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Fisiologia do Sangue 6

A palavra homeostasia significa a manutenção das condições de funcionamento dos diferentes componentes celulares do organismo. Todos os órgãos realizam funções que contribuem para a homeostasia. A comunicação entre os diversos órgãos é feita pelo sangue. Este, pode ser entendido como um sistema de transporte em que as artérias, veias e capilares seriam as vias percorridas. O sangue é o meio líquido que flui pelo sistema circulatório entre os diversos órgãos transportando nutrientes, hormônios, eletrólitos, água, resíduos do metabolismo celular e diversas outras substâncias. A fisiologia do sangue estuda as suas múltiplas funções em interação com a nutrição dos demais tecidos do organismo.

O deslocamento do sangue no sistema circulatório ocorre por ação da bomba cardíaca e da sua condução pelas artérias, veias e capilares. O sangue circula no organismo humano, transportando oxigênio dos pulmões para os tecidos, onde é liberado nos capilares. Ao retornar dos tecidos, o sangue conduz o dióxido de carbono e os demais resíduos do metabolismo celular, para eliminação através da respiração, do suor, da urina ou das fezes.

O sistema de defesa do organismo contra doenças e a invasão de germes patogê- nicos está concentrado no sangue. O equilíbrio e a distribuição de água, a regulação do pH através os sistemas tampões, o controle da coagulação e a regulação da temperatura correspondem a outras importantes funções desempenhadas pelo sangue.

As células do corpo humano, para funcionar adequadamente, precisam consumir oxigênio. As moléculas de hemoglobina contidas nos glóbulos vermelhos do sangue transportam o oxigênio aos tecidos e, quando a sua oferta é reduzida, o funcionamento celular se deteriora, podendo cessar e determinar a morte.

O volume de sangue contido no sistema circulatório (coração, artérias, veias e capilares) constitui o volume sanguíneo total, também chamado volemia. Um adulto, dependendo do seu porte físico, pode ter de 4 a 8 litros de sangue no organismo. Em geral, a volemia tem relação com a idade e o peso dos indivíduos (Tabela 6.1). O

Tabela 6.1. Volemia estimada.

adulto tem aproximadamente 60 ml de sangue para cada quilograma de peso corporal. Os elementos celulares correspondem a aproximadamente 45% do volume de sangue, enquanto o plasma corresponde a 5%.

O sangue é um tecido que contém uma fase sólida, que compreende os elementos celulares, e uma fase líquida, que corresponde ao plasma (Fig. 6.1).

Os elementos celulares do sangue são as hemácias, os leucócitos e as plaquetas.

As hemácias são as células encarregadas do transporte de oxigênio para os tecidos e do gás carbônico resultante do metabolismo celular; os leucócitos constituem um exército de defesa do organismo contra a invasão por agentes estranhos e as plaquetas são fragmentos celulares fundamentais aos processos de hemostasia e coagulação do sangue.

O plasma sanguíneo é constituido por elementos sólidos e água. Os elementos sólidos do plasma são, principalmente as proteinas, gorduras, hidratos de carbono, eletrólitos, sais orgânicos e minerais, e hormônios. O plasma é um líquido viscoso que contém 90% de água e 10% de sólidos, como proteinas, lipídeos, glicose, ácidos e sais, vitaminas, minerais, hormônios e enzimas. Em cada litro de sangue existem 60 a 80 gramas de proteina. A maior parte é constituida pela albumina; em menor proporção estão as globulinas, relacionadas à formação de anticorpos para a defesa do organismo e o fibrinogênio, uma proteina fundamental no processo de coagulação do sangue.

O organismo humano contém uma grande quantidade de água, capaz de migrar entre os diversos compartimentos, impulsionada pelo fenômeno da osmose. A osmose é um processo físico que ocorre entre duas soluções separadas por uma membrana permeável, em que a água atravessa a membrana para o lado que contém o maior número de solutos, para igualar a sua quantidade nos dois lados da membrana.

