo e nariz interno, que é a cavidade nasal. A parte externa é formada pelos ossos nasais, pelas cartilagens nasais e contornada pelos ossos maxilares. A cavidade nasal é subdivida em duas partes pelo septo nasal, que funciona como uma parede divisória e é formado, em sua parte superior, por uma parte do osso etmoide, na parte inferior, pelo osso vômer e, em sua parte anterior, por cartilagens. Assim, podemos imaginar a cavidade nasal como duas salas iguais divididas por uma parede, cada uma com paredes laterais, um teto e um assoalho. O teto é formado por uma das partes do osso etmoide, onde existem pequenas aberturas por onde passam as fibras do nervo olfatório que vieram do encéfalo. O assoalho da cavidade nasal é formado pelo palato duro, que é constituído pelos ossos maxilar e palatino e recoberto de mucosa. A cavidade nasal é formada pelas seguintes partes: narinas, vestíbulo nasal, região de condução e região olfatória. As aberturas de saída da cavidade nasal são chamadas de coanas ou cóanos e só podem ser vistas no crânio. As narinas são as duas aberturas que dão entrada para as duas partes da cavidade nasal. Para entrar em cada uma dessas partes, o ar passa primeiro pelo vestíbulo nasal, que é a região logo após as narinas e onde estão as vibrissas, pelinhos revestidos de muco, onde aderem partículas suspensas no ar. Esse muco também recobre toda a mucosa nasal. Assim, o que não foi filtrado pelas vibrissas pode ficar aderido ao muco do restante da cavidade. A mucosa da cavidade nasal possui muitos vasos sanguíneos para cumprir suas funções, o que faz com ela seja propensa a sangramentos nasais chamados de epistaxes. Esses sangramentos podem ocorrer por vários fatores, como impactos sobre o nariz, pressão alta e ressecamento da mucosa. A região de condução é a área por onde o ar passa. Nela, ficam as conchas nasais média e inferior (também chamadas de cornetos), que são estruturas ósseas recobertas pela mucosa nasal, e seus respectivos meatos, isto é, os espaços entre as conchas. A concha nasal superior marca a região olfatória, que fica situada logo abaixo do teto da cavidade nasal, próxima à concha nasal superior. As estruturas que acabamos de estudar podem ser vistas na imagem a seguir. 88 Cavidade nasal Concha nasal superior Meato nasal superior Concha nasal média Ato do meato médio Concha nasal inferior Vestíbulo do nariz Meato nasal inferior Tonsila faríngea (adenoide, se aumentada) Cóano Fonte: NETTER, 2011, p. 37. (Adaptado). Para auxiliar na adequação do ar que entra em nosso corpo, existem os seios paranasais, que são cavidades em alguns ossos do crânio que contêm ar. Os seios paranasais são: seios maxilares, seios etmoidais, seio esfenoidal e seio frontal, ilus- trados na imagem a seguir. Todos eles possuem aberturas que os comunicam com a cavidade nasal e são revestidos internamente pelo mesmo tipo de mucosa dessa cavi- dade. Processos patológicos que afetem a mucosa podem se espalhar para a mucosa dos seios e desencadear sinusite, caracterizada pela presença de uma secreção que preenche os seios no lugar do ar. Seios paranasais Seio frontal Seio esfenoidal Seio maxilar Seio etmoidal © D el la _L in er / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . © V la di sl av G aj ic // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 89 Se respirarmos corretamente pelo nariz, o próximo órgão na passagem do ar será a faringe. Ela tem o formato de um tubo muscular situado logo atrás da cavidade nasal, da cavidade oral e da laringe, possuindo três porções relacionadas a elas. A primeira é a porção nasal da faringe (superior) ou nasofaringe, que continua logo após a cavidade nasal e permite a condução do ar. Nela, ficam localizadas as tonsilas faríngicas, como pode ser visto na imagem “Cavidade nasal”. Quando aumen- tadas devido a um processo patológico, são conhecidas como adenoides. A porção bucal da faringe (média) ou orofaringe é a porção que pertence tanto ao sistema respiratório quanto ao sistema digestório, uma vez que permite a passagem do ar (função respiratória) e participa da deglutição (ingestão) de alimentos (função digestória). É nesse local que ficam as tonsilas palatinas (amígdalas). A porção laríngea da faringe (inferior) ou laringofaringe