O álcool e a urina

Para entender bem os efeitos diuréticos do álcool no organismo humano, é necessário antes compreender a ação de um hormônio muito importante na regulação da pressão arterial chamado de vasopressina ou ADH[1] (sigla, em inglês, para hormônio antidiurético).

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A água consegue permear as células epiteliais  que revestem os ductos coletores renais graças a um tipo de aquaporina[2] (AQP-2) presente em suas membranas citoplasmáticas apicais (direcionadas para o lúmen do ducto). A vasopressina regula a retenção de água, ao mobilizar vesículas membranosas no interior das células epiteliais e que possuem em sua membrana as aquaporinas; as vesículas se fundem à membrana celular e, assim , expõe os “transportadores de água”. Isso faz a permeabilidade à agua aumentar, permitindo com que ela seja reabsorvida pelo ducto, voltando para o sangue[3], o que diminui o volume da urina. Em menores concentrações de ADH, a AQP-2 é ressequestrada para as vesículas, diminuindo a reabsorção de água[4] no processo de formação de urina.

O álcool (etanol), presente em diversas bebidas fermentadas e destiladas, é um potente inibidor da síntese de ADH. Assim, há um aumento na diurese, devido a uma menor reabsorção de água nos rins. Isso gera um quadro clínico conhecido como diabetes insípido[5], na qual são excretadas grandes quantidades de líquido, provocando sede extrema no portador (sintoma da desidratação).

Desse modo, o indivíduo afetado por essa situação fisiológica tende a ingerir grande volume de líquido, o que maximiza a poliúria característica, gerando também polidipsia[6], sem incorrer, contudo, em alteração da osmolaridade sanguínea ou da concentração anormal de íons. Se, porém, o paciente não tiver disponibilidade de água, o quadro evoluirá para uma desidratação severa e hipernatremia[7].

Também relacionado a esse assunto está um fármaco conhecido como furosemida. Ele atua especificamente na alça de Henle (uma estrutura do néfron – a subunidade funcional do rim) e tem propriedades diuréticas e natriuréticas (ou seja, aumenta o volume de urina e a quantidade de sódio excretada). (Na figura abaixo, uma representação da estrutura química da furosemida.)

O modo de atuação da furosemida – semelhante aos de outros medicamentos diuréticos que atuam na alça néfrica – se baseia na inibição do transportador Na-K-2Cl, principalmente, na estrutura em questão, mas também minoritariamente nos túbulos contornados proximal e distal. Isso restringe a reabsorção dos íons Na⁺ e Cl^-, gerando uma redução na osmolaridade do sangue que está sendo filtrado, de modo que a água é impelida para os túbulos.

Assim, o volume de urina fica maior, o de sangue, menor e a pressão sanguínea é reduzida. Por isso, a furosemida é indicada para tratar casos de deficiências hepáticas, cardíacas ou renais que tenham desencadeado um edema[8] em alguma região do organismo, além de casos de hipertensão.

Fonte:

                http://en.wikipedia.org/wiki/Diabetes_insipidus

            https://en.wikipedia.org/wiki/Vasopressin 

            https://en.wikipedia.org/wiki/Vasopressin

           Nelson, David L.  Cox, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011

                          Dicionário Houaiss da língua portuguesa, Editora Objetiva. Rio de Janeiro, 1a edição, 2001.

            

           

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[1] O ADH é produzido pelo hipotálamo e secretado pela neurohipófise. Ele é liberado na corrente sanguínea quando há uma queda na pressão arterial ou ocorre desidratação. Nos dois casos,  a ação do hormônio se contrapõe ao estímulo à sua produção.

* A vasopressina é um peptídeo formado por nove resíduos de aminoácidos em forma de anel, devido à uma ligação bissulfeto entre dois resíduos de cisteína nas posições 1 e 6.

[2] Aquaporinas são canais (geralmente, proteicos) transmembrânicos que possuem em seu interior uma superfície hidrofílica, permitindo o transporte de espécies polares, íons e água.

[3] Com um maior volume sanguíneo, a pressão arterial aumenta. Daí, uma das importâncias do ADH para o controle dessa variável fisiológica. Outra atuação sua é gerar uma vasoconstrição moderada nas arteríolas do organismo, fator que também contribui para o aumento da pressão arterial.

[4] Por isso, o ADH também é conhecido como hormônio poupador de água.

[5] O termo diabetes vem da grande quantidade de urina eliminada e insípido, da ausência de gosto, uma vez que os compostos estão extremamente diluídos e não há excreção de glicose (ao contrário do diabetes melito). A ingestão de álcool, porém, não é a única causa dessa enfermidade, a qual também pode ser gerada por deficiências inatas na produção desse hormônio (por defeitos genéticos) ou problemas em receptores para o hormônio.