No início da gravidez, o embrião retira os alimentos de que precisa das paredes do útero materno. À partir da terceira semana, passa a alimentar-se através o sangue materno. No final do primeiro mês, o feto já tem um coração rudimentar, que bombeia o sangue para o corpo em formação. Nas primeiras semanas de gestação, o embrião humano é acompanhado de uma espécie de bolsa, chamada saco vitelino.

Fig. 6.1. Diagrama que mostra a composição do sangue. Lista os elementos celulares e o plasma sanguíneo.

CAPÍTULO 6 – FISIOLOGIA DO SANGUE

À partir de três semanas de gestação na parede externa do saco vitelino surgem pequenas massas celulares, que vão se transformando em agrupamentos sanguíneos, chamados ilhotas de Wolff. As paredes dos primeiros vasos sanguíneos são formadas pelas células que contornam as ilhotas e, aos poucos, o interior das ilhotas vai ficando vazio. As células mais internas das ilhotas transformam-se em glóbulos vermelhos primitivos.

O estudo das células precursoras dos glóbulos vermelhos e das demais células do organismo, nos dias atuais, adquiriu enorme importância, devido ao potencial terapêutico desse grupo de células especiais, denominadas células-tronco. A célula-tronco hemopoiética tem uma grande capacidade de auto-renovação e um grande potencial proliferativo. Estas propriedades permitem que as células-troncos possam diferenciar-se em todas as linhagens de células sanguíneas. Além disso, como recentemente demonstrado, as célulastronco hemopoiéticas tem a capacidade de converter-se em outros tipos celulares, como o miocárdio, para citar o melhor exemplo das pesquisas nacionais.

No início do segundo mês, o sangue já tem glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas. Os vasos sanguíneos e glóbulos vermelhos se originam fora do organismo do embrião, ou seja, são de origem extraembrionária.

Após o terceiro mês de vida fetal, a formação do sangue se processa no fígado e no baço. Esta fase é conhecida como fase hepática da fabricação do sangue fetal. Na metade do período da vida fetal, a medula óssea começa a produzir o sangue, processo que se continua durante toda a vida extra-uterina.

Após o nascimento, a grande maioria das células do sangue é produzida pela medula óssea, o miolo gelatinoso que preenche o interior dos ossos longos e do esterno. Os tecidos linfoides, localizados no baço, timo, amigdalas, gânglios linfáticos e placas de Peyer no intestino, também colaboram nesta tarefa. A própria medula óssea contém tecido linfoide e, em situações especiais, encarrega-se sozinha da produção de todas as células do sangue. A medula óssea de praticamente todos os ossos produz eritrócitos até os cinco anos de idade. À partir daí, a medula dos ossos longos torna-se mais gordurosa, exceto o úmero e a tíbia, e deixam de produzir células após os vinte anos de idade. Acima dos vinte anos, a medula dos ossos membranosos, como as vértebras, as costelas, o esterno e a pelve são os grandes produtores dos eritrócitos.

A matriz celular, existente na medula óssea e nos tecidos linfoides é a célula reticular primitiva, que aparece nas primeiras fases de formação do embrião e funciona como uma fonte permanente de células sanguíneas. A célula reticular primitiva origina dois tipos distintos de células: as células reticuloendoteliais, que desempenham funções protetoras, englobando partículas estranhas e os hemocitoblastos, que são as células produtoras de sangue e que dão origem às hemácias, alguns tipos de leucócitos e plaquetas.

O hemocitoblasto é uma célula volumosa que tem um núcleo ovoide. No interior da medula óssea os hemocitoblastos dividem-se e originam células menores, os proeritroblastos. Estas outras células também se dividem e originam os eritroblastos que sofrem diversas transformações até que, finalmente, perdem o núcleo e se constituem nos eritrócitos. O processo de formação das hemácias é denominado eritropoiese.