é a última porção da faringe localizada atrás da laringe, por onde passa apenas o ar e onde ocorre a fonação (fala). Nessa porção, a faringe continua servindo como trajeto para ar e para o alimento e, a partir dela, o ar é conduzido para a traqueia, e o bolo alimentar, para o esôfago. Todas as porções da faringe podem ser observadas na figura a seguir. Porções da faringe Palato mole Lábios Nariz Epiglote Língua Esôfago (via digestória) Traqueia (via respiratória) Nasofaringe Orofaringe Laringofaringe © s to ck sh op pe / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . Após passar pela cavidade nasal e pela faringe, o ar chega até a laringe, um tubo cartilaginoso situado na frente do nosso pescoço, que pode ser palpado, ou seja, tocado com as mãos. Ela é constituída por um conjunto de cartilagens: cartilagem epiglote, cartilagem tireoide, cartilagem aritenoide e cartilagem cricoide, ilus- tradas na próxima figura. 90 Cartilagens da laringe Cartilagem epiglote Cartilagem tireoide Cartilagem aritenoide Cartilagem cricoide Vista anterior Vista posterior © T efi / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . Como também é possível ver na imagem, logo abaixo da cartilagem cricoide da laringe, está a traqueia, constituída por 18 a 20 anéis incompletos de cartilagem, cada um preso a outro pelos ligamentos anulares de tecido fibroso que conferem mobili- dade ao pescoço. Na parte posterior, a abertura dos anéis é fechada pela membrana da traqueia, que é elástica e permite a expansão do esôfago (situado posteriormente à traqueia) quando deglutimos volumes alimentares grandes. A traqueia termina numa cartilagem chamada de carina da traqueia, e a partir dela, os brônquios se ramificam sucessivamente, formando uma imagem que lembra uma árvore, como mostra a imagem a seguir. É daí que vem o nome árvore brônquica para toda a ramificação dos brônquios. Traqueia e ramificações dos brônquios Traqueia Carina da traqueiaBrônquio © A le x M it / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 91Durante todo o trajeto do ar, desde a cavidade nasal até os bronquíolos termi- nais da árvore brônquica, o ar foi apenas conduzido, sem captação de oxigênio para as células, o que acontecerá somente na respiração pulmonar. Esse processo é executado pelas vias aéreas respiratórias. 4.1.2 Vias aéreas respiratórias As vias aéreas respiratórias são constituídas pelas estruturas que não apenas conduzem o ar, mas também realizam troca gasosa, ou seja, hematose, uma vez que suas paredes são constituídas por um tipo de epitélio especial (tecido de revestimento) adaptado. Essa adaptação garante que os gases o atravessem, porque as membranas que esse epitélio forma e que constituem as paredes dessas vias aéreas são suficiente- mente delgadas, ao contrário das outras vias, cujos epitélios de revestimento não são especializados. Em nosso corpo, as estruturas que possuem essas características e, portanto, integram a porção respiratória das vias aéreas, são: bronquíolo respiratório, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos, estruturas que compreenderemos mais adiante, ao estudarmos a ramificação ou segmentação dos brônquios. 4.1.3 Funções das vias aéreas O ar que é conduzido pelas vias áreas deve chegar aos alvéolos livre de partí- culas ou micro-organismos o máximo possível e também deve estar numa temperatura próxima a do corpo (36,5°C) e adequadamente úmido. As vias aéreas são construídas de modo a contribuir para essa adequação do ar com estruturas que vão participar da filtração do ar e da regulação de sua temperatura e umidade. A primeira via aérea que entra em contato com o ar é nosso nariz. As funções da cavidade nasal são: Conduzir o ar da entrada da cavidade nasal pelas narinas até o começo da faringe, que fica logo após as conchas nasais; Filtrar partículas do ar por meio das vibrissas do vestíbulo nasal e partículas menores – que ficam aderidas no muco – porque não devem chegar aos pulmões, onde obstruiriam os alvéolos; Adequar a temperatura e da umidade do ar externo de acordo com a situação corporal, o que ocorre devido ao contato do ar com a mucosa úmida e aquecida que recobre as conchas nasais; 92 Realizar a olfação, por intermédio das fibras do nervo olfatório que