[6] Polidipsia é uma sede excessiva causada por diabetes.

[7] Hipernatremia é um excess de sódio no sangue, indicativo de desidratação.

[8] Edema é um acúmulo anormal de liquido em tecidos, principalmente no tecido conjuntivo.

Fator Natriurético Atrial

Como foi dito em postagens anteriores, o cGMP (GMP cíclico) é um importante mensageiro bioquímico, capaz de induzir várias mudanças nas células. Sua produção só ocorre caso a enzima chamada guanilato ciclase esteja ativada. Nos rins, essa enzima é ativada especificamente pelo hormônio peptídico Fator Natriurético Atrial (FNA), o qual é produzido pelas células do átrio direito do coração[1] quando este órgão encontra-se tensionado pelo aumento do volume de sangue. A maior concentração do nucleotídeo nos rins altera o funcionamento dos canais iônicos dos néfrons, o que induz o aumento na excreção de sódio e também de água (esta última movida pela alteração da osmolaridade/pressão osmótica). A maior excreção de água reduz o volume sanguíneo, diminuindo a pressão exercida sobre o coração, opondo-se, assim, ao estímulo que produziu a secreção de FNA.

Outro fato interessante é que os músculos vasculares possuem também receptores de guanilato ciclase para FNA. Nesse caso, o hormônio, depois de ligado ao receptor, induz a vasodilatação, o que aumenta o fluxo e diminui a pressão sanguínea. Assim, a ação para reduzir a pressão do sangue sobre o sistema cardiovascular é conjunta.

Até hoje foram identificados dois tipos de receptores para FNA, sendo todos eles localizados na superfície da membrana celular. São NPR1 (ou NPRA) e NPR3 (ou NPRC) -NPR é a sigla, em inglês, de receptor para peptídeo natriurético. O tipo 1 possui um único segmento extracelular que se liga ao peptídeo e dois domínios catalíticos para a atividade da guanilato ciclase. A ligação do hormônio produz mudanças conformacionais no receptor, gerando sua dimerização[2] e ativação (o que permite a conversão de GMP em  cGMP). Já o tipo 3 funciona basicamente como um receptor de “limpeza“, uma vez que se liga ao hormônio e o remove da circulação. (A figura acima representa, à esquerda, o receptor do tipo 1.)

O FNA, por ser um peptídeo, tem sua composição de aminoácidos codificada por um gene o qual possui 3 éxons[3] e 2 íntrons. A sequência de bases nitrogenadas inicialmente codifica um peptídeo de 151 aminoácidos, chamado de pré-pró-FNA. A clivagem de uma sequência de 25 aminoácidos da terminação amínica origina o pró-FNA. Depois, uma protease-serina que fica na membrana da célula (o miócito cardíaco), chamada de Corina, cliva uma sequência de 28 aminoácidos da extremidade carboxílica[4], originando o FNA final.

A molécula final contém um peptídeo de 28 aminoácidos com um anel  composto de 17 aminoácidos no meio da molécula. Esse anel é formado por uma ponte bissulfeto entre dois resíduos de cisteína nas posições 7 e 23.

Desse modo, o FNA constitui-se um poderoso vasodilatador envolvido diretamente no controle homeostático de sódio e água no organismo. Assim, ele é capaz de minimizar a pressão arterial e atua de modo inverso à aldosterona, hormônio produzido pelo córtex das glândulas suprarrenais e que induz a um aumento na reabsorção de sódio, provocando maior retenção de água (menor excreção desta na urina), o que aumenta a pressão arterial.

Fonte:  https://en.wikipedia.org/wiki/Atrial_natriuretic_peptide

            Nelson, David L.  Cox, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011.

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[1] Esse fato permite classificar o coração como uma glândula.

[2] Dimerização é a formação de um dímero a partir da união de duas unidades monoméricas. No caso de um composto proteico ou peptídico, consiste na união de dois aminoácidos (os monômeros) por ligação peptídica para a formação de um dipeptídeo (dímero).

[3] Éxons são sequências de nucleotídeos de uma molécula de RNA transcrito de um gene (em seres eucarióticos) que permanece após o processo de splicing na molécula de RNA mensageiro. Esse processo consiste na remoção de certas sequências de nucleotídeos, as quais são chamadas de íntrons, após o processo de transcrição.

[4] Quando se formam ligações peptídicas entre dois ou mais aminoácidos, formam-se duas terminações ou extremidades livres (que não se envolvem em ligação peptídica): uma em que o grupo amina está livre e outra em que a carboxila está livre. Essas extremidades pertencem a aminoácidos diferentes.

