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CADERNO DE ESTUDOS ANATOMIA E FISIOLOGIA • Graduada em Odontologia pela Universidade Federal de San- ta Catarina (UFSC - 2012) • Especialista em Odontologia do Esporte pela Universidade Po- sitivo (UP-2014) • Especialista em Endodontia pelo Centro Universitário Ingá (UNINGÁ - 2015) • Mestre em Odontologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC - 2015) • Doutor em Odontologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC - 2019) • Professora da faculdade de Odontologia do Centro Universitá- rio Avantis (Uniavan) • Professora do curso de especialização em Endodontia e Odon- tologia do Esporte do Instituto Orofacial das Américas (IOA Style - Balneário Camboriú) • Presidente da Academia Brasileira de Odontologia do Esporte (ABROE) Ana Clara Loch Padilha SOBRE OS AUTOR A U T O R A • Bacharel e Licenciada em Ciências Biológicas, pelo Instituito de Biociências de Botucatu, da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP - 2012). • Mestra em Biologia Celular, Estrutural e Funcional, pelo Instituito de Biociências de Botucatu, da Universidade Estadual Paulista Jú- lio de Mesquita Filho (UNESP - 2015). • Doutora em Biologia Celular, Estrutural e Funcional, pelo Instituito de Biociências de Botucatu, da Universidade Estadual Paulista Jú- lio de Mesquita Filho (UNESP - 2019). • Doutorado sanduíche na Escola de Medicina da University of Virgi- nia – EUA (2018-2019). • Professora do curso de Biomedicina e Farmácia, do Centro Univer- sitário Avantis (UNIAVAN). • Professora do curso de Medicina, da Universidade do Vale do Itajaí (Univali). • Professora do curso de Medicina, do Centro Universitário de Brus- que (UNIFEBE). Talita De Mello Santos SOBRE OS AUTOR A U T O R A DISCIPLINA: ANATOMIA HUMANA APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA ...................................................8 OBJETIVO DA DISCIPLINA ..........................................................9 CAPÍTULO I - SISTEMA ESQUELÉTICO ...................................11 CAPÍTULO II - SISTEMA MUSCULAR ........................................16 2.1 MÚSCULOS CUTÂNEOS OU DA MÍMICA ...............................17 2.2 MÚSCULOS DA MASTIGAÇÃO ................................................18 2.3 MÚSCULOS SUPRA-HIÓIDES ..................................................20 CAPÍTULO III - SISTEMA ARTICULAR ......................................21 3.1 CARTILAGEM .............................................................................21 3.2 ARTICULAÇÃO TEMPORO MANDIBULAR .............................22 CAPÍTULO IV - SISTEMA CARDIOVASCULAR ...........................24 CAPÍTULO V - SISTEMA NERVOSO ..........................................25 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................27 REFERÊNCIAS ................................................................................28 SUMÁRIO S U M Á R IO S U M Á R IO DISCIPLINA: FISIOLOGIA HUMANA APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA ......................................................30 OBJETIVO DA DISCIPLINA .............................................................31 CAPÍTULO 1 – CÉLULAS: UNIDADES MORFOFUNCIONAIS ............ ........................................................................................................33 1.1 CONSTITUIÇÃO DA CÉLULA .........................................................34 1.2 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS CÉLULAS ....................................35 1.3 HOMEOSTASIA ...............................................................................37 1.4 TRANSPORTE CELULAR ...............................................................38 CAPÍTULO 2 – PROPRIEDADES ELÉTRICAS DA MEMBRANA PLASMÁTICA .................................................................................44 2.1 DIFERENÇA DE POTENCIAL DENTRO E FORA DA CÉLULA ........ .................................................................................................................44 2.2 POTENCIAL DE AÇÃO ....................................................................45 CAPÍTULO 3 – OS SISTEMAS ........................................................49 3.1 SISTEMA NERVOSO .......................................................................49 3.4 SISTEMA CIRCULATÓRIO SANGUÍNEO .....................................59 3.6 SISTEMA EXCRETOR ....................................................................66 3.7 SISTEMA RESPIRATÓRIO .............................................................69 3.8 SISTEMA DIGESTÓRIO ..................................................................73 3.9 SISTEMA ENDÓCRINO ..................................................................79 3.10 SISTEMA REPRODUTOR .............................................................86 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................89 REFERÊNCIAS .....................................................................................90 A Anatomia é a ciência que estuda macro e microscopica- mente a constituição e o desenvolvimento dos seres organizados. O corpo humano é formado por células, que se diferenciam e se agrupam, formando tecidos. Os tecidos, por sua vez, dão origem aos órgãos, sendo cada órgão, formado por vários diferentes teci- dos. Finalmente os órgãos são agrupados em sistemas, os quais se combinam para formar um organismo. O sistema estomatognático é o sistema que a Odontologia estuda e trabalha. Este sistema é indivisível do resto do organismo e, como tal, se deve compreender, diagnosticar e tratar. Cumpre uma serie de funções, entre as quais se podem citar quatro princi- pais: Mastigação, Deglutição, Respiração e Fonoarticulação. Este sistema, que é a área de atuação de todos os profis- sionais da Odontologia, é composto por componentes ósseos, musculares, articulares, cartilaginosos, nervosos, sanguíneos, epiteliais, conjuntivos, dentre outros, o que o torna igualmente complexo e um excelente tema para estudo. APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINAA P R E S E N T A Ç Ã O EMENTA Contextualizar os processos celulares com os aspectos da Anatomia humana. Proporcionar condições para que o discente pos- sa construir os conhecimentos básicos da Anatomia humana. Criar situações para que o estudo da Anatomia permita o desenvolvimen- to de uma visão generalizada, e ao mesmo tempo pormenorizada do corpo humano, a qual é fundamental para apreensão das relações de interdependência entre os diversos sistemas que constituem o organismo humano. OBJETIVOS Apresentar e relembrar para o cirurgião-dentista estruturas anatômicas de interesse, priorizando estruturas da cabeça e pes- coço. OBJETIVO DA DISCIPLINA P L A N O D E E N S IN O PÁGINA 10 ANATOMIA PÁGINA 11 CAPÍTULO I - SISTEMA ESQUELÉTICO O sistema esquelético desempenha várias funções importantes, tais como: sustenta- ção dos tecidos moles de nosso corpo, proteção de nossos órgãos (um exemplo é a caixa torácica que protege o coração e os pulmões) e, em conjunto com os músculos, são res- ponsáveis pelos movimentos, armazenamento e liberação de vários minerais no sangue, produção de células sanguíneas (hemácias, leucócitos e plaquetas) e armazenamento de triglicerídeos (reserva de energia). Então, em suma, suas funções são: » Sustentação do corpo; » Proteção contra impactos. Vários ossos protegem órgãos importantes do corpo hu- mano, e um bom exemplo são os ossos do crânio que protege o encéfalo; » Atuação fundamental na locomoção (movimentação) dos seres humanos; » Armazenamento de energia: triglicerídeos são armazenados nas células de gordura da medula óssea amarela; » Produção de células sanguíneas: a medula óssea vermelha, presente na parte in- terna de alguns ossos, fabrica leucócitos, eritrócitos e plaquetas; » Armazenamento de minerais: o tecido ósseo é responsável por armazenar alguns minerais de fundamental importância para o corpo humano como, por exemplo, fósforo e cálcio. Quando ocorre a necessidade destes minerais, os ossos os liberam possibilitandoisto, há tempo suficiente, para que todo o sangue do átrio passe para o ventrículo. O retardo atrioventricular ocorre, porque as células do NAV são menores do que as demais células cardíacas, além de terem uma baixa quantidade de junções comunican- tes presentes nos discos intercalares. Quando o potencial de ação passa o NAV e atinge as fibras de Hiss-Purkinje, ele é rapidamente distribuído para as duas câmaras ventriculares, fazendo com que o músculo bata de forma única e exerça a força necessária para impelir o sangue do coração. PÁGINA 63 Desse modo, o coração bate de forma independente de qualquer estímulo externo. Além disso, cabe destacar que o Sistema Nervoso Autonômo pode regular a função cardí- aca, mas não é capaz de iniciar os batimentos do coração. O Sistema Nervoso Parassimpático, através do nervo vago, projeta-se diretamente sobre os nodos, enquanto o Sistema Nervoso Simpático inerva todo o coração. A acetil- colina liberada pelo vago promove a desaceleração cardíaca, por reduzir a frequência do marca-passo. Contudo, se esta desaceleração, for muito acentuada, pode resultar em uma diminuição da força de contração. Em contrapartida, a noradrenalina (neurotransmissor do Sistema Nervoso Simpático) ou a adrenalina (hormônio circulante liberado pela medula da glandula suprarrenal) induz a aceleração do coração e o aumento da força de contração. Esse balanço entre os Sitemas Simpático e Parassimpático não pode ser considerado uma soma algébrica, porque o parassimpático inerva principalmente os nodos. Logo, uma estimulação simpática ou uma injeção de adrenalina, seguida a uma estimulação parassim- pática, pode fazer com que o marca-passo perca a sua função, aparecendo vários focos de geração de potencial de ação nas fibras de Hiss-Purkinge. Tal arritmia leva à contração dessincronizada do músculo cardíaco e dificulta, ou mesmo impede a ejeção de sangue, sendo ela conhecida como síncope branca. Outro ponto importante a considerar é o fato de que podemos controlar o nosso cora- ção através de reflexos muito comuns. Muitas vezes, vemos pessoas colocarem os pulsos sobre os olhos e fazerem uma pequena pressão, normalmente em situações de estresse e nervosismo. Esta manobra é apenas um reflexo, para aquietar o coração: por trás do globo ocular corre o nervo vago, que, ao ser pressionado, é estimulado e leva a uma redução da frequência cardíaca. A função do coração é ejetar o sangue para o organismo, e a eficiência cardíaca pode ser medida pela relação entre o sangue ejetado e a energia consumida. O ventrículo direito consome cerca de seis vezes menos energia que o ventrículo esquerdo, porque ejeta seis vezes menos sangue por batida. Lembrando que a energia utilizada vem através do ATP, molécula produzida durante o processo de respiração celular. O coração é alimentado através da circulação coronariana e, quando uma pessoa está em repouso, consome cerca de 96% do oxigênio que entra pelas artérias coronárias. PÁGINA 64 Para que haja aumento da quantidade de energia disponível para a vida normal e para os exercícios, há necessidade de aumentar o fluxo de sangue pelo coração. Portanto, o entu- pimento das coronárias leva a uma perda da função cardíaca. 3.4.2 PRESSÃO ARTERIAL A pressão arterial é uma função do débito cardíaco, contração das arteríolas e vole- mia. A diferença entre a pressão máxima (sistólica) e a pressão mínima (diastólica) asse- gura que o sangue flua dos vasos para os tecidos. Costuma-se dizer que, em um adulto normal, a pressão é de 120/80 mm Hg, mas este é um valor médio, que apresenta variação entre as diferentes pessoas e, no mesmo indivíduo, varia ao longo das 24 horas. O pico pressórico ocorre ao acordar, e a menor pressão é observada à noite. A pressão sanguínea normal varia ao longo dos diferentes segmentos do Sistema Cir- culatório. A pressão na aorta, artéria que sai do coração, é máxima, e o principal diferencial ocorre entre as pequenas artérias e os capilares. Então, é a contração das arteríolas que pode aumentar a dificuldade de o sangue atingir os capilares. A pressão arterial é ainda mais importante, se considerarmos que o fluxo sanguíneo para diferentes partes do corpo precisa atender as demandas do organismo, conforme a necessidade de cada tecido. Por exemplo, durante uma corrida, o organismo promove um grande aumento no flu- xo sanguíneo para regiões musculares, que estão altamente ativas, como os músculos da perna. Por isso, não é possível somente aumentar o fluxo geral, neste caso, mas os micro- vasos de cada tecido deverão monitorar continuamente as necessidades teciduais locais e, assim, regular a quantidade necessária para manter o funcionamento adequado do tecido. A regulação da pressão arterial é um sistema altamente complexo, o qual envolve res- postas diretas do coração (aumento ou diminuição do bombeamento de sangue) e das arté- rias (vasoconstrição ou vasodilatação), sendo mediadas pelo Sistema Nervoso Autônomo. PÁGINA 65 O controle do volume de líquido que é contido pelo Sistema Circulatório também é muito importante para a manutenção da pressão arterial. Hemorragias ou perdas de líqui- do para os tecidos podem levar à diminuição da pressão arterial. Em condições normais, o controle da perda de líquidos pelo rim é de extrema importância. Isso explica por que os diuréticos (medicamentos que levam a um aumento da excreção renal) são anti-hipertensi- vos de grande importância. 