atravessam o osso etmoide; Ajudar na fonação, por atuar como uma câmara de ressonância que amplia, modifica ou prolonga o som. O ar, então, segue seu trajeto pela faringe, que serve para passagem tanto do ar quanto de alimento, e pela laringe. Apesar dos nomes semelhantes, essas estruturas têm constituição e funcionamento distintos, e diferenciá-las é muito importante na prática de profissionais da saúde. A faringe é uma via tanto respiratória quanto digestória, mas a laringe é exclu- sivamente respiratória, e qualquer corpo estranho que passar por ela ficará alojado no interior do pulmão, ocasionando distúrbios patológicos. Nesse sentido, a epiglote, logo na entrada da laringe, desempenha um papel fundamental, agindo de forma reflexa para fechar a laringe quando engolimos um alimento para que nenhum corpo estranho sólido ou líquido entre nas vias aéreas. Mesmo assim, engasgos podem acontecer. Caso ocorra obstrução do fluxo aéreo, a melhor técnica para expelir o corpo estranho é a manobra de Heimlich, que funciona da seguinte forma: uma pessoa deve se posicionar atrás da vítima e envolver com os braços seu tórax, na região logo abaixo das últimas costelas, com as mãos se entrela- çando na frente. Feito isso, a pessoa deve se realizar uma compressão forte e súbita para dentro e para cima, que vai aumentar a força da expiração da vítima, fazendo-a expelir o corpo estranho. Manobra de Heimlich © L Sk yw al ke r / / Sh ut te rs to ck 93 Nos hospitais, é comum o uso de duas sondas que passam pela laringe e pela faringe quando os pacientes não conseguem tossir nem expectorar ou quando não podem se alimentar por estarem muito fracos, sedados ou em coma. A sonda nasotra- queal (que passa pelo nariz, faringe, laringe e traqueia) é usada para aspirar secreções pulmonares, e a sonda nasogástrica (que passa pelo nariz, faringe, esôfago e estô- mago) conduz substâncias nutritivas. Por que a sonda de alimentação não é feita pela boca, e sim pelo nariz? Porque se fosse intro- duzida na boca, desencadearia o reflexo de vômito quando alcançasse o final da língua. A laringe ainda está associada a outra importante função de nosso organismo: a produção da voz. É o que veremos a seguir. 4.1.4 Produção de voz A elaboração da fala é chamada de fonação. Para articularmos uma simples palavra, várias estruturas anatômicas são recrutadas e trabalham de forma sincroni- zada e harmônica. Entre essas estruturas, estão pequenos músculos que movem carti- lagens onde as cordas vocais estão fixadas. Na cavidade da laringe, ficam as pregas vocais (ou cordas vocais) fixadas ante- riormente na parte de dentro da cartilagem tireoide e posteriormente nas cartilagens aritenoides. Vários pequenos músculos movem essas cartilagens, fazendo com que as pregas vocais sejam tensionadas ou relaxadas. O grau de tensão ou relaxamento inter- fere na tonalidade dos sons. Se as pregas ficam tensas, o som produzido é agudo e, se ficam relaxadas, o som é grave. Existem dois tipos de pregas. O primeiro é o das pregas vocais verdadeiras, também conhecidas como glote. O espaço entre elas é chamado de rima da glote. Um pouco abaixo da entrada na laringe, estão localizadas as pregas vestibulares ou pregas vocais falsas, que não participam da produção da voz, mas sim, são respon- sáveis por manter uma pressão do ar na cavidade torácica, que pode aumentar quando fazemos força. Conhecer a estrutura interna da laringe é importante para compreender o que ocorre em situações como o edema de glote, que é o inchaço das pregas vocais decor- rente de reação alérgica, que pode evoluir para um fechamento da passagem do ar entre as pregas, desencadeando asfixia e morte por parada respiratória. As pessoas podem desenvolver alergia aos mais variados fatores, como remédios, corantes alimentícios e até alguns tipos de alimentos, como frutos do mar. Em situações como 94 essa, o encaminhamento ao hospital deve ser imediato, onde substâncias antialérgicas poderão ser aplicadas via oral ou injetável (intramuscular ou endovenosa). A escolha dependerá do grau de fechamento da passagem do ar que causa dificuldade respira- tória crescente (dispneia). 