Metabolismo de lipídios e LDL

            Os lipídios desempenham importantes funções biológicas, tais como serem isolantes térmicos, componentes de membrana, reserva de energia e servirem como proteção contra choques. Como sugerido por Harper et al. (1982), os lipídios podem ser classificados em simples (ésteres de ácidos graxos com diversos álcoois, como glicerídeos e cerídeos), compostos (ésteres de ácidos graxos contendo outro grupo além do álcool e do ácido graxo, como glicolipídios e fosfolipídios) e derivados (obtidos através da hidrólise/decomposição de lipídios simples e compostos, sendo o colesterol um dos mais importantes).

            O metabolismo em si dos lipídios consiste nas reações de degradação e síntese desses compostos. A degradação dos lipídios ocorre pela beta oxidação, em que ácidos graxos de cadeia longa são transformados em acetil-CoA, que entra no ciclo de Krebs, e NADH e FADH2, que por suas vez são usados na cadeia transportadora de elétrons. Em situações de escassez de carboidratos e excesso de acetil-CoA gerado pela lipólise, ocorre a cetogênese, ou seja, a produção de corpos cetônicos. Já a síntese dos ácidos graxos ocorre a partir da carboxilação do acetil-CoA para formar malonil-CoA, que é percurso do ácido palmítico, que por sua vez é percursor de cadeias insaturadas de carbono que dão origem a ácidos graxos.

            A oxidação dos ácidos graxos ocorre, basicamente, em três estágios. O primeiro é a própria beta oxidação, em que um acido graxo de cadeia longa é oxidado para produzir acetil-CoA. O segundo ocorre com a oxidação do acetil-CoA à CO₂ através do ciclo do acido cítrico. Já o terceiro estágio é a passagem dos elétrons derivados das oxidações dos estágios 1 e 2 para o O₂ através da cadeia respiratória mitocondrial, promovendo a energia para síntese de ATP pela fosforilacão  oxidativa.

            Lipoproteína de baixa densidade (LDL) é uma das lipoproteínas que permite o transporte de diferente moléculas de gordura, como o colesterol, mesmo com a célula envolta por água ^[1]. Esse transporte é possível já que a LDL possui uma molécula de apolipoproteína B-100 que circula as moléculas de gordura, mantendo-as solúveis em água. Quando a célula necessita de colesterol, sintetiza os receptores de LDL necessários e os insere na membrana plasmática. A LDL circulante se liga a esse receptor e então é endocitada via clatrina^[2].

            Após uma lesão do endotélio vascular, as LDL começam a se acumular em seu interior, sofrendo oxidação e se tornando imunogênicas, ou seja, capazes de desencadear uma resposta do sistema imunológico. Posteriormente, os monócitos já diferenciados em macrófagos capturam as LDL oxidadas, ficando repletos de gordura em seu interior (“foam cell”) e sendo um dos principais componentes das lesões iniciais da aterosclerose. O aumento da LDL pode ocorrer pela elevada ingestão de gorduras altamente saturadas, por obesidade e por inatividade física e é, portanto, um fator de risco para a aterosclerose.

[1] Moléculas de gordura são de caráter hidrofóbico, ou seja, tem aversão a moléculas de água. As lipoproteínas são partículas esféricas que tem sua superfície composta principalmente por proteínas hidrossolúveis e em associação a moléculas de gordura, proporcionam seu transporte.

[2] Clatrina é uma proteína que auxilia na formação de vesículas para serem exocitadas ou endocitadas. Ela forma uma espécie de capa (rede poliédrica) envolta da vesícula e é liberada após a liberação dessa.

Fontes:

Nelson, David L. Cox, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011.

Guyton, Arthur C.; Hall, John E. Tratado de Fisiologia Médica. Elsevier: Rio de Janeiro, 2011.

http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_oxidation Acesso em 03/07/2013.

http://en.wikipedia.org/wiki/Low-density_lipoprotein Acesso em 03/07/2013.

Imagens:

Nelson, David L. Cox, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011.

http://healthyprotocols.com/2_ldl.htm Acesso em 03/07/2013.

http://www.bio.davidson.edu/biology/student/restricted/lindterm/termtext.html Acesso em 03/07/2013.

Histofisiologia do Coração e a Condução Cardíaca

Como continuação do post anterior, vamos falar sobre como ocorre a condução do impulso nervoso sobre as células cardíacas, e quais os mecanismos necessários para o correto processo.

Antes de falarmos sobre condução, é necessário entender o que é potencial de ação (PA). Para que ocorra a condução é fundamental que exista um estímulo adequado que mude a polarização transitória na transmembrana, sendo isso chamado de potencial de ação. E é exatamente isso que caracteriza as fases de polarização das células, sendo elas divididas em: fase 0, fase 1, fase 2, fase 3 e fase 4.