3.5 SISTEMA LINFÁTICO O Sistema Linfático é um auxiliar do Circulatóro sanguíneo, que atua como sistema de “limpeza do organismo”, sendo responsável pela retirada do excesso de líquido, proteínas, detritos celulares e outros materiais dos espaços teciduais. Os capilares sanguíneos são capazes de reabsorver a maior parte das substâncias que extravasam para os tecidos, sendo que apenas 10% destas é captado pelos vasos linfáticos. A quantidade de linfa formada por dia é de 2 a 3 litros. Uma vez dentro dos vasos linfáticos, o líquido resultante é denominado linfa. Pratica- mente todas as partes do corpo contêm vasos linfáticos, e mesmo os vasos linfáticos infe- riores mais periféricos levam a sua linfa, passando pelo canal torácico, até a veia subclávia e a jugular interna, na região próxima ao pescoço, liberando a linfa no sangue venoso. Os vasos linfáticos têm uma estrutura anatômica especial, permitindo que as molé- culas de alto peso molecular possam ser captadas do líquido intersticial, e esta é a única maneira de retirá-las que, devido ao seu grande tamanho, são impedidas de passar pelos capilares sanguíneos. Além disso, o Sistema Linfático também é um dos responsáveis pela absorção dos nu- trientes oriundos do Sistema Digestório, sendo a principal via para a captação de gordura. PÁGINA 66 3.6 SISTEMA EXCRETOR A excreção de substâncias não utilizadas ocorre por quatro vias principais. No caso da eliminação de gases, é usada a própria via respiratória. Há substâncias que são excretadas com as fezes, e outras, com a urina e o suor. No caso das fezes, a formação do bolo fecal depende de fibras que não entram no organismo. As substâncias a serem excretadas vêm junto com os sais biliares e outros compostos se- cretados no estômago e não absorvidos no intestino. A limpeza das substâncias que estão dentro do organismo é feita pela urina, que é a grande porta de saída de substâncias tóxicas. Além de servirem de caminho para a saída destas substâncias, também contribuem para o controle do equilíbrio hídrico e do equilíbrio acidobásico. A urina é formada a partir da filtração do sangue nos rins, sendo transportada pelos ureteres para a bexiga urinária, onde é armazenada e, posteriormente, excretada através da uretra. Para melhor compreender este sistema, iniciaremos pelo componente de filtra- ção do sangue: os rins. Lembre-se de que os rins são os filtradores do sangue (praticamente todos os compo- nentes do sangue, exceto os elementos figurados (células) e grandes complexos proteicos, passampor dentro dos rins). Posteriormente, conforme este líquido vai atravessando os ductos renais, várias substâncias voltam para o sangue, levando inclusive água. Forma-se, então, um líquido de alta concentração salina, contendo metabólitos que precisam ser eli- minados. Este líquido é a urina. PÁGINA 67 3.6.1 ESTRUTURA RENAL Os rins estão localizados junto à parede posterior do abdome, logo abaixo do diafrag- ma, um de cada lado do corpo. Cada rim de um ser humano adulto pesa cerca de 150 gra- mas, apresentando o formato de um feijão. É importante ressaltar que a veia cava inferior e a aorta, os vasos de maior calibre do organismo, as vias de entrada e saída do coração, têm tributários diretos para os rins: veia renal e artéria renal. Dos rins saem os ureteres, os quais vão desembocar na bexiga urinária, um órgão muscular que tem o nome muito apro- priado, cuja função é armazenar a urina, a fim de que a sua eliminação seja um processo voluntário. Cada rim possui cerca de um milhão de néfrons (são a unidade morfofuncional do rim), e cada néfron é constituído por um glomérulo (capilares glomerulares) e pelos túbulos renais. O glomérulo, por sua vez, é formado pelos capilares glomerulares, que se ramificam e formam uma rede, recoberta pela cápsula de Bowman, a qual retém o líquido, e passam a formar uma sequência de tubos: túbulo proximal, alça de Henle, túbulo distal, túbulo coletor e ducto coletor. O sangue chega aos rins pela artéria renal, que se vai ramificando até formar as arte- ríolas aferentes. Estas se ligam aos capilares glomerulares (onde ocorre a filtragem do san- gue), depois formam os vasos eferentes, novamente se tornando capilares – os capilares peritubulares, que circundam os túbulos renais. Os capilares passam a formar veias e vão se agregando, até formar veias maiores. Por fim, formam as veias renais, as quais deixam o rim através da região do hilo. PÁGINA 68 3.6.2 FORMAÇÃO DA URINA O sangue arterial é conduzido sob alta pressão (em torno de 70 mmHg a 80 mmHg) nos capilares do glomérulo, fazendo com que parte do plasma passe para a cápsula de Bowman, processo denominado filtração. A intensidade da filtração glomerular depende de vários aspectos. Como ocorre na maioria dos capilares, o líquido filtrado não contém proteínas e ele- mentos celulares, nem hemácias, que são incapazes de atravessar o vaso. A concentração de outras substâncias, como sais e moléculas orgânicas, é muito semelhante à encontrada no plasma. Todo o material filtrado passa para os túbulos renais, nos quais algumas substâncias são reabsorvidas para o sangue, enquanto outras são secretadas do sangue para os túbu- los renais. Portanto, a urina formada é a soma de três processos renais, sendo o objetivo da formação da urina filtrar todo o plasma, reabsorvendo algumas substâncias nas concen- trações adequadas. Nas partes distais do túbulo renal, ocorre, ainda, a secreção de alguns sais e de pequenas moléculas. No túbulo proximal, há a reabsorção de aproximadamente 90% do total filtrado de sódio e água, além de uma alta, porém menor, reabsorção de cloreto. O sódio é altamente reabsorvido, devido à grande capacidade de reabsorção ativa e passiva dele. Neste local, também acontece a secreção de ácidos e bases orgânicos. A alça de Henle pode ser separada funcionalmente, como: Segmento Descendente Delgado (altamente permeável à água e moderadamente permeável à maioria dos solutos, como ureia e sódio), Segmento Delgado Ascendente (pouco permeável à água, mecanismo importante para a concentração da urina) e Segmento Espesso Ascendente (responsável por mais ou menos 25% de todo o soluto reabsorvido, o que se deve à alta capacidade de reabsorção ativa do sódio, cloreto e potássio). Já porção inicial do túbulo distal também é impermeável à água e tem alta capacidade de reabsorção de íons. A segunda metade do túbulo distal e o túbulo coletor cortical, além de reabsorverem água e íons, auxiliam na secreção de outras moléculas, como o hidrogê- PÁGINA 69 nio. O ducto coletor medular é responsável por menos de 10% da reabsorção de água e só- dio, mas também desempenha outros papéis importantes no processamento final da urina. A urina proveniente dos ductos coletores flui para os cálices renais, que se contraem peristalticamente com a pelve renal, empurrando a urina para os ureteres que, por sua vez, levam-na até à bexiga urinária. A urina é armazenada na bexiga e, então, excretada pela uretra. O controle da micção é realizado na bexiga, a qual possui um reflexo para a micção. Vale ressaltar que o volume urinário pode ser controlado pela ação de diuréticos, que, como o nome sugere, têm a capacidade de aumentar o volume urinário. O uso clínico mais comum de diuréticos é feito para reduzir o volume de líquidos, em doenças associadas à formação de edema e hipertensão. Eles são remédios muito potentes e aumentam a carga osmótica do filtrado glomerular ou da urina inicial. A maioria dos diuréticos causa perdas importantes do íon potássio, podendo levar a mudanças do meio extracellular, e a câimbras e alterações cardíacas. 3.7 SISTEMA RESPIRATÓRIO O Sistema Respiratório tem como principal função o fornecimento de oxigênio para os tecidos e a retirada de gás carbônico. Além disso, participa de outro importante processo: a regulação do equilíbrio acidobásico do organismo. O Sistema Respiratório é formado por um par de pulmões e por um sistema consti- tuído de vários órgãos, que fazem a ligação entre o meio externo e os pulmões: o nariz, a boca, a faringe, a laringe, a traqueia, os brônquios, os bronquíolos e os alvéolos – os três últimos já localizados nos pulmões. A cavidade nasal é composta por duas cavidades paralelas, que recebem o ar do meio exterior, através das narinas, e o conduzem até a faringe. Esta região contém as cé- lulas sensoriais responsáveis pelo sentido do olfato, tendo como função filtrar, umedecer e PÁGINA 70 aquecer o ar. As dobras internas das cavidades, chamadas de conchas nasais, fazem o ar turbilhonar. As células de revestimento das fossas nasais e de todo o trato produzem muco, o que melhora a passagem do ar. A faringe tem comunicação tanto com a cavidade nasal quanto com a boca, conduzindo o ar inspirado pelas narinas ou pela boca até a laringe. O ar vindo do meio externo chega à laringe, através de sua entrada (a glote), onde existe uma espécie de válvula (a cartilagem epiglote), impedindo o alimento, que também passa pela faringe, de entrar no Sistema Respiratório. Na laringe, também são encontra- das as cordas vocais, que são as estruturas responsáveis pela produção de som durante a passagem de ar. O ar vindo da laringe chega então às traqueias, que são uma espécie de tubo que contém anéis cartilaginosos, e que se bifurcam originando os brônquios. Estes, por sua vez, conduzem o ar que penetra em cada um dos pulmões. Os pulmões são recobertos por uma pleura e compostos por dois órgãos de estrutura esponjosa com forma de pirâmide, sendo a base localizada sobre o músculo diafragma. Entre a face interna dos dois pulmões, existe um espaço chamado mediastino, no qual se encontra o coração. Os grandes ramos bronquiais que penetram o pulmão dividem-se em ramos sempre mais delgados (brônquios de 1ª, de 2ª e de 3ª ordem) e, enfim, nos bronquíolos. Estes for- mam os alvéolos, estruturas de parede muito delgada, que fazem contato com os capilares vindos da artéria pulmonar. Os alvéolos são, de fato, as estruturas responsáveis pela troca gasosa, e sua superfície total é de, aproximadamente, 80 metros quadrados em um adulto. Em todas as partes das vias aéreas, desde as cavidades nasais até os bronquíolos, existe uma camada interna revestida por muco e por um epitélio ciliado. Estas regiões mucocilia- das devem manter a umidade e impedir a entrada de partículas que sejam admitidas com o ar inspirado. A base de cada pulmão apoia-se sobre o músculo diafragma, localizado entre o tórax e o abdômen. Em conjunto com osmúsculos intercostais, esse músculo promove o aumen- to da caixa torácica, reduzindo a pressão interna e levando a entrada de ar nos pulmões. Já durante a expiração, ocorre o relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais, provocando a diminuição da caixa torácica e o consequente aumento da pres- PÁGINA 71 são interna, forçando o ar a sair dos pulmões. 3.7.1 TRANSPORTE DE GASES O oxigênio que chega aos alvéolos pulmonares passa para os capilares sanguíneos por difusão simples, penetra nas hemácias e forma um complexo com a hemoglobina, cha- mado de oxiemoglobina. Este complexo aumenta entre 30 e 100 vezes a quantidade de oxigênio transportado por simples difusão de oxigênio no sangue. O sangue venoso volta aos pulmões carregado de dióxido de carbono, que também é transportado ligado à hemoglobina – formando carboemoglobina. Ao atingir os alvéolos, há uma troca: libera-se o dióxido de carbono e ele passa por difusão para o interior dos alvé- olos, sendo expelido. O processo de desligamento do dióxido de carbono da hemoglobina, nos pulmões, é favorecido pela ligação da hemoglobina com oxigênio. Em condições de repouso, uma pequena parcela do transporte de oxigênio (cerca de 3%) é realizada em sua forma dissolvida, mas, durante exercícios, a quase totalidade do oxigênio chega aos tecidos ligados à hemoglobina. O transporte por hemoglobina é tão im- portante que, quando este é bloqueado, ocorre a morte por asfixia. Por exemplo, quando se inala o monóxido de carbono, ele se liga irreversivelmente à hemoglobina, podendo causar a morte por asfixia. O transporte de gases pelo sangue também tem como função manter a acidez do san- gue, porque é a partir da reação do CO2 com a água que se formam os íons bicarbonato e hidrogênio. Esta reação é mediada pela enzima anidrase carbônica. PÁGINA 72 3.7.2 CONTROLE DOS MOVIMENTOS RESPIRATÓRIOS O controle dos movimentos respiratórios é realizado pelo centro respiratório, compos- to por diversos grupos de neurônios, os quais se localizam bilateralmente entre a ponte e o bulbo. O centro respiratório pode ser dividido em três grandes grupos: Respiratório Dorsal (responsável pela inspiração); Respiratório Ventral (responsável pelas inspirações e expi- rações); e Pneumotáxico (frequência e padrão de ventilação). O excesso de acidez ou de dióxido de carbono no sangue ativa diretamente o centro respiratório. Ocorre um aumento da ventilação, com o objetivo de eliminar o dióxido de car- bono. A pessoa fica ofegante e respira com dificuldade, basta lembrar o que acontece após um forte exercício. Os níveis de oxigênio são detectados por quimiorreceptores periféricos, localizados nos corpúsculos carotídeos e aórticos. Conforme a pressão parcial de oxigênio diminui, os quimiorreceptores periféricos intensificam os estímulos nervosos para o centro respiratório, que responde prontamente, aumentando a ventilação e os níveis de oxigênio. O diafragma, músculo que separa a caixa torácica do abdômen, é comandado pelo nervo frênico e pode ser controlado voluntariamente. Em condições normais, os centros respiratórios enviam um impulso a cada 5 segundos, para que o diafragma contraia, para que ocorra a inspiração. O Sistema Respiratório é o principal controlador dos níveis de pH sanguíneo. O au- mento da concentração de dióxido de carbono no sangue provoca aumento de íons H+ e, consequentemente, da acidez. Da mesma forma, a diminuição dos níveis de dióxido de carbono leva ao aumento de alcalinidade do sangue. O aumento do pH sanguíneo (alcalose) é detectado pelo centro respiratório, que res- ponde diminuindo a ventilação pulmonar. Com esta redução, há um acúmulo do dióxido de carbono e maior produção de íons H+, regularizando o pH. Por outro lado, a diminuição do pH sanguíneo (acidose) leva à excitação do centro respiratório, promovendo o aumento da ventilação pulmonar, o que deve resultar na eliminação do dióxido de carbono e no aumen- to do pH sanguíneo. PÁGINA 73 A respiração pode ser controlada pelos centros superiores ou pela variação da CO2, O2 e acidez (pH) do sangue. As informações da variação de [CO2] são percebidas nos quimiorreceptores localizados no bulbo, enquanto as variações de pH e O2, através de qui- miorreceptores localizados nas carótidas e na aorta. Ou seja, na grande artéria que sai do coração, e nas artérias que sobem através do pescoço, levando sangue ao cérebro. 