4.2 Respiração pulmonar A respiração pulmonar acontece por meio da membrana respiratória ou membrana alveolocapilar, que é formada pela parede alveolar e a parede capilar. Embora cada membrana seja constituída por células que formam um epitélio pavi- mentoso simples e acabam por formar duas paredes, a espessura, mesmo dupla, ainda é muito fina. Assim, moléculas de oxigênio conseguem atravessar essa parede e passar para o sangue, também atravessando a parede dos capilares sanguíneos que circundam os alvéolos. Da mesma forma, moléculas de dióxido de carbono passam através da parede do capilar e do alvéolo, indo para seu interior. 4.2.1 Mecânica da ventilação pulmonar Vários músculos trabalham para produzir os movimentos respiratórios de inspiração e expiração que garantem, em conjunto, a mecânica da ventilação pulmonar. Esses músculos se dividem em dois grupos: os músculos respiratórios principais e os acessórios. Músculos respiratórios Esternoclidomastóideo Escalenos Intercostais externos Intercostais internos (parte intercondral) Diafragma Intercostais internos (excluindo a parte intercondral) Oblíquo externo do abdome Oblíquo interno do abdome Transverso do abdome Reto do abdome Fonte: VAN DE GRAAF, 2003, p. 620. (Adaptado). © F ab ri CO 95 Os músculos respiratórios principais agem tanto na inspiração tranquila quanto na forçada aumentando a caixa torácica para a entrada do ar nos pulmões. O diafragma, com formato de cúpula, separa a cavidade torácica da cavidade abdominal e contrai e desce durante a inspiração, aumentando acavidade torácica longitudinalmente. Já os músculos intercostais externos, localizados entre as costelas, contraem e elevam-nas, aumentando a cavidade transversalmente. Os músculos respiratórios acessórios atuam na inspiração ou na expiração forçada. Os que atuam como acessórios inspiratórios são: músculo esternocleidomas- toide, músculos escalenos (situados na lateral do pescoço) peitoral maior, peitoral menor, entre outros, que agem elevando o osso esterno e as primeiras costelas, contribuindo para um maior aumento da caixa torácica para uma maior expansão pulmonar. Já os músculos intercostais internos e abdominais atuam durante a expi- ração forçada que ocorre quando tossimos, assopramos com força ou nos exercitamos. Eles puxam as costelas para baixo, diminuindo a caixa torácica e consequentemente comprimindo os pulmões e os músculos abdominais, criando uma compressão sobre os órgãos do abdome. Essa movimentação força o diafragma para cima, aumentado a compressão dos pulmões e favorecendo a expiração. Na sequência, descobriremos as diferenças entre os dois pulmões e conheceremos o local pelo qual várias estruturas se relacionam com os pulmões. 4.2.2 Hilo, raiz e lobos pulmonares O ar inalado pelo nariz entra nos pulmões por meio do hilo ou raiz pulmonar, uma região na face medial dos pulmões onde se encontra o ponto por onde estru- turas entram ou saem dele. É como se fosse a “porta” dos pulmões. Nos hilos direito e esquerdo, encontram-se os brônquios principais, a artéria pulmonar, veias pulmonares, vasos linfáticos e nervos, elementos que podem ser vistos na figura a seguir. 96 Anatomia do pulmão Ápice Área para traquéia e esôfago Sulco para o arco da aorta Fissura oblíqua Artéria pulmonar Brônquio Manguito pleural Veias pulmonares Sulco para a parte descendente da aorta Ligamento pulmonar Área para o esôfago Sulco para a Artéria subclávia Sulco para a 1ª costela Margem anterior Impressão cardíaca Incisura cardíaca Língula Fissura oblíqua Face diafragmáticaMargem inferior Linfonodo broncopulmonar(hilar) Fonte: MOORE; DALLEY; AGUR, 2010, p. 112. (Adaptado). Os pulmões são compostos por lobos, que são separados pelas fissuras e formados por pequenas partes denominadas segmentos. O pulmão direito possui três lobos: superior, inferior e médio, separados pelas fissuras oblíqua e horizontal. O pulmão esquerdo possui apenas dois lobos: superior e inferior, separados pela fissura oblíqua, porque o coração ocupa o espaço que seria do lobo médio. Lobos e fi ssuras do pulmão Ápice Lobo superior ANTERIOR Fissura horizontal Fissura oblíqua Fissura oblíqua (a) Vista lateral do pulmão direito (b) Vista lateral do pulmão esquerdo Lobo inferior Lobo inferiorPOSTERIOR Incisura cardíaca Lobo médio Base Fonte: TORTORA, 2007, p. 792. (Adaptado). © F ab ri CO © D es ig nu a // Sh ut te rs to ck . ( A da pt ad o) . 