A fase 0 (chamada de despolarização rápida) é caracterizada pela "perturbação"do repouso em que a célula se encontra, provocado por um estímulo elétrico. Esse estímulo (desde que na quantidade adequada) é o suficiente para que ocorra a abertura de canais de sódio rápidos, que são voltagem-dependentes, resultando na entrada de sódio para o citoplasma (influxo de sódio -INa), mesmo que de maneira rápida. Essa pequena quantidade de sódio é o suficiente para promover outras despolarizações e faz com que outros canais sejam influenciados e se abram, aumentando rapidamente o INa.

Na fase 1 (conhecida como fase de repolarização) ocorre o fechamento dos canais de sódio rápidos que foram abertos na fase 0, devido a falta de estímulo. Essa repolarização ocorre de certa forma pela abertura dos canais de potássio (Ito1) e dos de cloro (Ito2), que se destinam para fora da célula. Essa abertura ocorre devido a despolarização inicial, por isso se fecham em seguida.

A fase 2 (chamada de platô) é caracterizada por um equilíbrio mantido entre a entrada de cálcio (pelo canal ICa(L)) e a saída de potássio (pelo canal IKS- é um canal lento). Essa fase também recebe uma pequena ajuda dos canais de troca de sódio-cálcio (INa,Ca) e da bomba de sódio-potássio (INa,k).

Na fase 3 (também chamada de fase de repolarização rápida) ocorre o fechamento dos canais ICa(L), mas os canais IKS permanecem abertos, o que faz com que tenha uma polarização negativa, e outros canais de potássio também se abram ( IKR - é um canal rápido,  IK1). Quando ocorre a queda do PA, estabelecendo assim a repolarização da célula, o IKR se fecha, mas o IK1 se mantém aberto para atuar na fase 4.

A fase 4 (conhecida como fase de repouso) mantém o seu controle unicamente pelo IK1, que equilibra o PA característico do repouso, e assim permanece até que se estabeleça outro estimulo que vai desencadear o ciclo outra vez.

Entretanto, essa condução não é uniforme, isto é, não acontece da mesma forma para todas as células. Podemos classificá-las quanto a sua resposta ao PA, sendo elas: células de resposta rápida e células de resposta lenta.

As células de resposta rápida são as responsáveis pela contração do miocárdio em si, e se encontram nas células do sistema His-Purkinge e as células do miocárdio atrial e ventricular. Elas seguem o padrão explicado acima, diferentemente do que ocorre nas células de resposta lenta.

As células de resposta lenta são as responsáveis pelo inicio da onda de despolarização cardíaca, e se encontram no nodo sino-atrial e no nodo atrio-ventricular. Elas apresentam algumas pequenas diferenças, como  o fato o estado de repouso ser menos negativo do que é considerado normal (ao invés de -90 mV, é aproximadamente -60 mV), e por esse fato recebe o nome de pré-potencial. Por esse fato, pode-se dizer que não existe a fase 1 e a fase 2, pois essa pequena diferença faz com que a célula não receba a quantidade de estímulo adequado para se despolarizar. Além disso, na fase 4 atua um outro canal de sódio (If), que é ativado pela repolarização da membrana.

A linha em vermelho representa o potencial de ação nas células de resposta rápida, enquanto a de azul representa as células de resposta lenta.

A condução de uma fibra para outra ocorre por meio dos discos intercalares, que possuem uma menor resistência elétrica que geram uma movimentação de íons mais efetiva, e o que acaba, pela despolarização de uma célula, gerando o PA em outra.

Por último, o sentido da condução se dá da seguinte maneira: o estímulo chega no nodo sino atrial, que propaga o sinal para outros quatro feixes: Feixe de Batchman, Trato Internodal Anterior, Trato Internodal Médio e Trato Internodal Posterior. Os três tratos internodais confluem para o nodo átrio-ventricular, e dele o estimulo de propaga para o Feixe de Hiss que se divide em ramo de condução direito e ramo de condução esquerdo. Dos ramos, ocorre a propagação para as fibras de Purkinje, representados a seguir:

Representação da sequência da condução cardíaca, tendo como início o nodo sino-atrial (na imagem representado como nodo sinusal)

Fontes:

http://stbfisio.blogspot.com.br/2008/01/eletrofisiologia-cardaca-membrana.html 

http://pt.scribd.com/doc/7439621/Cardiologia-Fisiopatologia-das-Arritmias-Cardiacas

http://www.virtual.epm.br/material/tis/curr-bio/trab2003/g5/fibra5.html 

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_acción_card%C3%ADaco 

http://www.dfarmacia.com/farma/ctl_servlet?_f=37&id=13023366 

http://www.uff.br/fisiovet1/cardio_TT.pdf

http://ecg.med.br/assuntos-online/eletrogenese-do-impulso-cardiaco