3.8 SISTEMA DIGESTÓRIO Todos os organismos vivos necessitam constantemente de energia para a manuten- ção e renovação de suas estruturas, bem como para o crescimento, desenvolvimento e reprodução. Isto significa que estes organismos têm uma necessidade primordial de captar energia do meio ambiente e, em seguida, incorporá-la ao meio interno. Nos seres humanos, bem como em muitos outros animais, estas funções são realizadas por estruturas e órgãos especializados, cujas funções convergem de modo a constituir uma unidade fundamental, o Sistema Digestório. O Sistema Digestório humano possui um trato gastrointestinal (TGI) e glândulas ane- xas (glândulas salivares, pâncreas e fígado), as quais lançam suas secreções na luz do TGI. O TGI consiste da cavidade oral, faringe, esôfago, intestino delgado, intestino gros- so e ânus, sendo estas regiões separadas por esfíncteres (estruturas formadas por fibras musculares circulares concêntricas dispostas em forma de anel, que controlam o grau de amplitude de um determinado orifício). O Sistema Digestório humano tem três esfíncteres importantes: o esfíncter esofágico, o esfíncter anal e o esfíncter pilórico, que faz comunicação entre o estômago e o duodeno. Estes esfíncteres auxiliam no controle do fluxo do bolo alimentar que trafega pelo TGI. O alimento sofre inicialmente um tratamento mecânico, a mastigação, por um conjunto PÁGINA 74 de dentes adaptados para uma forte ação cortante (os incisivos) e trituradora (os molares). A mastigação é importante para reduzir o tamanho das partículas do alimento, aumentando a área superficial para uma posterior ação enzimática e evitando possíveis escoriações do TGI. No caso de frutas e vegetais crus, a mastigação é extremamente importante para que- brar a parede de celulose das células vegetais, disponibilizando assim os nutrientes destes alimentos. Após a deglutição, o alimento é levado através da faringe e esôfago até o estômago. Este deslocamento depende dos movimentos peristálticos, resultante da contração alterna- da de camadas de musculatura longitudinal e circular que envolvem todo o TGI. A peristalse pode ser propulsivo como é o caso do esôfago, ou segmentado como no estômago. A digestão química ocorre através da ação de enzimas digestivas que hidrolisam as macromoléculas do alimento (como proteínas, amido e lipídeos), quebrando-as em molé- culas menores (como aminoácidos, açúcares simples e ácidos graxos) passíveis de serem absorvidas através da membrana das células do TGI (Figura 11). Figura 11 - Esquema ilustrando as Macromoléculas. Fonte: Cepa (2021). PÁGINA 75 A digestão química do alimento inicia na cavidade oral, onde a amilase secretada pe- las glândulas salivares hidrolisa moléculas de amido em oligossacarídeos, como maltose e maltotriose. No estômago, existe uma importante proteinase, a pepsina, uma enzima produzida pelas células principais que revestem o estômago, hidrolizando proteínas que contenham os aminoácidos leucina ou fenilalanina ou triptofano ou tirosina. A pepsina é muito ativa em pH ácido, no qual a amilase salivar não é ativa. A peristalse e o relaxamento do piloro carregam o bolo alimentar para o intestino del- gado. A digestão química do alimento prossegue nesta região, através da ação de várias enzimas que são secretadas pelo pâncreas e chegam ao duodeno pelo ducto pancreático. Assim, as lipases quebram moléculas de lipídeos em glicerol e ácidos graxos, as proteina- ses (como tripsina, quimotripsina e carboxipeptidases) quebram proteínas em oligopeptíde- os, e a amilase pancreáticaquebra amido em oligossacarídeos. A fase final da digestão química, a qual resultará em moléculas simples (monômeros), ocorre no intestino delgado, já próximo dos locais de absorção. Nesta região, a membrana plasmática das células epiteliais são diferenciadas, formando uma borda em escova, com- posta por diversas microvilosidades. Ainda na região apical da membrana, existem enzimas como maltase, as quais ter- minarão a quebra dos oligossacarídeos, produzindo açúcares simples, como glicose e frutose. Da mesma forma, oligopeptidases, como aminopeptidases, também são enzimas encontradas nesta membrana e realizam a quebra de oligopeptídeos em aminoácidos. Os monômeros resultantes do processo de digestão química são absorvidos pela membrana do epitélio ao longo do intestino delgado. Açúcares simples, como a glicose, são absorvidos através de uma proteína de mem- brana, que carrega a molécula de açúcar, juntamente com um íon Na+ para o interior da célula epitelial do intestino delgado. A concentração de glicose no interior da célula é maior do que a encontrada na luz intestinal, portanto a absorção acontece contra o gradiente de concentração. O íon Na+, por outro lado, é transportado para dentro da célula, a favor do gradiente PÁGINA 76 de concentração. A concentração de íons Na+ é mantida baixa no interior das células, de- vido à ação de uma enzima chamada Na+/K+ ATPase, que bombeia constantemente íons Na+ para fora da célula, em um processo que envolve gasto energético. Por fim, as moléculas de glicose atravessam a membrana basolateral das células epiteliais via proteínas carregadoras, por difusão facilitada, alcançando a circulação san- guínea. Os aminoácidos, assim como a glicose, também devem ser absorvidos pelas células epiteliais do intestino delgado contra um gradiente de concentração. O mecanismo é seme- lhante ao descrito acima para a glicose, mas as proteínas transportadoras envolvidas no processo são bem diferentes. A digestão de proteínas resulta em diferentes aminoácidos e, destes, cerca de 20 são passíveis de serem absorvidos. Já que os aminoácidos apresentam grupos químicos diversos ligados ao átomo de carbono central de sua estrutura, as proteínas transporta- doras também são diversas. Existem pelo menos sete tipos delas, com especificidades diferentes. Assim como a glicose, os aminoácidos atravessam proteínas transportadoras da membrana basolateral das células epiteliais e caem na corrente sanguínea. Os ácidos graxos, glicerol, colesterol e outros produtos da quebra dos lipídeos têm em comum uma forte característica hidrofóbica. Assim, eles podem atravessar a membra- na das células epiteliais do intestino delgado por difusão simples. Uma vez no interior das células, o ácido graxo e o glicerol chegam ao retículo endoplasmático liso, onde são con- vertidos em triacilglicerol. Estas moléculas formam micelas mistas com outros lipídeos (por exemplo, o colesterol), as quais são secretadas por exocitose para o espaço intersticial e se incorporam aos vasos linfáticos. PÁGINA 77 3.8.1 SUBSTÂNCIAS ENVOLVIDAS NO PROCESSO DE DIGESTÃO Diferentes secreções são produzidas e lançadas ao longo do TGI. Tais secreções conferem que a luz intestinal seja um local propício para uma digestão eficiente e fornecem muco para a lubrificação e proteção de todas as partes do TGI. A maioria das secreções que atuam no processo de digestão ocorre em resposta à presença do alimento no TGI, e a quantidade de secreção produzida é muito próxima à necessária para uma digestão adequada. O muco é uma secreção espessa, produzida ao longo de todo o TGI, composta de água, eletrólitos e uma mistura de diversos mucopolissacarídeos. Ele tem qualidades ade- rentes que revestem os alimentos com uma fina camada, impedindo o contato direto do alimento com a mucosa. Além disso, o muco desliza facilmente, auxiliando o movimento do bolo alimentar e o processo de evacuação. As demais secreções do TGI estão em fina sin- tonia com as necessidades locais de enzimas digestivas e de ajuste do pH da luz intestinal (tamponamento). As glândulas salivares produzem uma potente enzima, a amilase, que inicia a diges- tão de amido, além de muco e algumas substâncias bactericidas. O pH da saliva varia entre 6,0 e 7,4, o que coincide com o pH ótimo de funcionamento da amilase. O estômago produz pepsinogênio, uma importante proteinase que funciona em pH ácido. As células parietais do estômago também secretam íons H+, acidificando o meio e transformando o pepsinogênio na sua forma ativa, a pepsina. O pâncreas produz uma secreção complexa, contendo enzimas digestivas, como ami- lase, tripsina, quimotripsina e lipase. Estas enzimas passam pelo ducto pancreático e são ativas no intestino delgado, em pH levemente alcalino. O ajuste do pH nesta região é feito através de secreção de bicarbonato pelo próprio pâncreas e pelo fígado, então o conteúdo ácido proveniente do estômago passa a apresentar um pH mais alto. A vesícula biliar armazena e secreta sais biliares produzidos pelo fígado, que são fa- tores emulsificantes fundamentais para a ação das enzimas lipolíticas sobre os lipídeos e a subsequente absorção dos produtos. PÁGINA 78 O TGI produz e secreta diversos hormônios que atuam no próprio TGI, ordenando e controlando as atividades digestivas, ou que se comunicam com outros órgãos. As células G do estômago secretam o hormônio gastrina, em resposta à presença de alimento ou de estimulação neural. Este hormônio cai na circulação sanguínea e estimula as células pa- rietais do próprio estômago a secretar a enzima pepsina e ácido. Além disso, células-alvo presentes em regiões mais distais aumentam a motilidade do TGI. Quando o bolo alimentar chega ao duodeno, a presença de nutrientes e de ácido estimula a secreção de pelo menos três hormônios intestinais para a corrente sanguínea. Dois destes hormônios, secretina e colecistocinina, atuam de maneira paralela, inibindo a atividade gástrica e ativando a secreção de enzimas e bicarbonato pelo pâncreas, e de bi- carbonato e sais biliares pelo fígado. Estas secreções conferirão as condições ideais para o prosseguimento do processo digestivo no intestino delgado. Além disso, a colecistocinina atua no hipotálamo, sinalizando saciedade. O terceiro hormônio é o peptídeo inibidor gástrico (GIP) ou peptídeo insulinotrópico dependente de glicose, o qual tem como alvo as células beta do pâncreas, estimulando-as a secretar insulina. A ação deste hormônio é interessante, pois permite ao organismo se preparar para o surgimento de glicose decorrente da digestão do alimento, uma vez que a insulina tem importante papel na manutenção dos níveis glicêmicos no plasma sanguíneo. Recentemente, foram descritos mais dois importantes hormônios relacionados às ati- vidades digestivas: grelina e leptina. A grelina, também conhecida como o hormônio da fome, é produzida por células endócrinas localizadas no estômago, sendo secretada du- rante o dia, especialmente antes das refeições, e sua produção é suprimida durante a noite, possivelmente pela ação da melatonina. A grelina atua no Sistema Nervoso Central, onde é um importante orexígeno (estimulador da fome), além de estimular a secreção de hormônio de crescimento. Além disso, demonstrou-se que a placenta também é uma fonte importante deste hormônio. A leptina é conhecida como o hormônio da saciedade. Ela é produzida por adipócitos e secretada para a corrente sanguínea. As células-alvo da leptina se encontram em diferen- tes regiões do organismo, entre as quais o Sistema Nervoso Central, onde ela atua como um anorexígeno (estimulador da saciedade) e Sistema Reprodutor. Assim, quanto maior a quantidade de adipócitos, maior a produção de leptina. PÁGINA 79 No entanto, indivíduos obesos podem se tornar menos sensíveis à ação da leptina, devido à exposição a altas concentrações do hormônio por períodos prolongados. Desta forma, o TGI é capaz de sinalizar os estágios da digestão e da qualidadedo alimento inge- rido para outras regiões do próprio TGI, bem como do estado nutricional para outros órgãos dentro do próprio organismo. 3.9 SISTEMA ENDÓCRINO As diferentes atividades das células e tecidos são coordenadas por hormônios, que são moléculas químicas liberadas na circulação e atuam sobre todo o organismo, sendo sintetizados pelas glândulas endócrinas, pertencentes ao Sistema Endócrino. Este sistema é extenso e muito complexo, mas teremos a oportunidade de entender conceitos gerais sobre a relação entre as diferentes glândulas, a natureza química dos hor- mônios e o mecanismo pelo qual atuam nos próximos subitens. 3.9.1 EIXO HIPOTÁLAMO - HIPÓFISE O hipotálamo, região do Sistema Nervoso Central que tem função vegetativa, libera peptídeos, os quais atuam sobre a hipófise e controlam a liberação dos hormônios estimu- ladores da tireoide (crescimento), dos hormônios gonadais e dos hormônios liberadores de glicocorticoides. Há também a liberação de uma amina (a dopamina), que inibe a liberação de prolac- tina pela hipófise. A função da prolactina é estimular as glândulas mamárias a iniciarem a PÁGINA 80 lactação. Na realidade, o hipotálamo não atua como uma glândula clássica, visto que os compostos que ele produz agem diretamente sobre a hipófise, a qual libera uma série de hormônios que controlam as demais glândulas. De fato, este é um sistema de controle, por isso, ao circularem, os hormônios produ- zidos pelas glândulas-alvo informam ao hipotálamo e aos outros locais que sua missão foi cumprida. Neste momento, a produção dos fatores liberadores cessa, resultando em uma diminuição da liberação dos hormônios da hipófise, cuja comunicação é denominada de Eixo. Existe um eixo chamado de hipotálamo-hipófise-tireoide, outro denominado hipotála- mo hipófise-adrenal e ainda o hipotálamo-hipófise-gônadas. 3.9.2 OS HORMÔNIOS Apresentaremos, a seguir, um quadro que contém todas as glândulas e hormônios importantes para o ser humano. PÁGINA 81 Quadro 1 - Glândulas e Hormônios GLÂNDULA / TECIDO HORMÔNIO PRINCIPAL FUNÇÃO HIPOTÁLAMO - TRH: hormônio liberador de tireotrofina - CRH: hormônio liberador de corticotrofina - GHRH: hormônio liberador do homônio do crescimento - GHIH: hormônio inibidor do hormônio do crescimento (somatostatina) - GnRH - Hormônio libera- dor de gonadotrofina - Dopamina - Aumenta a liberação de TSH e prolactina. - Libera ACTH. - Libera hormônio do cresci- mento - Inibe liberação do hormô- nio do crescimento. - Libera LH e FSH dopami- na. - Inibe liberação de prolac- tina. HIPÓFISE ANTERIOR - GH: hormônio do cresci- mento - TSH: hormônio estimulante de tireoide - Prolactina - FSH: hormônio folículo es- timulante - LH: hormônio luteinizante - Aumenta síntese protéica e crescimento da maioria das células e tecidos. - Aumenta síntese e secre- ção do hormônio tireoide. - Promove desenvolvimento das mamas e secreção do leite. - Atua sobre ovários e testí- culos. - Aumenta síntese de testos- terona, formação do corpo lúteo, estrógeno e progeste- rona HIPÓFISE POSTERIOR - ADH: hormônio antidiuréti- co (vasopressina) - Ocitocina - Aumenta reabsorção de água pelos rins, causa va- soconstrição e aumento da pressão arterial. - Estimula ejeção de leite e contração do útero. EPÍFESE OU PINEAL - Melatonina - Liberado à noite (marca o escuro). TIREOIDE - T4 (tiroxina) - T3 (triiodotironina) - Aumenta o metabolismo celular. PÁGINA 82 CÓRTEX ADRENAL - Cortisol - Aldosterona - Efeitos diversos e na de- pendência da concentração. Prepara o acordar, além de ter ação anti-inflamatória, - Reabsorção de sódio e secreção de potássio e íons hidrogênio. MEDULA ADRENAL - Adrenalina e noradrenalina - Mesmo efeito da estimula- ção simpática. PÂNCREAS - Insulina (células beta) - Glucacon (células alfa) - Entrada de glicose nas cé- lulas. - Aumenta síntese e libe- ração de glicose do fígado para o sangue. PARATIREOIDE - PTH - hormônio paratireoi- de - Controla a concentração plasmática de cálcio por aumentar a absorção nos intestinos e rins e liberar cál- cio dos ossos. TESTÍCULO - Testosterona - Promove desenvolvimento do aparelho reprodutivo e das características secundá- rias masculinas. OVÁRIO - Estrógeno - Progesterona - Promove desenvolvimento do aparelho reprodutivo, mama e das características secundárias femininas. - Participa do processo de menstruação e fixação do embrião. PLACENTA - HCG: gonadotrofina co- riônica humana - Crescimento do corpo lú- teo. RIM - Renina - Enzima envolvida no con- trole da pressão arterial. CORAÇÃO - Eritropoietina - Fator natriurético atrial - Controla produção de he- mácias. - Aumenta excreção de só- dio pelos rins, reduz a pres- são arterial. ESTÔMAGO - Gastrina - Estimula liberação de HCl no estômago. PÁGINA 83 INTESTINO DELGADO - Secretina - Colecistoquinina - Estimula células acinares do pâncreas a liberarem bi- carbonato e água. - Estimula contração da ve- sícula biliar e liberação de enzimas do pâncreas. ADIPÓCITOS - Leptina - Inibe o apetite e estimula a termogênese. Fonte: Adaptado pela autora, a partir de Cepa (2021). 