97 Cada brônquio é uma via aérea que conduz o ar para uma parte específica, o que compreenderemos no próximo item. 4.2.3 Segmentação dos brônquios Os brônquios se originam a partir da traqueia e vão sofrendo várias ramificações, como mostra a imagem a seguir. Árvore brônquica Laringe Traqueia Carina Brônquio principal esquerdo Brônquio lobar esquerdo Brônquíolo Brônquíolo esquerdo Brônquio segmentar esquerdo Pleura visceral Pleura parietal Pleura pleural Brônquio principal direito Brônquio lobar direito Brônquíolo Brônquíolo terminal direito Brônquio segmentar direito Fonte: TORTORA, 2007, p. 787. (Adaptado). A denominação de cada brônquio está relacionada à parte para onde ele conduz o ar: Brônquios pulmonares ou principais Conduzem ar para os pulmões direito e esquerdo.1 Brônquios lobares Originam-se a partir da ramificação dos brônquios pulmonares e conduzem ar para os lobos.2 Brônquios segmentares Originam-se dos brônquios lobares e conduzem ar para cada segmento dos lobos.3 © s ci en ce pi cs // S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . 98 A partir dos brônquios segmentares, começam ramificações ainda menores, os bronquíolos terminais (que não possuem alvéolos brotando de suas paredes) e, por fim, os bronquíolos respiratórios (que possuem alvéolos que realizam hematose, por isso, recebem o nome de respiratórios). Podemos, então, compreender a sequência da árvore brônquica da seguinte forma: Ramificação da árvore brônquica Traqueia Bronquíolos Brônquio principal (primário) Bronquíolos respira- tórios terminais Brônquio lobar (secundário) Brônquio segmentar (terciário) Fonte: TORTORA, 2007, p. 787. (Adaptado). Assim como os bronquíolos respiratórios, os alvéolos também são vias aéreas respiratórias. Eles possuem células alveolares formando suas finíssimas paredes e células secretoras que produzem um fluido alveolar umidificador do ar e das paredes que contém uma substância chamada de surfactante. Se um alvéolo esvaziar, suas paredes tendem a colapsar, ou seja, grudar, e a substância surfactante tem a função de tentar reduzir essa tendência. Por fim, no interior dos alvéolos ainda existem macró- fagos, células que fagocitam, ou seja, ingerem quaisquer partículas estranhas. As membranas que revestem, envolvem e protegem os pulmões e a caixa torácica por dentro são denominadas pleuras e estão distribuídas da seguinte maneira: pleura pulmonar, aderida diretamente aos pulmões, e pleura parietal, que é uma continui- dade da pleura pulmonar e se adere internamente à parede da caixa torácica. 99 Pleuras Pleura parietal Cavidade pleural Pleura pulmonar © A lil a M ed ic al M ed ia / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . Entre as pleuras, existe um espaço pleural, também chamado de cavidade pleural, que contém o líquido pleural, com a função de lubrificação e redução de atrito entre as pleuras. Nesse espaço, deve haver apenas uma pequena quantidade de líquido pleural, caso ela aumente, ocorre o derrame pleural. Se houver ar entre as pleuras, denominamos pneumotórax, se existir sangue, dizemos hemotórax, e a presença de pus é o que chamamos de empiema. Todas essas condições patológicas precisam ser rever- tidas com a retirada da substância estranha do espaço pleural por intermédio de um dreno, colocado nos últimos espaços entre as costelas. Após vermos as membranas relacionadas aos pulmões e à caixa torácica e como estão distribuídas, veremos como acontece o processo de hematose, que é o objetivo de todos os órgãos que compõem o sistema respiratório. 4.2.4 Hematose Fisiologicamente, a respiração consiste na captação do gás oxigênio, proveniente do ar atmosférico que chega, por meio da inspiração, pelas vias aéreas e vai até os alvéolos. Neles, o oxigênio passa através da membrana respiratória para o sangue dos capilares. A troca de gases que ocorre nos pulmões entre os alvéolos e o sangue dos capilares pulmonares é chamada de hematose ou respiração externa e inclui também a passagem de dióxido de carbono do sangue capilar para o alvéolo, de onde será eliminado durante a expiração, fazendo o caminho oposto do oxigênio. 