3.9.3 EIXO HIPOTÁLAMO-HIPÓFISE-SUPRARRENAL As suprarrenais são glândulas localizadas sobre os rins, as quais têm duas funções muito distintas: uma relacionada com o cortex (que produz os glicocorticoides) e outra com a adrenal (que produz adrenalina e noradrenalina). A medula da adrenal atua como um grande gânglio simpático, e seus hormônios adrenalina e noradrenalina são liberados na circulação por estimulação dos nervos simpáticos que saem da medula espinal. No córtex da suprarrenal, os hormônios que são liberados, por ação do ACTH dispo- nibilizado pela hipófise, são essenciais para a vida, visto que prolongam indefinidamente a sobrevida de pacientes com síndrome de Addison. Estimulação de neurônios hipotalâmicos induz a liberação de hormônio coticotrófico (CRH) na hipófise, a qual libera na corrente sanguínea o hormônio ACTH. Estes, agindo em receptores acoplados à proteína G, estimulam a síntese e a liberação de cortisol e peque- nas quantidades de andrógenos. O cortisol, atuando sobre o hipotálamo e a hipófise anterior, inibe a liberação de ACTH. A este mecanismo de controle é dado o nome de retroalimentação negativa, que é uma for- ma inteligente de controle: quando tem muito cortisol, é passada a informação para produzir menos. Assim, o rompimento deste controle significa um estado patológico. O córtex da suprarenal é formado por três zonas concêntricas – reticular, fasciculata PÁGINA 84 e glomerulosa. Na primeira, são sintetizados os andrógenos; na segunda, o cortisol; e na terceira, a mais externa, o mineralocorticoide aldosterona. Esta, na realidade, é a fonte de andrógenos das mulheres. A medula pertence ao Sistema Nervoso Simpático e sintetiza e libera catecolaminas – adrenalina e noradrenalina. O córtex está dividido em três zonas: a mais externa é a glo- merulosa, que sintetiza aldosterona; a intermedia compõe a maior parte do córtex, e suas células formam colunas, estando repletas de gotículas de lipídeos (colesterol). É nesta camada que se sintetiza o cortisol; e a camada reticular contém células que se dispõem irregularmente e são pobres em lipídeos, sendo os andrógenos sintetizados nela. O controle de síntese e liberação de cortisol é realizado pelo Sistema Nervoso Central – quer por uma via neural direta, quer por uma via hormonal, ativando o Eixo Hipotálamo- -Hipófise-Suprarenal. A ativação neural está ligada ao processo do despertar, enquanto a via hormonal está ligada ao controle do estresse. O pico de cortisol gerado pela ativação simpática é breve, enquanto o pico de cortisol gerado pelo eixo Hipotálamo-Hipófise-Suprarenal é mais longo. Neste caso, o CRF (fator de liberação de corticotrofina) é liberado pelo hipotálamo, a partir do núcleo paraventricular. Este peptídeo atua como liberador de ACTH e betaendorfina. O ACTH atua sobre a zona fasciculatada adrenal, levando à liberação de cortisol. Finalmente, o cortisol, atuando sobre o Sistema Nervoso Central, diminui a liberação de CRF e inibe a síntese de ACTH, quando atua diretamente na hipófise. Portanto, a administração de altas concentrações de medica- mentos que contêm cortisol leva a uma inibição da função da suprarenal. Este processo de controle é nomeado de retroalimentação negativa. O cortisol tem efeitos genômicos e não genômicos, controlando humor, resposta imu- nológica, metabolismo de carboidratos, lipídios e proteico. Altera, de forma importante, o metabolismo ósseo, e as concentrações altas estão associadas à osteoporose. Os glicocor- ticoides também aumentam a função cardíaca e o tônus vascular periférico. Este é o hor- mônio do alerta, do estresse e da defesa, tendo, portanto, efeito sobre diferentes funções biológicas. PÁGINA 85 3.9.4 PÂNCREAS: PAPEL DA INSULINA Em 1886, Minkowski e von Mering descreveram o diabetes mellitus em cães, cujos pâncreas foram retirados. Apenas 35 anos depois, Banting e Best descobriram a insulina. Insulina e glucagon são os principais hormônios na regulação do metabolismo de carboi- dratos, lipídios e proteínas. A grande importância do diabetes mellitus (mellitus = “mel”, “doce” – se referindo ao excesso de glicose no sangue e na urina) no cenáio atual foi a razão pela qual escolhemos o pancreas, como um exemplo de glândula endócrina. Vocês devem lembrar que o pân- creas também funciona como uma glândula exócrina, isto é, possui um ducto que secreta enzimas digestivas diretamente no duodeno. As células do pâncreas endócrino agrupam-se em pequenas ilhotas, formadas por quatro tipos de células especializadas, conhecidas como ilhotas de Langerhans (ou ilhas pancreáticas). Em cada pâncreas, existe cerca de 1 milhão de ilhotas, e estas possuem cerca de 2.500 células – 60% das células são do tipo beta e produzem insulina, 25% são do tipo alfa e produzem glucagon, 10% são do tipo delta e produzem somatostina e menos que 2% produzem peptídeos. A irrigação do pâncreas é particular – cada ilhota tem irrigação própria e as células endoteliais são fenestradas, de modo que permita uma fácil passagem de material para a corrente sanguínea. As ilhotas são inervadas pelo Sistema Nervoso Simpático e Parassim- pático. A insulina é um peptídeo formado por duas cadeias, que se ligam por pontes de en- xofre. O estímulo para liberar a insulina é a glicose, ocorrendo duas ondas de liberação. Primeiramente, há uma liberação transiente, que retorna aos níveis basais. Quando a con- centração de glicose é mantida alta por um tempo maior, ocorre uma segunda onda. A insulina também promove a formação de reservas energéticas lipídicas dentro dos adipócitos. Facilita igualmente a formação de proteínas, pois aumenta a entrada de amino- ácidos. Portanto, a insulina é um hormônio que leva à formação de reservas de carboidratos e lipídios e também à síntese proteica. A falta da produção de insulina (diabetes tipo I) ou PÁGINA 86 a impossibilidade de a insulina atuar sobre seus receptores (diabetes tipo II) desencadeia uma síndrome metabólica associada a um aumento da glicemia. 3.10 SISTEMA REPRODUTOR Organismos que se reproduzem sexuadamente têm um ciclo de vida que inicia com a fusão dos gametas haploides (células que possuem apenas um conjunto de cromosso- mos) masculinos (espermatozoides) e femininos (óvulos), produzidos pelas gônadas. Eles formam uma célula única diploide, denominada ovo ou zigoto, que se divide em estágios sucessivos (mórula, blástula, gástrula), levando às diferenciações teciduais do organismo. Em mamíferos, o Sistema Reprodutor é composto pelas gônadas, pelos aparelhos reprodutores de onde os gametas são liberados e por tecidos acessórios que produzem moléculas reguladoras. Durante o desenvolvimento embrionário, ocorre o desenvolvimento das características sexuais primárias, ou seja, o desenvolvimento das gônadas, as quais são formadas por células produtoras de gametas e tecidos somáticos que dão suporte a esta produção. A maturação sexual, obtida ao longo do desenvolvimento dos indivíduos, é controlada por hormônios específicos, também responsáveis pela gametogênese (produ- ção de gametas), acasalamento e pelos cuidados paternos. 3.10.1 OS HORMÔNIOS ENVOLVIDOS NA REPRODUÇÃO Os hormônios reprodutivos controlam o desenvolvimento, a maturação sexual, a ga- PÁGINA 87 metogênese, o acasalamento e os cuidados paternos. Este controle acontece por vias com- plexas de retroalimentação positivas e negativas, sendo que os níveis e eficácias hormo- nais estão relacionados ao balanço entre sua produção e degradação e à expressão de seus receptores no tecido-alvo. Além disso, hormônios importantes em outros sistemas fisiológicos têm função rele- vante na reprodução. Machos e fêmeas de uma mesma espécie utilizam o mesmo conjunto de hormônios sexuais, embora estes possam ter funções diferenciadas em cada um dos sexos. Em mamíferos, a produção de andrógenos (testosterona) pelo testículo é responsável pelo desenvolvimento das características sexuais secundárias, promovendo, por exemplo, o crescimento de pelos, o engrossamento da voz e a libido. Eles agem sobre as células de Sertoli, estimulando a espermatogênese. Além disso, o hormônio liberador de gonadotropina (GnRH) produzido pelo hipotála- mo induz, na hipófise anterior, a produção das gonadotropinas hormônio luteinizante (LH), que estimula a síntese e a liberação de andrógenos pelas células de Leydig do testículo; e do hormônio folículo estimulante (FSH), que também estimula a espermatogênese, agindo sobre as células de Sertoli dos túbulos seminíferos. No momento da cópula, as prostaglan- dinas produzidas na glândula seminal atuam no útero da fêmea, induzindo mudanças que afetam a motilidade do espermatozoide. Já nas mulheres, durante a maturação sexual, os estrógenos produzidos pelo ovário auxiliam na formação das características sexuais, promovendo a deposição de gordura, a maturação dos ovários e das glândulas mamárias. De modo similar, os andrógenos produ- zidos pelo ovário e pelas glândulas suprarenais também estão relacionados ao desenvol- vimento de características sexuais secundárias, como, por exemplo, o crescimento de pelo e a libido. Durante a fase folicular do ciclo ovulatório de mamíferos, o GnRH produzido pelo hi- potálamo controla a liberação de LH e a síntese e liberação do FSH pela hipófise anterior. Nesta fase, o LH dispara a ovulação no folículo ovariano, e o FSH, também agindo sobre o folículo, promove sua maturação e estimula a produção de estrógeno. Os estrógenos pro- duzidos atuam sobre o próprio folículo, impulsionando a proliferação de células granulosas, PÁGINA 88 e sobre o endométrio, induzindo a proliferação celular, ao sensibilizá-lo para a progesterona e promover a amiogênese. Durante a fase lútea, os estrógenos produzidos pelo corpo lúteo reduzem, por meio da retroalimentação negativa, a produção de GnRH, baixando os níveis de FSH e LH liberados pela hipófise anterior, a fim de evitar a foliculogênese. Já a progesterona, atuando sobre o útero, promove a maturação do endométrio e reduz a contratibilidade da musculatura lisa uterina. Durante a gravidez, a placenta produz gonadotropina coriônica, estrógenos e pro- gesterona, que apresentam diversas funções regulatórias. A gonadotropina coriônica esti- mula a produção de estrógeno pelo corpo lúteo. Os estrógenos atuam sobre as glândulas mamárias e estimulam a proliferação de células secretoras (mas impedem a produção de leite) sobre o colo do útero, reduzindo a resistência mecânica, e sobre o útero, estimulando o músculo liso, a angiogênese (formação de vasos) e a divisão mitótica do endométrio. A progesterona age sobre o útero, bloqueando a estimulação do estrógeno do músculo liso e, no ovário, evita a ovulação. PÁGINA 89 CONSIDERAÇÕES FINAIS A Fisiologia Humana é uma ciência integrativa, realizada através de observações, ex- perimentações e estudosquímicos, moleculares, celulares, teciduais e orgânicos inseridos no tempo e no espaço. A Fisiologia Humana teve como finalidade fornecer aos alunos fundamentos necessá- rios para o conhecimento sobre a fisiologia dos órgãos, em consonância com os conheci- mentos de morfologia do corpo humano. Desta forma, a disciplina foi pautada nos conhecimentos básicos das funções vitais do corpo humano e nas relações entre os diferentes sistemas orgânicos, através de uma visão geral do funcionamento do corpo humano, permitindo ao aluno conhecimentos necessários para ser um promotor de saúde. PÁGINA 90 REFERÊNCIAS BARTMANN, Mecilda. Corpo Humano: anatomia e fisiologia. Senac Nacional, 2014. COSTANZO, L. S. Fisiologia. 6ª Edição, Editora Elsevier, 2018. GUYTON, A. C. e Hall J. E. Tratado de Fisiologia Médica. Editora Elsevier. 13ª ed., 2017. KAWAMOTO, Emilia. Anatomia e Fisiologia Humana. 3ª ed. EPU, 2011. KOEPPEN, B. M.; STANTON, B. A. Berne & Levy: Fisiologia. 6ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009. SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada. 7ª Edição, Art- med, 2017. TORTORA, Gerald. Princípios de Anatomia e Fisiologia. 14ª ed. Guanabara, 2015. http://cepa.if.usp.br/content/cepa APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA OBJETIVO DA DISCIPLINA CAPÍTULO I - SISTEMA ESQUELÉTICO CAPÍTULO II - SISTEMA MUSCULAR 2.1 MÚSCULOS CUTÂNEOS OU DA MÍMICA 2.2 MÚSCULOS DA MASTIGAÇÃO 2.3 MÚSCULOS SUPRA-HIÓIDES CAPÍTULO III - SISTEMA ARTICULAR 3.1 CARTILAGEM 3.2 ARTICULAÇÃO TEMPORO MANDIBULAR CAPÍTULO IV - SISTEMA CARDIOVASCULAR CAPÍTULO V - SISTEMA NERVOSO CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA OBJETIVO DA DISCIPLINA CAPÍTULO 1 – CÉLULAS: UNIDADES MORFOFUNCIONAIS 1.1 CONSTITUIÇÃO DA CÉLULA 1.2 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS CÉLULAS 1.3 HOMEOSTASIA 1.4 TRANSPORTE CELULAR CAPÍTULO 2 – PROPRIEDADES ELÉTRICAS DA MEMBRANA PLASMÁTICA 2.1 DIFERENÇA DE POTENCIAL DENTRO E FORA DA CÉLULA 2.2 POTENCIAL DE AÇÃO CAPÍTULO 3 – OS SISTEMAS 3.1 SISTEMA NERVOSO 3.4 SISTEMA CIRCULATÓRIO SANGUÍNEO 3.6 SISTEMA EXCRETOR 3.7 SISTEMA RESPIRATÓRIO 3.8 SISTEMA DIGESTÓRIO 3.9 SISTEMA ENDÓCRINO 3.10 SISTEMA REPRODUTOR CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIASa homeostase (equilíbrio mineral). Quanto a sua formação, o esqueleto humano é formado em sua maior parte por co- lágeno e sais minerais, especialmente cálcio e potássio. Essa mistura é responsável pela grande resistência dos ossos. A maior parte dos ossos do corpo humano pode ser classi- ficada da seguinte forma: ossos longos (ex.: fêmur), ossos curtos (ex.: ossos do carpo), ossos planos (ex.: costelas) e ossos irregulares (ex.: vértebras). PÁGINA 12 Um outro dado importante sobre os ossos é que 99% do cálcio que possuímos em nosso corpo está depositado neles. Vamos começar estudando os componentes ósseos dessa região: Esqueleto encefálico é composto pelos ossos do crânio (que envolve o en- céfalo) e os ossos da face (relacionados com o sistema respiratório, digestório e parte do sistema sensorial). MAXILA: A maxila é um osso plano e irregular. Forma quatro cavidades: o teto da cavidade bu- cal, o assoalho e a parede lateral do nariz, o soalho da órbita e o seio maxilar. Possui: » Forame Infra-Orbitário - passagem para os vasos e nervo infra-orbitais » Face Orbital - forma a maior parte do soalho da órbita » Seio Maxilar - grande cavidade piramidal dentro do corpo da maxila PROCESSOS: » Frontal - forte lâmina que parte do limite lateral do nariz » Zigomático - eminência triangular e áspera localizada no ângulo de separação das faces anterior, infratemporal e orbital » Alveolar - cavidades profundas para recepção dos dentes » Palatino - horizontal e projeta-se medialmente da face nasal do osso A maxila articula-se com nove ossos: frontal, etmóide, nasal, zigomático, concha nasal inferior, lacrimal, palatino, vômer e maxila do lado oposto. PÁGINA 13 MANDÍBULA: É o único osso móvel da face. Consiste de uma porção horizontal, o corpo, e duas porções perpendiculares, os ramos, que se unem ao corpo em um ângulo quase reto. 1) CORPO: FACE EXTERNA Protuberância Mentoniana - eminência triangular Sínfise Mentoniana (Ponto Antropométrico) - crista suave na linha mediana Forame Mentoniano - depressão de cada lado da sínfise. Passagem de vasos e nervo Linha Oblíqua Externa FACE INTERNA: Espinha Mentoniana - par de espinhas próximo da sínfise Fossa Digástrica - pouco abaixo das espinhas mentais Fossa Sublingual - acima da linha milo-hióidea Fossa Submandibular - abaixo da linha milo-hióidea Linha Milo-hióidea (Oblíqua Interna) - ao lado da sínfise e dirige-se para trás PÁGINA 14 2)RAMOS: Apresentam duas faces, quatro bordas e dois processos: Face Lateral - apresenta cristas oblíquas para inserção do músculo masseter Face Medial - apresenta as seguintes estruturas: a)Forame Mandibular - passagem de vasos e nervo alveolares inferiores; b) Sulco Milo-Hióideo; c) Língula da Mandíbula - crista proeminente acima do sulco