100 A pressão de um gás em uma mistura é denominada pressão parcial. Na hema- tose, cada gás passa, por difusão, de uma área onde sua pressão parcial é maior para outra, em que sua pressão parcial é menor. Desse modo, a hematose ocorre para transformar o sangue com pressão parcial baixa em oxigênio (sangue desoxigenado/ venoso) em sangue com pressão parcial alta de oxigênio (sangue oxigenado/arterial) Difusão é o processo no qual um gás passa de uma área onde sua pressão parcial é maior para outra em que sua pressão parcial é menor. A qualidade da captação de oxigênio pelos capilares depende da integridade e disponibilidade dos alvéolos e dos capilares, cujas paredes sobrepostas formam a membrana respiratória. Assim, quanto mais alvéolos estiverem livres de lesões, secre- ções ou partículas que poderiam obstruí-los e quanto mais capilares estiverem íntegros, melhor e mais efetiva será a hematose.4.3 Respiração tecidual A troca de gases entre as células dos tecidos e o sangue, quando as células recebem o oxigênio e entregam o dióxido de carbono, é chamada de respiração teci- dual ou respiração interna. Nesta seção, elucidaremos esse processo, compreen- dendo o transporte de oxigênio para os tecidos e o trajeto do dióxido de carbono, o gás que deve ser eliminado de nosso organismo. 4.3.1 Transporte de oxigênio para os tecidos O sangue rico em oxigênio é distribuído para as células do corpo, por toda a rede arterial, para realização de suas atividades metabólicas. Esse transporte ocorre com o auxílio da hemoglobina, uma proteína plasmática contida nas hemácias ou eritrócitos (glóbulos vermelhos). Isso porque a parte líquida do sangue é o plasma, e o oxigênio não se dissolve em solução aquosa com facilidade. Assim, o oxigênio é conduzido agregado à hemoglobina num conjunto denominado oxiemoglobina. Essa ligação é reversível de acordo com as necessidades celulares, então, quando o plasma sanguíneo contém muito oxigênio (pressão parcial de oxigênio alta), ele se liga proporcionalmente à hemoglobina, que atua como meio de transporte. 101 4.3.2 Absorção de oxigênio pelas células No plasma dos tecidos, onde a quantidade de oxigênio é pequena, a hemoglobina libera o oxigênio, que se difunde do plasma para o líquido intersticial e dali para as células. As células, então, recebem e consomem o oxigênio trazido pelo sangue para produzir, em seu interior, reações metabólicas que geram ATP (adenosina trifos- fato), que é um composto relacionado ao fornecimento de energia para o corpo. Esse processo é a respiração celular, e seu produto tóxico é o dióxido de carbono. 4.3.3 Difusão de dióxido de carbono para o líquido extracelular Quantidades aumentadas de dióxido de carbono podem produzir uma condição patológica chamada de acidez, que pode ser tóxica para as células. Por essa razão, ele precisa ser eliminado do organismo. Para tanto, ele segue o seguinte trajeto: primeiro, é transportado pelo sangue até os alvéolos e atravessa a membrana respiratória por difusão, uma vez que a pressão parcial de dióxido de carbono será maior no sangue do que no alvéolo. Os alvéolos, então, recebem esse gás dos capilares e os eliminam pelas vias aéreas no processo de expiração, que ocorre no sentido contrário ao da inspiração. 4.3.4 Transporte de dióxido de carbono para os pulmões De acordo com Martini (2009) e Tortora e Grabowski (2006), o dióxido de carbono pode ser conduzido num percentual de 9% dissolvido no plasma, em 13% ligado à hemoglobina (constituindo a carbaminoemoglobina) e, na maior porcentagem, na forma de íons bicarbonato (HCO3). A pressão parcial de dióxido de carbono das células teciduais (45 mmHg) é maior do que a do sangue contido no capilar (40 mmHg), por isso, o gás passará das células para o sangue por difusão, através do líquido intersticial Tanto o sistema respiratório quanto o sistema circulatório contribuem para captação de oxigênio e eliminação de dióxido de carbono. O coração recebe e bombeia o sangue, mantendo uma circulação contínua. O trajeto que conduz o sangue do coração até os pulmões para oxigenação e depois de volta dos pulmões para o coração é chamado de pequena circulação ou circulação pulmonar, que faz o trajeto: coração – pulmão – coração. Depois, o sangue rico em oxigênio de que as células precisam é bombeado pelo coração para o corpo num trajeto maior, chamado de grande circu- lação ou circulação sistêmica, que compreende: coração – corpo – coração. Vimos que o sistema respiratório trabalha em sincronia e parceria com o sistema sanguíneo, mas quem controla para que suas funções sejam executadas dentro de um equilíbrio é o sistema nervoso. Veremos agora como acontece esse controle. 102 4.4 Regulação da respiração O sistema nervoso controla todas as funções de nosso corpo por meio dos neurô- nios, incluindo nossos processos respiratórios, que são resultados de ações musculares e possuem ritmo e frequência que precisam estar adequados às demandas de oxigênio geradas pelas atividades que o corpo executa. Núcleos que constituem o centro respiratório Ponte Bulbo Centro pneumotáxico Centro apnêustico Centro expiratório Centro inspiratório © B la m b / / S hu tt er st oc k. (A da pt ad o) . As partes que controlam os eventos respiratórios são formadas por grupos de neurônios ou núcleos localizados no encéfalo, que constituem o centro respiratório. 4.4.1 Centro respiratório O centro respiratório é organizado em três pares de núcleos. A área bulbar, da ritmicidade ou centro rítmico da respiração controla o ritmo básico da respiração e possui duas subáreas: a área inspiratória ou grupo respiratório posterior (também denominada centro inspiratório) e o grupo respiratório anterior (também chamado de centro expiratório). Na ponte, estão localizados dois centros: apnêutico e pneu- motáxico, que controlam a velocidade e a profundidade da respiração respondendo a alguns estímulos sensitivos ou a comandos de centros superiores. 4.4.2 Influências sobre o centro respiratório O ritmo, a frequência e as ações musculares respiratórias são determinados e coordenados por áreas do tronco encefálico, mas outras áreas do encéfalo e vários fatores podem interferir nesses e em outros fatores, como os seguintes: 103 Nosso córtex cerebral é a área do sistema nervoso que exerce controle sobre todas as funções neurológicas, mesmo quando atribuídas a outras partes do encéfalo. Dessa forma, mesmo que o bulbo do tronco encefálico seja a principal área relacionada ao controle respiratório, nosso córtex pode modificar nossa respiração de acordo com nossa vontade, embora não consiga produzir uma parada voluntária em função de mecanismos neurológicos protetores de centros respiratórios. Controle voluntário Os níveis dessas substâncias nos fluidos corporais são controlados por quimiorreceptores, que são neurônios especiais sensíveis às alterações dos níveis adequados dos gases. Níveis de dióxido de carbono e oxigênio A frequência respiratória pode aumentar frente a situações de febre e exercícios físicos e dimi- nuir em casos de hipotermias. Temperatura corporal Dores intensas e súbitas podem produzir paradas respiratórias temporárias ou aumentar a frequência respiratória quando atingem pele, ossos músculos e articulações. Quando a dor é proveniente de algum órgão, entretanto, geralmente diminui a frequência. Impulsos dolorosos Situações de ansiedade, alegria e tristeza extremas, depressão, medo etc., controladas pelo sistema límbico e hipotálamo, podem desencadear impulsos que serão enviados a centros respiratórios e produzirão alterações na respiração. Fatores emocionais São estruturas neurológicas especiais que inspecionam os movimentos articulares e musculares e enviam impulsos nervosos ao centro respiratório do bulbo dependendo da intensidade das atividades físicas e da quantidade de oxigênio que demandarão. Proprioceptores articulares e musculares 104 O processo de respiração é complexo e envolve muitas variáveis, portanto, o sistema nervoso tem um papel primordial. É ele que controla os músculos que atuam na inspiração e na expiração, como veremos a seguir. 4.4.3 Controle dos músculos inspiratórios e expiratórios De acordo com Martini (2009), o grupo respiratório posterior exerce controle sobre neurônios motores que produzem a contração dos principais músculos da inspi- ração (músculo diafragma e músculos intercostais), atuando tanto na respiração normal quanto na respiração forçada. O grupo respiratório anterior, por sua vez, atua somente durante a respiração forçada, exercendo controle sobre neurônios motores que inervam músculos acessó- rios que contraem na expiração ativa e na inspiração máxima. Os neurônios do grupo respiratório anterior relacionados com a respiração ativa são, algumas vezes, conside- rados componentes do centro expiratório. 