milo-hióideo. Borda Inferior - encontra-se o ângulo da mandíbula; Borda Posterior - é recoberta pela glândula parótida; Borda Anterior - continua-se com a linha oblíqua; Borda Superior - possui dois processos muito importantes: Processo Coronóide e Processo Condilar (articula-se com o disco articular da articulação temporomandibular - ATM). Entre estes dois processos encontramos a incisura da mandíbula. A mandíbula articula-se com dois ossos: Temporal esquerdo e direito, formando a ATM. PROCESSO ALVEOLAR: Tanto na mandíbula quanto na maxila existe uma região do osso que chamamos de “processo alveolar”. Este processo alveolar é a porção da maxila e da mandíbula que forma e suporta os alvéolos dentários. Alvéolos dentários são cavidades ósseas onde se inserem as raízes dos dentes. O alvéolo existe em função dos dentes, na perda destes o alvéolo deixa de existir, dessa forma, sua função principal é dar suporte aos dentes para que pos- samos mastigar os alimentos. Ele é formado quando o dente erupciona para promover inserção óssea para o liga- mento periodontal em formação; quando o dente é perdido, desaparece gradualmente. O processo alveolar é constituído de osso alveolar que reveste os alvéolos. Ele é composto PÁGINA 15 de uma fina lâmina de osso cortical, com numerosas perfurações, que permitem a passa- gem de vasos sanguíneos entre os espaços medulares do osso e ligamento periodontal. Portanto, as funções de um alvéolo são: - Alojar as raízes dos dentes e mantê-los no arco; - Absorver e distribuir as pressões oclusais geradas durante os contatos dentários; - Ancorar os dentes aos alvéolos através da inserção das 'fibras de Sharpey’ do liga- mento periodontal, que vamos ver adiante. A estrutura de um alvéolo comporta a cavidade em si, o septo alveolar que separa as raízes do dente dentro do alvéolo e a crista alveolar, que é a parte mais alta de osso entre um alvéolo e outro. Dentro do alvéolo encontramos um pequeno forame, utilizado como passagem para nervos e vasos sanguíneos que percorrem o osso e se inserem nos dentes, formando a polpa dentária. PÁGINA 16 CAPÍTULO II - SISTEMA MUSCULAR O sistema muscular é de extrema importância para o funcionamento do corpo huma- no. Usamos os músculos do corpo constantemente de forma voluntária (ao levantar um objeto, por exemplo) e involuntária (batimentos do coração e movimentos peristálticos). Os principais componentes desse sistema são: - Tecido muscular esquelético ou estriado (aquele que é fixado aos ossos do corpo); - Tecido muscular liso ou não-estriado (encontra-se na parede de órgãos como a bexiga, útero, intestino e vasos sanguíneos); - Tecido muscular cardíaco (do coração). O Sistema Muscular humano possui, em média, 650 músculos esqueléticos. PRINCIPAIS FUNÇÕES: Movimentação do corpo: esta é uma das principais funções do tecido muscular hu- mano. Esta tarefa é executada pelos músculos esqueléticos em conjunto e de forma inte- grada com os ossos e articulações. Estabilização corporal: as posições que assumimos em nosso cotidiano (ficar em pé, sentado agachado, deitado, etc.) dependem muito de nossos músculos. Tanto os mús- culos esqueléticos quanto os corporais atuam na estabilização do nosso corpo. Esta esta- bilização é possível graças as contrações destes músculos. Regulação do volume dos órgãos: esta função é realizada pelos esfíncteres de músculos lisos. São eles que controlam, por exemplo, o refluxo de alimentos do estômago e de urina da bexiga. Isto é possível, pois estes músculos obstruem os canais de saída desses órgãos. PÁGINA 17 Movimentação de substâncias no corpo: o melhor exemplo desta função é a mo- vimentação de sangue dentro do nosso corpo. Ela só é possível graças aos movimen- tos executados pelo músculo cardíaco, que através da contração e relaxamento consegue bombear sangue pelos vasos sanguíneos. Esta função também ocorre em nosso sistema digestório, quando os músculos lisos ajudam a movimentar o alimento através do trato gas- trointestinal. Produção de calor: a contração involuntária realizada pelos músculos esqueléticos é capaz de produzir calor em nosso corpo. Esta função é importante para manter a tempe- ratura de nosso organismo na temperatura ideal. Quando estamos num local muito frio é normal que ocorra tremedeiras, pois é uma forma dos músculos esqueléticos produzirem calor e aumentar a temperatura corporal. Podemos destacar três grandes grupos musculares na cabeça e pescoço: - Cutâneos - Mastigação - Suprahióides 2.1 MÚSCULOS CUTÂNEOS OU DA MÍMICA Vamos começar pelos MÚSCULOS CUTÂNEOS: Os músculos cutâneos da cabeça são um grupo de músculos situados logo abaixo da pele, na qual apresentam pelo menos uma inserção. Essa inserção cutânea faz com que a contração desses músculos modifique a fisionomia, sendo dessa forma também conheci- dos como músculos da expressão facial ou da mímica. PÁGINA 18 Suas funções, no entanto, não se restringem à expressão facial, possuindo também funções associadas com a mastigação, fonação, respiração e reflexos oculares, como no piscar dos olhos. Esses músculos determinam, na pele onde se inserem, depressões em formade linha, perpendiculares à direção das fibras dos músculos, que com o tempo se transformam em rugas de expressão. Cada expressão facial e suas nuances são o resultado da ação combinada de mais de um músculo, dentre diversas combinações possíveis. Os músculos cutâneos da cabeça são: Orbicular dos lábios, que fecha o esfíncter oral e proporciona competência labial, fundamental para uma correta respiração nasal. Os músculos levantadores do lábio superior são: o levantador do lábio superior, o zigomático maior e o zigomático menor. Outros músculos que atuam nos lábios são o triangular dos lábios, o risório e o bucinador. No lábio inferior, o levantamento e protusão da parte central são produzidos pelos músculos mentonianos e o abaixamento é produzido pelos músculos quadrado mandibulares que nascem na borda inferior da mandíbula. 2.2 MÚSCULOS DA MASTIGAÇÃO São aqueles que estão ligados apenas à realização dos movimentos mandibulares: temporal, masseter, pterigóideo lateral, pterigóideo medial e ventre anterior do digástrico. Detalhes de alguns dos músculos da mastigação: Músculo temporal – lembra um leque, sendo coberto por uma fáscia muito densa, denominada fáscia temporal. É considerado mais um músculo relacionado com o movimen- to do que com a força. Músculo masseter – tem uma conformação retangular, sendo um músculo extrema- PÁGINA 19 mente forte. Ele é constituído de duas partes: uma superficial e uma parte profunda. Sua parte superficial tem origem na margem inferior do osso zigomático, estendendo-se até a sutura zigomático-temporal, e, a parte profunda tem origem na margem inferior e na face medial do arco zigomático, estendendo-se até a eminência articular. Insere-se nos dois terços inferiores da face lateral do ramo da mandíbula. É inervado pelo Nervo massetérico (ramo do mandibular do nervo trigêmio) e sua irrigação arterial vem da artéria massetérica (a. maxilar). Músculo pterigóideo medial – apresenta fibras curtas e trançadas. Suas fibras fa- zem trajeto para trás, para baixo e para a lateral, inserindo-se na face medial do ramo e do ângulo da mandíbula. A inervação deste músculo é dada pelo nervo pterigóideo medial (trigêmeo) e a vascularização pelos ramos pterigóideos da artéria maxilar. Músculo pterigóideo lateral – possui dois feixes distintos, o inferior e o superior. Quando o feixe inferior se contrai coloca os côndilos da mandíbula em rotação e os abaixam em direção aos tubérculos articulares, abrindo e protruindo a mandíbula, neste momento o feixe superior permanece inativo, atua principalmente na estabilização do fechamento da boca. Os músculos da mastigação podem ser divididos para efeito didático em: • Levantadores/elevadores da mandíbula – temporal, masseter e pterigóideo me- dial, sendo que o masseter seria o responsável pela força, auxiliado pelo pterigóideo me- dial, o temporal vai auxiliar na estabilidade do movimento, o movimento predominante é fechamento da mandíbula; • Depressores/abaixadores da mandíbula – pterigóideo lateral, musculatura supra- -hióidea. A musculatura infra-hióidea vai dar estabilidade ao osso hioide, tornando-o fixo para a efetivação do movimento de abertura. PÁGINA 20 2.3 MÚSCULOS SUPRA-HIÓIDES Os músculos supra-hióideos são os que se localizam, como o próprio nome diz, acima do osso hióideo. São um grupo muscular da região ântero-lateral do pescoço, de músculos que se inserem no osso hióide e têm origem superior a este osso. São eles: num plano mais superficial, os músculos digástrico e estilo-hióideo; num plano médio, o músculo mi- lo-hióideo; e, num plano mais profundo, o músculo génio-hióideo. À excepção do músculo génio-hióideo, todos os músculos supra-hióideos são músculos da faringe. Mecânica muscular: estes quatro músculos produzem ações diferentes mas, de uma maneira geral, auxiliam a elevação do osso hióide e o alargamento do esôfago durante a deglutição. PÁGINA 21 CAPÍTULO III - SISTEMA ARTICULAR Formado por articulações, ou seja, por um ponto de contato entre os ossos. Em todo nosso corpo temos diferentes tipos de articulações: algumas que são bastante fortes e imó- veis e outras que permitem movimentos por serem flexíveis. Com relação a sua estrutura, as articulações podem ser classificadas em fibrosa (os ossos são unidos por tecido conjuntivo fibroso), cartilaginosa (os ossos são unidos pela cartilagem) e sinovial (possui um espaço entre os ossos). Nosso corpo é capaz de realizar muitos movimentos, contudo, estes movimentos ocasionam atrito. Para amenizar este atri- to, nosso sistema articular conta com as bolsas sinoviais. Estas bolsas agem como amor- tecedores do impacto entre as articulações. Elas estão localizadas entre a pele e o osso (nas regiões onde ocorre atrito entre estas partes), entre os tendões e os ossos, entre os músculos e os ossos e também entre os ligamentos e os ossos. Com o avanço da idade, a produção de sinóvia nas articulações é diminuída, a partir daí, começam a surgir os efeitos do envelhecimento nas articulações, que podem ser au- mentados tanto por fatores genéticos quanto pelo seu desgaste. A articulação mais impor- tante na Odontologia é a Articulação Temporo Mandibular, entre o osso Temporal no crânio e a mandíbula, também chamada pela sigla: ATM. 3.1 CARTILAGEM A cartilagem, ou tecido cartilaginoso, é uma espécie de tecido flexível, conectivo e elástico que os seres humanos possuem em várias partes do corpo. Ele é composto por uma matriz gelatinosa formada, principalmente, por proteínas e carboidratos. Possui cor cinza clara ou branca. PÁGINA 22 As cartilagens do corpo humano não são irrigadas por sangue, pois não possuem vasos sanguíneos. Desta forma, recebem oxigênio e nutrientes através do processo de difusão. Devido a sua propriedade flexível, as cartilagens se adaptam nas conexões ósseas do corpo, garantindo a redução de impactos externos e atritos entre os ossos. Também servem para dar forma e sustentação à algumas partes do corpo como, por exemplo, nas orelhas e no nariz. Tipos de cartilagem a) Cartilagem Hialina: são bem resistentes e fortes, pois são formadas por densas fibras colágenas. Estão presentes nas extremidades de ossos, nas articulações. Estão pre- sentes também no nariz (fossas nazais), brônquios e na traqueia. b) Cartilagem Fibrosa: possui pouca quantidade de matriz gelatinosa em sua compo- sição. É formada por fibras colágenas de alta densidade, portanto suporta altas pressões. Podemos encontrar este tipo de cartilagem na mandíbula e nos meniscos dos joelhos. c) Cartilagem Elástica: composta por grande quantidade de fibras de elastina. É muito flexível e leve. Está presente no nariz, laringe, tuba auditiva e epiglote. Possui pouca quan- tidade de colágeno. 3.2 ARTICULAÇÃO TEMPORO MANDIBULAR É a articulação temporomandibular, uma articulação que liga o maxilar ao crânio. É uma das mais complexas do corpo humano, responsável por mover a mandíbula para frente, para trás e para os lados. Qualquer problema que impeça a função ou o adequado PÁGINA 23 funcionamento deste complexo sistema de músculos, de ligamentos, de discos e de ossos é chamado de D-ATM. Geralmente, a D-ATM dá a sensação ao indivíduo acometido de que sua mandíbula está saltando para fora, fazendo um estalo e até travando por um instante. A causa exata desta disfunção, em geral, é impossível de ser identificada. Os meios de união dessa articulação são: - Cápsula Articular: é um fino envoltório frouxo que está inserido anteriormente no tu- bérculo articular, posteriormente na fissura escamotimpânica, acima na fossa mandibular e abaixo no colo da mandíbula. - Disco Articular: é uma lâmina ovulada e fina situada entre o côndilo da mandíbula e a fossa mandibular. Divide a articulação em parte superior e inferior, cada qual guarnecida com uma membrana sinovial. Sua face superior é côncavo-convexa para se ajustar ao tu- bérculo e a fossa da mandíbula e sua face inferior é côncava para se ajustar ao côndilo damandíbula. - Ligamento Temporomandibular Lateral: consiste em dois curtos fascículos estreitos. Está inserido acima no arco zigomatico e abaixo na face lateral do colo da mandíbula. - Ligamento Esfenomandibular: é uma faixa fina e achatada que localiza-se medial à cápsula. Está inserido na espinha do esfenóide e abaixo na lígula do forame mandibular. - Ligamento Estilomandibular: posterior à cápsula, insere-se no processo estilóide e na margem posterior do ângulo da mandíbula. Separa a glândula parótida da submandibular. PÁGINA 24 CAPÍTULO IV - SISTEMA CARDIOVASCULAR O sangue é um tecido conjuntivo líquido, produzido na medula óssea vermelha, que flui pelas veias, artérias e capilares sanguíneos, que são os vasos sanguíneos bem fini- nhos, semelhantes a um fio de cabelo, que possuímos na ponta dos dedos dos pés e mãos, por exemplo. O sangue é um dos três componentes do sistema circulatório, os outros dois, são o coração e os vasos sanguíneos. Ele é responsável pelo transporte de substâncias (nutrientes, oxigênio, gás carbônico e toxinas), regulação e proteção de nosso corpo. Nele encontramos o plasma sangüíneo, responsável por 66% de seu volume, além das hemácias, dos leucócitos e das plaquetas, células responsáveis por aproximadamente 33% de sua composição. A maior parte do plas- ma sanguíneo é composta por água (93%), daí a importância de sempre nos mantermos hidratados ingerindo bastante líquido. Nos 7% restantes encontramos: oxigênio, glicose, proteínas, hormônios, vitaminas, gás carbônico, sais minerais, aminoácidos, lipídios, uréia, etc. Os glóbulos vermelhos, também conhecidos como hemácias ou eritrócitos, transpor- tam o oxigênio e o gás carbônico por todo o corpo. Essas células duram aproximadamente 120 dias, após isso, são repostas pela medula óssea. O glóbulos brancos, também chamados de leucócitos, são responsáveis pela defesa de nosso corpo. Eles protegem nosso organismo contra a invasão de microorganismos in- desejados (vírus, bactérias e fungos). De forma bastante simples, podemos dizer que eles são nossos "soldadinhos de defesa". As plaquetas são fragmentos de células, presentes