4.4.4 Doença pulmonar obstrutiva crônicaExiste um grupo de doenças respiratórias muito comuns conhecidas pela sigla DPOC, que significa doenças pulmonares obstrutivas crônicas. A asma, a bronquite e o enfisema fazem parte desse grupo de enfermidades. A asma é uma doença inflamatória das vias aéreas, desencadeada por processos alérgicos em resposta a fatores como pólen, ácaros, certos medicamentos (aspirina e antiinflamatórios) e alguns produtos químicos (perfumes, produtos de limpeza), entre outros. Os sinais e sintomas incluem tosse, geralmente produtiva (que produz secreção), falta de ar, cianose de extremidades (unhas e lábios azulados) e “chio de peito”. Esse “chio” ou sibilo é um som produzido pela passagem dificultada do ar pelos bronquíolos que estão estreitados pela contração de pequenos músculos lisos situados ao redor de suas paredes, em função da reação alérgica. A asma pode levar à morte se essa constrição não for revertida, e o tratamento consiste em medicamentos bronco- dilatadores e antiinflamatórios e fisioterapia. A bronquite também é um processo inflamatório e é caracterizada por produção excessiva de muco (secreção) e edema (inchaço interno) das vias aéreas. A mucosa que reveste as vias aéreas internamente, principalmente os brônquios, produz muco em quantidade proporcional a fatores alérgenos ou irritantes. Assim, quanto mais exposta à inalação de substâncias irritantes, como fumaça do cigarro e poluição, maior quantidade de muco será produzida. Para ser considerada crônica, a bronquite deve perdurar por pelo menos três meses num ano e se repetir por dois anos consecutivos. O tratamento consiste em medidas para reduzir a resposta inflamatória e eliminar as 105 secreções com medicamentos e fisioterapia, além disso, é essencial afastar a pessoa dos fatores desencadeantes. O enfisema é uma doença respiratória presente na maioria dos fumantes e também nas pessoas não fumantes, mas muito expostas à fumaça do cigarro, isto é, fumantes passivos. Em função das substâncias tóxicas presentes na fumaça inalada do cigarro, ocorre uma destruição das paredes que separam os alvéolos, tornando-os incapazes de participar da hematose. Sem as paredes divisórias, os sacos alveolares formam “bolhas de ar morto”. Assim, as pessoas com enfisema têm muita falta de ar, porque as áreas respiratórias destruídas não captarão oxigênio, mesmo cheias de bolhas de ar. A eficácia funcional e a adequação estrutural de cada sistema de nosso orga- nismo dependem da quantidade e da qualidade do suprimento de oxigênio recebido e da prontidão com a qual o dióxido de carbono é eliminado. Assim, ao término deste capítulo, podemos concluir que não basta respirar de forma superficial e inadequada. Uma melhor captação de oxigênio e eliminação de dióxido de carbono repercute dire- tamente na melhora qualidade de vida, assim como o inverso é verdadeiro. Pessoas que respiram superficialmente ou que possuem distúrbios ou patologias que compro- metam a hematose direta ou indiretamente terão várias consequências danosas para o funcionamento do seu corpo, desde as mais simples, como dores de cabeça e dificul- dade de concentração, como as mais complexas, que acarretam prejuízo nos órgãos e sistemas e em suas funções. 106 Referências HERLIHY, B.; MAEBIUS, N. K. Anatomia e Fisiologia do Corpo Humano Saudável e Enfermo. Barueri: Manole, 2002. MARTINI, F. H. Anatomia Humana. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. MOORE, K. L.; DALLEY, A. F.; AGUR, A. M. R. Anatomia Orientada para a Clínica. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. NETTER, F. H. Atlas de Anatomia Humana. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011. TORTORA, Gerard J. Princípios de Anatomia Humana. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. ______ ; GRABOWSKI, S. R. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. ______; NIELSEN, M. T. Princípios de Anatomia Humana. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013 VAN DE GRAAFF, K. M. Anatomia Humana. 6. ed. Barueri: Manole, 2003.