no sangue, que realizam a coagu- lação, evitando assim sua perda excessiva de sangue (hemorragia). Elas geralmente agem quando os vasos sanguíneos sofrem danos. Um exemplo simples é o caso de uma picada de agulha, onde observa-se uma pequena e ligeira perda de sangue que logo é estancada, isto ocorre graças ao tampão plaquetário. PÁGINA 25 CAPÍTULO V - SISTEMA NERVOSO Além de executar tarefas específicas, o sistema nervoso atua em conjunto com outros órgãos do corpo humano, auxiliando-os em seu funcionamento. Nosso sistema nervoso é dividido em duas partes: sistema nervoso central (composto pelo encéfalo e medula espi- nal) e sistema nervoso periférico (composto pelo tecido nervoso localizado fora do sistema nervoso central). INERVAÇÃO DA FACE E DENTES A inervação das estruturas da face são ramificações do nervo trigêmeo: MAXILA: - Nervo infra-orbital: seus ramos mais periféricos transmitem mais sensibilidade geral das regiões da pálpebra inferior, asa do nariz, lábio superior e gengiva vestibular dos dentes anteriores e prémolares. - Nervo Alveolares superiores anteriores: dentes incisivos e caninos superiores. Pro- cesso alveolar; periodonto, gengiva. - Nervo alveolar: inverna a polpa e periodonta dos dentes prémolares e eventualmente a raiz mesiovestibular do primeiro molar superior. - Nervos alveolares superiores posteriores: inervam a polpa e periodonto dos dentes molares superiores. - Nervo palatino maior: transmite a sensibilidade proveniente da mucosa do palato duro desde a região do canino até o limite anterior do véu palatino. PÁGINA 26 - Nervos palatinos menores: palato mole. - Nervo nasopalatino: proveniente da mucosa da região anterior do palato duro, com- preendida entre canino e incisivo central e da mucosa da região anterior do septo nasal. No seu trajeto, o nervo nasopalatino alcança a fossa incisiva, atravessa o forame incisivo e percorre o septo nasal em direção superior e posterior até o teto da cavidade nasal. MANDÍBULA: - Nervo bucal: traz sensibilidade da mucosa e pele da bochecha e gengiva vestibular dos dentes molares inferiores. - Nervo alveolar inferior e o Nervo lingual: a sensibilidade proveniente da polpa dos dentes de cada lado da mandíbula, bem como das papilas interdentais, periodonto, e tecido ósseo vizinho aos dentes, é transmitida através do nervo alveolar inferior. - Nervo mentoniano: é formado pela junção das fibras nervosas sensitivas provenien- tes da pele do mento, da mucosa e pele do lábio inferior e da mucosa e gengiva vestibular dos dentes anteriores. Penetra na mandíbula pelo forame e canal do mesmo nome para contribuir para formação do nervo alveolar inferior. - Nervo lingual: origina-se nos dois terços anteriores da língua, mucosa da região su- blingual e gengiva lingual de todos os dentes inferiores. PÁGINA 27 CONSIDERAÇÕES FINAIS A anatomia é a área da ciência que realiza os estudos, de forma macroscópica e microscópica, acerca da constituição e do desenvolvimento dos seres vivos organizados, analisando sua composição e estruturação e como os sistemas se relacionam entre si. O estudo dos dados anatômicos é fundamental para possibilitar ao cirurgião-dentista o reconhecimento dos órgãos do corpo humano, assim como a morfologia, localização, função e organização desses órgãos em sistemas. Esse conhecimento é indispensável à atuação profissional. PÁGINA 28 REFERÊNCIAS BARTMANN, Mecilda, Corpo Humano: anatomia e fisiologia, Senac Nacional, 2014. KAWAMOTO, Emilia. Anatomia e Fisiologia Humana. 3 ed. EPU, 2011. MENDES, Marques. Anatomia e Fisiologia Humana. 2 ed. Martinari, 2015. SANTOS, Nívea. Anatomia e Fisiologia Humana: série eixos: ambiente e saúde. Erica, 2014. TORTORA, Gerald, Principios de Anatomia e Fisiologia. 14 ed. Guanabara, 2015. PÁGINA 29 FISIOLOGIA HUMANA PÁGINA 30 A Fisiologia Humana é a ciência que estuda as caracterítis- cas e os mecanismos específicos do corpo humano, os quais fa- zem dele um ser vivo. O próprio fato de nos mantermos vivos é re- sultado de complexos sistemas de controle, atuando em conjunto para o equílibrio e o pleno funcionamento do organismo frente ao ambiente. Assim, iniciaremos este estudo com uma visão global e es- trutural das células e, posteriormente, seguiremos para o funcio- namento, em conjunto, dos sistemas. Cabe ressaltar que a Fisiologia trata da homeostase do or- ganismo, ou seja, da manutenção de condições constantes do ambiente interno. Portanto, é imprescindível conhecer o funcio- namento normal do corpo, para então comprender como ocorrem os mecanismos de ação, quando há uma patologia instalada no indivíduo. Bons estudos. APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINAA P R E S E N T A Ç Ã O PÁGINA 31 EMENTA Introdução ao estudo da Fisiologia: meio interno e homeostase, potenciais de membrana e potenciais de ação. Contração do mús- culo esquelético e do músculo liso Fisiologia dos Sistemas Nervoso, Cardiovascular, Respiratório, Renal, Gastrointestinal e Endócrino. OBJETIVOS Apresentar e relembrar ao cirurgião-dentista os principais me- canismos que regulam e controlam o funcionamento dos sistemas frente ao ambiente. OBJETIVO DA DISCIPLINA P L A N O D E E N S IN O PÁGINA 33 CAPÍTULO 1 – CÉLULAS: UNIDADES MORFOFUNCIONAIS A origem da palavra célula vem do latim: “quarto pequeno”, e ela foi descoberta em 1665 por Robert Hooke. Em 1838, foi desenvolvida a primeira teoria da célula por Matthias Jakob Schleiden e Theodor Schwann, indicando que todos os organismos são compostos de uma ou mais células. A unidade viva básica do organismo é a célula, e cada órgão é formado por muitas células diferentes, as quais estão unidas por estruturas de suporte que pertecem à matriz extracelular, formando os tecidos fundamentais: Tecido Epitelial, Tecido Conjuntivo, Tecido Muscular eTecido Nervoso. Cada tipo de célula é especialmente adaptada para realizar uma ou algumas funções determinadas. Por exemplo, as hemácias transportam oxigênio dos pulmões para os te- cidos e, embora elas sejam as células mais abundantes do organismo, existem cerca 75 trilhões de células de outros tipos que realizam funções diferentes das hemácias. Portanto, observando o número total de células, as quais formam um corpo inteiro, temos aproxima- damente 100 trilhões delas. Ainda que as células do corpo sejam diferentes umas das outras, todas têm certas características básicas comuns, como, por exemplo, o oxigênio que reage com carboidra- tos, gorduras e proteínas para liberar a energia necessária ao seu funcionamento. Os me- canismos químicos gerais de transformação de nutrientes em energia são basicamente os mesmos em todas as células, e elas liberam produtos finais de suas reações químicas nos líquidos que as banham. Além disso, quase todas as células também têm a capacidade de reproduzir células adicionais de seu próprio tipo. Felizmente, quando células de determinado tipo são destru- ídas por uma ou outra causa, as células restantes do mesmo tipo, nas condições normais, geram novas células para suprir sua reposição. PÁGINA 34 1.1 CONSTITUIÇÃO DA CÉLULA As células apresentam em sua constituição: • Núcleo: parte central da célula, onde encontramos o material genético. Tem a função relativa à síntese proteica, ao crescimento e à reprodução celular. O núcleo se divide em: membrana nuclear (estrutura que envolve o conteúdo nuclear), cariolinfa (massa incolor constituída de água e proteína), cromatina (material genético propriamente dito, resultante da associação de proteína e DNA) e nucléolo (está em contato direto com a cariolinfa). • Citoplasma: é a parte da célula que conserva a sua vida. As estruturas presentes são as organelas, as quais realizam diversas funções celulares, tais como: os lisossomos (or- ganelas ricas em enzimas, responsávais pela digestão celular), as mitocôndrias (possuem DNA e geram energia (ATP), fazem parte do metabolismo energético das células), os ribos- somos (participam da confecção de proteínas), Complexo de Golgi (organelas membrano- sas que transportam partículas para dentro e para fora da célula), retículo endoplasmático (organela membranosa que atua na síntese de proteínas (rugoso) e lipídeos (liso)). • Membrana Plasmática: formada por uma bicamada lipídica, com proteínas de mem- brana, modelo conhecido como mosaico fluido, tem como função primordial a proteção e passagem (transporte) das substâncias necessárias ao desenvolvimento celular. Observe a figura a seguir, exemplicando esta estruturação: PÁGINA 35 Figura 1 - Esquema ilustrativo da célula e de seus compartimentos. Fonte: Shutterstock (2021). 1.2 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS CÉLULAS As células apresentam, em sua composição química, os seguintes nutrientes, os quais são divididos em componentes inorgânicos e orgânicos: PÁGINA 36 » Componentes Inorgânicos • Água: é o componente mais abundante da célula, constituindo 78% das células nervosas do ser humano, 40% das células ósseas e até 94% do feto humano, no primeiro trimestre da gestação. • Sais Minerais: estão separados entre solúveis (cálcio, ferro e fosfato) e insolúveis (fosfato de cálcio, também conhecido como “arcabouço” do esqueleto). » Componentes Orgânicos • Carboidrato ou Açúcares: associação do carbono, hidrogênio e oxigênio, como, por exemplo, a glicose. • Lipídeos ou Gorduras: associação de ácidos graxos e álcool (como os trigliceríde- os) e os esteroides (como o colesterol). • Proteínas: são componentes orgânicos com funções enzimáticas, hormonal e de defesa. • Enzimas: diferenciação das proteínas. • Ácidos Nucleicos: o DNA (ácido desoxirribonucleico) possui função de duplicação, e o RNA (ácido ribonucleico) produz enzimas e outras proteínas, sendo produzido com base na leitura do DNA. • Vitaminas: estão divididas em lipossolúveis (solúveis em gorduras e lipídeos) e hi- drossolúveis (solúveis apenas em água). PÁGINA 37 1.3 HOMEOSTASIA Na Fisiologia, também estudamos os sistemas que controlam os processos da vida, sendo o mais importante a homeostase. Homeostase vem do latim homo (similar) e stasis (fixo) e significa equilíbrio dinâmico do organismo. Assim, a homeostasia é considerada uma tendência permanente do organismo, em manter a constância do meio interno, em relação às oscilações do meio externo. A Fisiologia se preocupa em conservar em perfeitas condições todos os sistemas do corpo humano, em comum acordo, com intensidade e frequência adequadas um ao outro. Veja, a seguir, a estrutura funcional que a fisiologia exerce nos diferentes sistemas do corpo humano, na tentativa de preservá-los em perfeitas condições de equilíbrio. Sistema Tegumentar: pele – órgão de proteção que separa o meio corporal interno do externo, mantendo a temperatura do corpo estável e protegendo contra a exposição a raios UV, bem como a entrada de patógenos. » Sistemas Muscular e Esquelético: mantêm a sustentação e o equilíbrio do corpo com o meio ambiente. » Sistema Respiratório: responsável pela troca gasosa entre o organismo e o meio externo. » Sistema Digestório: responsável pela absorção de água e nutrientes, auxiliando na eliminação de resíduos. » Sistema Excretor: também conhecido como Sistema Urinário, é responsável pela eliminação do excesso de água e outros resíduos, após a filtragem do sangue. » Sistema Genital: auxilia na formação dos óvulos, espermatozoides e hormônios para a reprodução humana. » Sistema Imunológico: proteção do meio interno contra corpos estranhos. » Sistema Circulatório: responsável pela distribuição e captura de substâncias para PÁGINA 38 todo o organismo. » Sistema Nervoso: responsável pela recepção de estímulos, integralização e emis- são das respostas aos orgãos efetuadores (músculos ou glândulas). Assim, todos os órgãos e tecidos do corpo humano executam funções que contribuem para manter essas condições relativamente constantes. Por exemplo, os pulmões provêm oxigênio ao líquido extracelular para repor o oxigênio utilizado pelas células, os rins mantêm constantes as concentrações de íons, e o Sistema Gastrointestinal fornece os nutrientes. 1.4 TRANSPORTE CELULAR A estrutura da membrana que reveste externamente cada célula do corpo consiste quase que inteiramente em uma bicamada lipídica, contendo também grande número de moléculas de proteínas entre os lipídios, e muitas delas passam por toda a espessura da membrana, sendo as chamadas proteínas integrais de membrana, que formam um modelo de mosaico fluido. A bicamada lipídica não é miscível nos líquidos extra e intracelular. Assim, ela constitui barreira para os movimentos das moléculas de água e de substâncias hidrossolúveis, entre os compartimentos dos líquidos intra e extracelulares. Todavia, algumas substâncias podem atravessar esta bicamada lipídica, dispersando-se, de modo direto, através da substância lipídica, o que ocorre principalmente com substâncias lipossolúveis, como o colesterol. As moléculas de proteína na membrana apresentam propriedades totalmente diferen- tes para o transporte de substâncias, pois suas estruturas moleculares interrompem a con- tinuidade da bicamada lipídica, representando via alternativa através da membrana celular, e por isso as substâncias proteicas podem funcionar como proteínas transportadoras. Diferentes proteínas funcionam de modos distintos. Algumas formam condutos de PÁGINA 39 água por toda a extensão da molécula (como as aquaporinas), permitindo o livre movimen- to da água, bem como de íons ou de moléculas selecionados, sendo elas referidas como proteínas canais; outras, conhecidas como proteínas transportadoras, ligam-se às molécu- las ou aos íons a serem transportados. Alterações estruturais nas moléculas da proteína, então, movem a substância através dos interstícios da proteína até o outro lado damem- brana. Tanto as proteínas canais quanto as proteínas transportadoras são, via de regra, extremamente seletivas para os tipos de moléculas ou de íons permitidos para atravessar a membrana. O transporte através da membrana celular, tanto diretamente, através da bicamada lipídica, como por meio de proteínas, ocorre por um de dois processos básicos: difusão (transporte passivo) ou transporte ativo. Embora existam muitas variações desses mecanismos básicos, difusão significa o movimento molecular aleatório de substâncias, molécula a molécula, através dos espaços intramoleculares da membrana ou em combinação com proteína transportadora. A energia causadora da difusão é a energia da movimentação cinética normal da matéria. O transporte ativo significa o movimento dos íons ou de outras substâncias, através da membrana em combinação com uma proteína transportadora, de modo tal que a proteí- na transportadora faz com que a substância se mova em direção oposta à de um gradiente de energia, como passando de um estado de baixa concentração para um estado de alta concentração. Esse movimento requer uma fonte adicional de energia, além da energia cinética. 1.4.1 DIFUSÃO Todas as moléculas e íons no corpo, inclusive as moléculas de água e as substâncias dissolvidas nos líquidos corporais, estão em constante movimento, cada partícula moven- PÁGINA 40 do-se por seu percurso distinto. A movimentação dessas partículas é o que os físicos chamam de “calor” (quanto maior a movimentação, maior a temperatura), e o movimento nunca cessa, sob qualquer circunstância, a não ser na temperatura do zero absoluto. Assim, o movimento contínuo de moléculas umas contra as outras, nos líquidos ou nos gases, é chamado difusão. Os íons difundem-se da mesma maneira que as moléculas inteiras, e até mesmo par- tículas coloidais em suspensão se difundem de modo semelhante, a não ser pelo fato de a dispersão dos coloides ser bem mais lenta do que a das substâncias moleculares, haja vista que eles são maiores. A difusão através da membrana celular é dividida em dois subtipos, chamados difusão simples e difusão facilitada. » Difusão Simples A difusão simples indica que o movimento cinético das moléculas ou dos íons ocorre através de abertura na membrana ou através dos espaços intermoleculares, sem que ocor- ra qualquer interação com as proteínas transportadoras da membrana. A intensidade da difusão é determinada pela quantidade de substância disponível, pela velocidade do movimento cinético e pelo número e tamanho das aberturas na mem- brana, por meio das quais as moléculas e os íons podem se mover. A difusão simples pode ocorrer por duas vias: (1) pelos interstícios da bicamada li- pídica, no caso da substância que se difunde ser lipossolúvel, e (2) pelos canais aquosos que penetram por toda a espessura da membrana, por intermédio de alguma das grandes proteínas transportadoras. Um dos fatores mais importantes que determinamo quão rapidamente a substância PÁGINA 41 se difunde pela bicamada lipídica é a lipossolubilidade desta substância. As lipossolubilida- des do oxigênio, do nitrogênio, do dióxido de carbono e do álcool, por exemplo, são altas. Assim, todas elas podem se dissolver diretamente na bicamada lipídica e se difundir pela membrana celular. Ainda que a água seja extremamente insolúvel nos lipídios da membrana, ela passa com facilidade pelos canais das moléculas de proteínas que penetram por toda a espessura das membranas, sendo impressionante a rapidez com que as moléculas de água podem se deslocar através da maioria das membranas celulares. Como exemplo, podemos citar a quantidade total de água que se difunde em cada direção pelas membranas das hemácias, a cada segundo, sendo cerca de 100 vezes maior do que o volume da própria hemácia. Outras moléculas insolúveis em lipídios podem pas- sar pelos canais dos poros das proteínas do mesmo modo que as moléculas de água, caso sejam hidrossolúveis e suficientemente pequenas. Muitas das proteínas canais são altamente seletivas para o transporte de um ou mais íons ou moléculas específicas. Isso resulta das características do canal propriamente dito, como seu diâmetro, sua forma e a natureza das cargas elétricas e das ligações químicas ao longo de suas superfícies internas. » Difusão Facilitada A difusão facilitada requer a interação com uma proteína transportadora, a qual ajuda a passagem das moléculas ou dos íons, através da membrana, por meio de ligação quími- ca com eles, sendo transportados em movimento de vaivém (como o de ponte aérea) pela membrana. A difusão facilitada é também conhecida como difusão mediada por transportador, porque a substância que é transportada por este processo se difunde através da membra- PÁGINA 42 na, usando uma proteína transportadora específica para auxiliar (Figura 2). A ligação do transportador com a molécula a ser transportada induz a mudança de conformação do transportador, fazendo com que haja a passagem através da membrana, e o transporte é sempre feito do lado de maior concentração para o de menor concentração. Figura 2 - Transporte Facilitado. Fonte: Cepa (2021). 1.4.2 TRANSPORTE ATIVO Para o bom funcionamento das células, muitas vezes, é preciso que grandes quanti- dades de uma substância migrem de um lado ao outro da membrana contra o seu gradiente de concentração. Para tanto, a molécula que transporta deve ser uma enzima, capaz de quebrar a molécula de adenosina trifosfato (ATP). O gasto desta energia permite que as moléculas sejam transportadas contra o gradiente de concentração, sendo o transporte PÁGINA 43 sempre de mão dupla, isto é, uma molécula entra na célula, e outra sai. Um dos principais tipos de transporte ativo que ocorre na células é o transporte de sódio e potássio através da bomba de Na+ e K+. » Transporte Ativo: ATPase Na+/K+ Bomba de Sódio-Potássio A ligação de 2 moléculas de K+ no meio intracelular faz com que 3 moléculas de Na+ do meio extracelular se liguem à enzima, capaz de transformar ATP em ADP, liberando energia. A energia liberada é usada para mover os íons contra o gradiente de concentração. Portanto, os íons sódio são levados de volta para o exterior, e os íons potássio entram. Você deve estar perguntando por que a troca é desigual: 3 sódios por 2 potássios. O gradiente gerado por este íon sódio extra é usado para transportar glicose e aminoácidos pelo chamado transporte acoplado, gerando bastante gasto de energia. Por exemplo, cerca de 90% da energia usada pelo cérebro é para manter as bombas de sódio/potássio ativas. Vale também ressaltar o processo de co-transporte, processo que ocorre devido ao aumento do gradiente de concentração intracelular, gerado pelo transporte ativo (como o aumento da concentração de Na+), o qual então é usado para obter as substâncias neces- sárias à célula, como o cotransporte glicose/Na+, aminoácidos/Na+, por exemplo. As bombas de sódio e potássio são proteínas de canais iônicos que cruzam a mem- brana, formando poros. Além de serem responsáveis pela manutenção de gradientes de concentração entre o meio intra e extracelular, os canais iônicos são a base para a comuni- cação através de correntes elétricas. Esta é a forma como nervos e músculos são excitados e transmitem informação ou contraem, de forma tão eficiente. Os canais iônicos podem ser: seletivos (permitem passar apenas uma ou duas es- pécies iônicas) ou promíscuos (muitas espécies iônicas); sempre abertos ou em repouso (poucos e, em geral, são canais de K+) ou passíveis de serem abertos. PÁGINA 44 CAPÍTULO 2 – PROPRIEDADES ELÉTRICAS DA MEMBRANA PLASMÁTICA 2.1 DIFERENÇA DE POTENCIAL DENTRO E FORA DA CÉLULA A membrana celular é uma importante barreira que segrega o meio intra e extracelu- lar. Os íons distribuem-se de forma desigual. Como regra geral, há grande quantidade de potássio dentro da célula e grande quantidade de sódio fora da célula. Todas as células mantêm uma diferença de potencial elétricoentre o lado extracelular e o intracelular. Os canais iônicos sempre abertos são os responsáveis pela manutenção de potencial elétrico, que chamamos de potencial de repouso. Em células não excitáveis, apenas os canais de potássio estão sempre abertos e, portanto, o potencial de repouso das células é alcançado, quando não há fluxo direcionado de potássio, isto é, a quantidade de potássio que entra é igual à que sai. Em repouso, todas as células vivas são carregadas negativamente, em relação ao meio extracelular – em parte, isto é devido à grande quantidade de cargas negativas fixas ligadas a proteínas que não podem atravessar a membrana. A maioria das células mantém uma diferença de potencial da ordem de -60 mV, mas é uma regra que tem várias exceções. Há células que, em repouso, podem manter -90 mV, -70 mV etc. PÁGINA 45 2.2 POTENCIAL DE AÇÃO O potencial de ação é uma das propriedades mais interessantes dos seres vivos – é única e não imitada pelo mundo inanimado. Os neurônios, que são as células do Sistema Nervoso, e os tecidos musculares são capazes de gerar potenciais de ação, os quais são conduzidos muito rapidamente. Este é um fenômeno que só acontece nas células excitáveis (neurônios e músculos) e depende da abertura de canais iônicos controlados por receptores e por voltagem. Mas por que os canais iônicos dependentes de voltagem são abertos? Eles ficam fe- chados até a diferença da célula atingir a voltagem necessária para abri-los. Esta diferença de potencial é sempre menor do que o potencial de repouso. Portanto precisa haver uma despolarização, para atingir o potencial limiar. No momento em que isso ocorre, os milhares de canais sensíveis àquele potencial limiar se abrem, deixando fluir muito rapidamente os íons a favor do gradiente. Conhecer os mecanismos de geração do potencial de ação é muito importante para qualquer profissional da área da saúde, visto que é um exemplo do que a vida consegue fazer, e o homem ainda tem dificuldade de imitar. Quando o potencial de membrana atinge o potencial limiar, são abertos canais iônicos dependentes de voltagem. No caso dos neurônios de mamíferos, abrem-se canais de só- dio. Então, acontece a despolarização, em virtude da grande entrada de cargas positivas. Para que a compensação seja também muito rápida, há a repolarização, devido à abertura de canais de potássio. Esses íons saem da célula, visto que o interior agora é positivo, exis- tindo uma menor concentração de potássio no meio extracelular (Figura 3). PÁGINA 46 Figura 3 - Potencial de Ação Padrão. Fonte: Cepa (2021). Na figura acima, em (B) é demonstrado como se faz o registro do potencial. Um axô- nio foi impalado com um microeletrodo, e um eletrodo de referência é colocado no meio extracelular. O potencial de ação é um fenômeno muito rápido. No axônio (prolongamento dos neurônios), leva cerca de 0,2 milissegundos. A despolarização é resultado da entrada de íons sódio, e a repolarização se deve à saída de íons potássio. No final da fase de repolarização e durante alguns milissegundos após a passagem do potencial de ação, o transporte ativo de sódio e potássio funciona em alta velocidade, recolocando potássio no interior da célula e levando os íons de sódio para o exterior. Os potenciais de ação podem ter vários formatos e duração variada. O que tem maior duração é o potencial de ação do coração, sendo que o platô corresponde ao tempo necessário para esvaziar o ventrículo. A B C PÁGINA 47 E se você associou um potencial de ação a cada batimento cardíaco, está correto! No gráfico inferior (C), pode ser observado o potencial de ação de uma fibra de Purkinge do coração, mostrando o platô. Ao acabar o potencial de ação, a condição elétrica da membrana volta ao normal, mas os íons ainda estão invertidos. Nesta hora, começa a funcionar um mecanismo mais lento. A bomba de sódio/potássio faz com que o sódio saia, e o potássio entre. Além dos canais dependentes de voltagem que deixam fluir sódio ou potássio, tam- bém existem os canais de cálcio, os quais deixam passar uma grande quantidade de cálcio e pequena quantidade de sódio. Como a concentração de cálcio no interior de uma célula em repouso é cerca de 10.000 vezes menor que no exterior, quando os canais abrem, o cálcio entra. Esses canais têm velocidade de condução menor do que os canais de sódio depen- dentes de voltagem. Algumas células musculares lisas não têm o canal rápido que conduz sódio e, portanto, a sua despolarização é mais lenta e totalmente dependente de cálcio. A saída de cálcio do meio intracelular depende de bombas de cálcio e também da pró- pria bomba de sódio, visto que há um trocador sódio/cálcio que trabalha, usando a energia do excesso de sódio que entra pela bomba de Na+/K+. A condução de um potencial de ação, ao longo de uma fibra nervosa, é um processo que pode variar entre 0,25 m/seg até 100 m/seg. Exatamente a distância de um campo de futebol, que seria percorrida em 1 segundo. No entanto, o aumento da velocidade de con- dução é obtido em alguns nervos, pela forma como são “empacotados” os neurônios. As células de Schwan, que são células da glia, enrolam-se ao redor do nervo, forman- do zonas de grande densidade lipídica, o que obriga o potencial a pular essas estruturas e ir ao próximo ponto livre, chamado nódulo de Ranvier (Figura 4). PÁGINA 48 Figura 4 - Potencial de Ação: Células de Schwan. Fonte: Cepa (2021). Na Figura 4, em (A), temos a imagem do corte transversal de um nervo, onde o axô- nio é envolvido por uma série de membranas, as quais vêm de uma única célula: a Célula de Schwan, formando uma camada de isolamento elétrico. Em (B), podemos observar o esquema ao longo de um axônio. Entre duas células de Schwan, fica uma região de axônio livre, na qual ocorrem potenciais de ação. Este arranjo celular faz com que o potencial de ação salte de um nódulo de Ranvier para outro, aumentando muito a velocidade de condu- ção. PÁGINA 49 CAPÍTULO 3 – OS SISTEMAS 3.1 SISTEMA NERVOSO A manutenção do equilíbrio dinâmico interno dos organismos é feita pela ação inte- grada e coordenada dos Sistemas Nervoso, Endócrino e Imune, que resulta em padrões de respostas comportamentais e fisiológicas adequadas às condições externas e internas dos indivíduos em questão. O enfoque do presente capítulo será a descrição dos princípios gerais do Sistema Nervoso de mamíferos, no que diz respeito à sua organização estrutural e ao funcionamen- to dos seus componentes motores. As unidades funcionais básicas do Sistema Nervoso são os neurônios (Figura 5), ca- pazes de receber e transmitir informações por meio de sinapses químicas e elétricas. O Sistema Nervoso é composto por mais de 100 bilhões de neurônios, agrupados em estruturas especializadas, que podem ser classificadas em Sistema Nervoso Central e Sistema Nervoso Periférico (Figura 6). PÁGINA 50 Figura 5 - Esquema de um Neurônio com seus Componentes: Dentritos, Corpo Celular e Axônio. Fonte: Cepa (2021). Figura 6 - Esquema da Divisão do Sistema Nervoso. Fonte: Cepa (2021). PÁGINA 51 O Sistema Nervoso Central (SNC) é o responsável pela recepção e integração de informações, da tomada de decisões e do envio de ordens. Já o Sistema Nervoso Perifé- rico (SNP) transmite as informações provenientes dos órgãos sensoriais para o Sistema Nervoso Central, e deste para os músculos e as glândulas. O Sistema Nervoso Periférico é subdividido em Somático e Autônomo ou Vegetativo. O SNP é composto por nervos que se projetam da medula e inervam o resto do corpo. Além dos nervos originados na medula, existem ainda doze pares de nervos cranianos, os quais inervam principalmente a cabeça, tendo origem no tronco encefálico. Enquanto os nervos espinais são componentes dos Sistemas Nervosos Periféricos Somático e Autôno- mo, alguns nervos cranianos fazem parte destes sistemas periféricos e outros do Sistema Nervoso Central. O Sistema Nervoso Central apresenta as chamadas substânciasbrancas e cinzentas, que correspondem aos prolongamentos axonais e aos corpos celulares dos neurônios, res- pectivamente. Com exceção do bulbo e da medula, a substância cinzenta está localizada externamente à branca. O encéfalo do SNC é protegido pela caixa craniana, e a medula espinal, pela coluna vertebral. Logo abaixo da proteção óssea, existe uma segunda linha de defesa, composta por três membranas denominadas de meninges: a dura-máter, localizada mais externa- mente, a aracnoide e a pia-máter, posicionada mais internamente. Entre a aracnoide e a pia-máter, encontra-se o líquido cefalorraquidiano ou líquor que, além de sua função prote- tora, também está envolvido com processos de nutrição e excreção do SNC. O Sistema Nervoso Periférico é composto por fibras nervosas que transportam infor- mações entre o Sistema Nervoso Central e as outras partes do organismo. Deste modo, as fibras do SNP podem ser classificadas em aferentes (transmitem as informações pro- venientes de estímulos sensoriais e viscerais ao SNC) e eferentes (transmitem as informa- ções provenientes do SNP, relacionadas com o controle das musculaturas esquelética, lisa e cardíaca, da secreção de glândulas e da função dos órgãos viscerais). A porção eferente do SNP é subdividida em Sistema Nervoso Somático (constituído por fibras de neurônios motores que inervam a musculatura esquelética) e Sistema Nervo- so Autônomo (constituído por fibras que inervam os músculos lisos e cardíacos, as glându- PÁGINA 52 las e outros órgãos não motores). O Sistema Nervoso Autônomo é ainda subdividido em Sistema Nervoso Simpático e Parassimpático. Além disso, alguns autores classificam o Sistema Nervoso Autônomo, que inerva esô- fago, estômago, intestinos, vesícula biliar e pâncreas, como Sistema Nervoso Entérico, pois o controle do Sistema Digestório é bastante complexo e envolve muitas interações locais independentes do Sistema Nervoso Central. 3.1.1 VIAS EFERENTES 3.2.1.1 SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO O controle e a contração coordenada dos músculos são feitos pela medula espinal, por meio dos neurônios motores somáticos do Sistema Nervoso Periférico. Atualmente, acredita-se que a medula espinal apresente programas motores estereotipados, os quais controlam movimentos coordenados, e que estes sistemas são percebidos, executados e modificados pelo encéfalo. A musculatura esquelética é inervada pelos neurônios motores inferiores, provenien- tes do corno ventral da medula espinal. Os axônios destes neurônios formam as raízes ventrais que, ao se juntarem com as dorsais (transmitem informações sensoriais), formam os nervos espinais mistos, projetando-se da medula pelos espaços entre as vértebras da coluna (Figura 7). PÁGINA 53 Figura 7 - Esquema da Formação dos Nervos Espinais. Fonte: Cepa (2021). Os neurônios motores inferiores são classificados em alfa e gama. Os alfa são os res- ponsáveis pela inervação das fibras musculares e pela geração de força pelo músculo. O conjunto formado pelo neurônio motor e por todas as fibras extrafusais musculares por ele inervadas é denominado unidade motora. A atividade de um neurônio motor alfa é controlada por três vias, que modulam as- pectos diferentes de sua atividade, sendo a primeira via formada por células ganglionares da raiz dorsal, as quais informam o comprimento do músculo inervado pelo neurônio alfa. A segunda via, importante no início do controle do movimento voluntário, é proveniente de neurônios superiores motores do tronco encefálico e do córtex motor. A terceira é composta pelos interneurônios da medula espinal, sendo a responsável pelos programas motores espinais (Figura 8). O neurônio motor gama inerva fibras musculares intrafusais nas duas extremidades do fuso muscular. Sua ativação, durante a contração muscular, faz com que essas fibras se mantenham tensionadas e continuem a enviar informações ao Sistema Nervoso Central sobre o comprimento do músculo. PÁGINA 54 Figura 8 - Inervação das Fibras. Fonte: Cepa (2021). 3.2.2 SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO O Sistema Nervoso Autônomo é controlado pelo hipotálamo, sendo subdividido em Simpático e Parassimpático. Este sistema é o responsável pelo controle de todas as fun- ções vegetativas inconscientes, tais como controle da frequência cardíaca, mobilização de glicose, frequência respiratória e produção hormonal, entre outras, por inervar basicamente três tipos de tecidos: glândulas, músculo liso e músculo cardíaco. Enquanto o Sistema Somático atua sobre a velocidade e precisão da ativação de músculos esqueléticos, o Sistema Nervoso Autônomo funciona de forma múltipla e dis- PÁGINA 55 tribuída, cujo balanço entre inibição e ativação sinápticas permite um controle sistêmico graduado e coordenado. Outra diferença entre os Sistemas Somático e Autônomo é que, enquanto o primeiro controla seus alvos por uma via monossináptica, o segundo o faz por uma via bissináptica. Os corpos celulares de todos os neurônios do Sistema Nervoso Autônomo estão loca- lizados fora do Sistema Nervoso Central em agrupamentos denominados de gânglios. Os neurônios do Sistema Nervoso Autônomo, chamados de pós-ganglionares, são controlados por neurônios, cujos corpos celulares se encontram no tronco encefálico ou na medula es- pinal, os quais se denominam neurônios pré-ganglionares. As subdivisões autonômicas simpática e parassimpática controlam as funções fisioló- gicas, geralmente de maneira antagônica. A divisão simpática está mais associada a res- postas relacionadas às situações pontuais de estresse, de modo que se atribui ao Sistema Simpático o controle de respostas do tipo fuga-ou-luta. Já o Sistema Nervoso Parassimpáti- co se refere a funções relativas ao funcionamento coordenado do organismo a longo prazo, como, por exemplo, crescimento, digestão e armazenamento energético. Outra diferença entre os Sistemas Nervosos Autônomos Simpático e Parassimpático é o tipo de neurotransmissor por eles utilizados. Assim como observado nos neurônios alfa e gama do Sistema Nervoso Somático, o principal neurotransmissor do Sistema Autônomo é a acetilcolina. A acetilcolina é liberada pelos neurônios pré-ganglionares dos Sistemas Simpático e Parassimpático e também pelos neurônios pós-ganglionares do Sistema Parassimpático. Por outro lado, os neurônios pós-ganglionares do Sistema Simpático utilizam a noradre- nalina como neurotransmissor. Estes neurotransmissores desencadeiam respostas intra- celulares diferentes nas células-alvo e, enquanto a acetilcolina tem um efeito mais local, a noradrenalina geralmente se difunde para maior distância, podendo atingir a corrente sanguínea. PÁGINA 56 3.2.3 CONTRAÇÃO MUSCULAR A contração muscular se dá através da interação terminal axônio-fibra muscular, em uma região chamada de junção neuromuscular. O músculo estriado é formado por unidades chamadas de sarcômeros, os quais dis- põem os filamentos de proteínas contráteis: actina e miosina. Quando o músculo está em repouso, liga-se ao filamento de actina, um complexo chamado de complexo troponina-tro- pomiosina, o qual permanece conectado aos sítios de ligação da actina, mantendo a fibras musculares relaxadas (Figura 9). Figura 9 - Ilustração das Fibras Musculares. Fonte: Cepa (2021). PÁGINA 57 Quando o potencial de ação chega à terminação nervosa (região pré-sináptica), os íons de cálcio liberam as vesículas de acetilcolina na fenda sináptica. Na região do sarco- lema (membrana plasmática da fibra muscular), região pós-sináptica, a acetilcolina se liga aos receptores colinérgicos, cuja ligação gera novo potencial de ação. O potencial de ação, gerado na membrana da fibra muscular, desporaliza a mem- brana que forma o túbulo-T ou túbulo transverso, o qual é uma invaginação profunda do sarcolema, que reveste as células de músculo esquelético e cardíaco. Estas invaginações permitem que a despolarização da membrana rapidamente penetre no interior da célula. No músculo esquelético, cada túbulo T está ligado a doisretículos sarcoplasmáticos (vesículas intracelulares que estocam íons cálcio), formando uma tríade. No músculo car- díaco, cada túbulo T está ligado a um retículo sarcoplasmático, formando uma díade. Os túbulos T facilitam a igual propagação da informação de despolarização, e consequente abertura dos canais de cálcio da membrana e do retículo sarcoplasmático, ao longo do sar- colema e de suas invaginações, visando à contração ordenada e concomitante das células. Assim, os íons de cálcio liberados no sarcoplasma chegam até os sarcômeros e se li- gam no complexo troponina-tropomiosina. Ao se unirem, os sítios de ligação da actina ficam livres, permitindo a ligação actina-miosina. No entanto, para que tal ligação ocorra, será necessária a ligação de uma mólecula de ATP na miosina, permitindo o deslisamento e ligação da cabeça da miosina no sítio de ligação da actina. A ligação formada recebe o nome de pontes cruzadas, cuja formação permite o encurtamento da fibra muscular, gerando a contração do músculo (Figura 10). PÁGINA 58 PÁGINA 59 Figura 10 - Contração Muscular. Fonte: Cepa (2021). 3.4 SISTEMA CIRCULATÓRIO SANGUÍNEO O Sistema Circulatório é um sistema de distribuição e vigilância. O oxigênio e os nu- trientes obtidos nos pulmões e no intestino são levados para os tecidos, enquanto o gás carbônico e os metabólitos são transportados para os pulmões e os rins. É através do Siste- ma Circulatório que são transportados os hormônios produzidos nas glândulas endócrinas e também as moléculas de alerta e defesa, responsáveis pela reação a agentes externos. Este sistema é formado por um conjunto altamente complexo de transporte, o qual compreende os vasos sanguíneos e um sistema de bombeamento (coração). Além disso, o sangue (fluido dos vasos) é composto pelo plasma e por diversos tipos celulares, que apresentam uma série de funções fisiológicas. O plasma é a parte líquida do sangue e contém 90% de água e 10% de substâncias, como proteínas e sais minerais. As substâncias que não se dissolvem em água sempre PÁGINA 60 estão ligadas a outras moléculas, formando complexos mais hidrossolúveis. Três tipos celulares auxiliam a função de distribuição e vigilância, sendo eles produzi- dos na medula óssea, a partir de células-tronco hematopoietica pluripotente: as hemácias (transportam O2 e CO2), as plaquetas (responsáveis pelo transporte de fatores de coagu- lação e moléculas que reparam lesões na parede dos vasos) e os leucócitos (células de defesa que fazem parte da defesa do organismo). O sangue circula por vasos conhecidos como artérias e veias. A ligação entre as ar- térias e as veias é feita pelos capilares. As artérias são os vasos que saem do coração, enquanto as veias são os que chegam ao coração. Assim, podemos dividir o Sistema Cir- culatório em Sistêmico e Pulmonar, sendo que a circulação sistêmica também é conhecida como grande ou periférica, e a pulmonar é também denominada de pequena circulação. As artérias pulmonares saem do ventrículo direito para os pulmões, carregando san- gue não oxigenado (também chamado sangue venoso). Este sangue recebe oxigênio nos pulmões e volta para o coração, através de veias pulmonares para o átrio esquerdo (circu- lação pulmonar). Então, o sangue passa para o ventrículo esquerdo, sendo distribuído para todo o organismo, através da rede arterial, e deixa o coração pela Aorta. As artérias de maior calibre dividem-se em vasos de calibre cada vez menor, até che- gar às arteríolas e capilares. Nos capilares, o oxigênio e outros nutrientes são passados para os tecidos, e é neste mesmo local que são recolhidos o gás carbônico e os outros metabólitos celulares. O sangue continua fluindo dos capilares para as veias de pequeno calibre, as vênulas, as quais se juntam a veias de calibre maior, até chegarem às veias cava superior e inferior, que se abrem no átrio direito, carregando sangue com baixa taxa de oxigênio (sangue venoso). PÁGINA 61 3.4.1 CORAÇÃO O coração é um órgão oco, formado por quatro câmaras, sendo responsável pelo bombeamento do sangue para todo o organismo. As câmaras atriais ou superiores rece- bem o sangue e, por isso, são chamadas átrio. As câmaras inferiores são os ventrículos, portas de saída do coração. O sangue venoso circula pelo lado direito do coração, enquan- to o sangue arterial circula pelo lado esquerdo. O coração é um órgão muscular, e o fato de todos os músculos que formam uma câ- mara se contraírem simultaneamente é muito importante, para que o sangue possa circular. O ventrículo esquerdo, de onde o sangue arterial é bombeado para todo o organismo, é a câmara que tem a maior densidade muscular e, portanto, bombeia com grande força. O músculo cardíaco é formado por células cilíndricas ramificadas, que se comunicam e se unem através dos discos intercalares. Estas regiões têm baixa resistência e facilitam a comunicação elétrica entre as células. O coração é formado por dois sincícios: o atrial e o ventricular. A comunicação entre ambos é feita através do nodo atrioventricular. A contração do coração é regulada de forma muito eficiente. A cada contração (sís- tole), é seguido um período de relaxamento (diástole). Durante a sístole, o sangue sai dos ventrículos, sendo ejetado para todo o organismo. Durante a diástole, ocorre o enchimento dos átrios e dos ventrículos. O sangue nunca volta para a câmara anterior, porque existem válvulas que se fecham, depois que ele passa para o compartimento seguinte. O ciclo inte- gral é conhecido como batimento cardíaco, e a sua força é tão grande que pode ser sentida em todo o organismo. As valvas atrioventriculares, como o próprio nome diz, fazem a interface entre o átrio e o ventrículo, impedindo o refluxo de sangue do ventrículo para o átrio durante a sístole. A valva tricúspide (possui três válvulas) está localizada entre o átrio e o ventrículo direito e válvula mitral (ou bicúspede, possui duas válvulas) entre o átrio e o ventrículo esquerdo. O coração também apresenta as chamadas válvulas semilunares: aórtica e pulmonar. PÁGINA 62 A primeira está localizada entre o ventrículo esquerdo e a aorta, e o segundo entre o ven- trículo direito e a artéria pulmonar, sendo responsáveis por impedir o refluxo de sangue das artérias para o coração durante a diástole, onde, com o relaxamento dos ventrículos, ocorre uma pressão negativa, fazendo com que o sangue tente voltar para o coração. O coração tem um sistema de geração de potenciais elétricos altamente especializa- do, o qual permite que os impulsos sejam rítmicos e alcancem todo o coração rapidamente. Na realidade, este sistema é formado por células musculares que não desenvolveram a capacidade de se contrair, mas geram potenciais elétricos. Elas estão localizadas no nodo sinoatrial (NSA), nodo atrioventricular (NAV) e nas fibras de Hiss-Purkinje. O potencial de membrana dessas células é muito instável, e elas começam a se despolarizar, assim que atingem o potencial diastólico máximo. Quando a despolarização atinge o potencial limiar, é gerado o potencial de ação, que é transmitido para as células musculares comuns localizadas na vizinhança. Como todas as células cardíacas se comu- nicam, o potencial elétrico propaga-se rapidamente. Há dois aspectos importantes, para que o coração seja uma bomba sincronizada com tanta maestria. O primeiro está relacionado ao nodo sinoatrial (NSA), localizado na parede do átrio direito, possuindo uma frequência de disparo maior do que todos os demais com- ponentes do sistema excitatório cardíaco. Assim, o estímulo que chega do NSA alcança o nodo atrioventricular (NAV) e o feixe de Hiss-Purkinje, antes que as células destes possam disparar o potencial de ação. Portanto, o NSA é o comandante, sendo chamado de marca- -passo natural do coração. Outro fato muito importante é a ocorrência de um retardo na condução do potencial de ação do átrio para o ventrículo, permitindo que o átrio se contraia 0,04 segundos antes do ventrículo e, com