Nas malhas do retículo da medula dos ossos também se desenvolvem os granulócitos que, como as hemácias, descendem da célula reticular primitiva. Origina-se inicialmente, um tipo celular chamado mieloblasto que, por sua vez se diferencia em promielócito, cujo citoplasma tem grânulos. Conforme a coloração dos grânulos seja violeta, azul ou vermelha, é que os promielócitos se diferenciam nas células brancas neutrófilos, eosinófilos e basófilos. Estes três tipos de leucócitos tem núcleos com dois ou mais lobos e, por essa razão, são chamados de polimorfonucleares. Eles tem granulações no interior do seu citoplasma e por isso são também chamados de granulócitos.

O tecido linfoide, que forma a estrutura básica do baço, do timo, dos gânglios linfáticos e de outros órgãos é o encarregado da produção dos outros dois tipos de leucócitos, os monócitos e os linfócitos. Estas células tem núcleo simples e não tem granulações no seu citoplasma.

Os leucócitos são as unidades móveis do sistema protetor do organismo. Após a sua formação, os leucócitos são transportados pelo sangue, para as diferentes partes do organismo, onde poderão atuar, promovendo a defesa rápida contra qualquer agente invasor. Os hemocitoblastos também formam os megacariócitos, que, como o nome indica, são células que apresentam núcleos caracteristicamente grandes. O citoplasma do megacariócito fragmenta-se em diversas porções, que ficam totalmente envolvidas por uma membrana. Quando o megacariócito se rompe, libera diversas plaquetas que são lançadas na circulação. As plaquetas, portanto, não são células e sim, elementos celulares, porque são fragmentos de uma célula principal derivada da célula primitiva hemocitoblasto.

As células sanguíneas e as plaquetas tem origem comum nas células reticulares primitivas. A sua produção é contínua, durante toda a vida do indivíduo, e regulada por diversos fatores que, em condições normais, mantém a concentração adequada de cada tipo celular, no sentido de otimizar as funções do sangue. Cada elemento celular do sangue, hemácias, leucócitos e plaquetas desempenha funções específicas, relacionadas ao transporte de gases, aos mecanismos de defesa do organismo e ao sistema de hemostasia.

A principal função das hemácias é transportar oxigênio dos pulmões para os tecidos e o dióxido de carbono, dos tecidos para os pulmões. O transporte do oxigênio é feito pela hemoglobina, através de ligações químicas. As hemácias contém a enzima anidrase carbônica, que acelera a reação da água com o dióxido de carbono, tornando possível a remoção de grandes quantidades de dióxido de carbono, para eliminação pelos pulmões. A hemoglobina funciona ainda como um sistema tam-

CAPÍTULO 6 – FISIOLOGIA DO SANGUE pão adicional, na manutenção do equilíbrio ácido-básico do organismo.

As hemácias, glóbulos vermelhos ou eritrócitos, são as células mais numerosas no sangue. Tem a forma de um disco bicôncavo, com um excesso de membrana, em relação ao conteudo celular. A membrana em excesso permite à hemácia alterar a sua forma na passagem pelos capilares, sem sofrer distensão ou rotura. A forma bicôncava da hemácia favorece a existência de uma grande superfície de difusão, em relação ao seu tamanho e volume. A hemácia circulante não tem núcleo, seu diâmetro médio é de aproximadamente 8 microns e a espessura é de 2 microns na periferia e cerca de 1 micron na sua porção central.

A quantidade de hemácias no sangue varia com o sexo. No homem adulto normal, sua concentração é de aproximadamente 5.200.0 por mililitro de sangue, enquanto na mulher normal é de 4.800.0.

A altitude em que a pessoa vive afeta o número de hemácias em circulação. As populações que vivem em grandes altitudes, onde a pressão parcial de oxigênio no ar é mais baixa, tem necessidade de uma maior quantidade de hemácias na circulação, para manter a oxigenação dos tecidos adequada.

No recém-nascido, a contagem de hemácias revela quantidades superiores às do adulto. No decorrer das duas primeiras semanas de vida, a quantidade de hemácias se reduz e estabiliza, até atingir os níveis do adulto normal. Aproximadamente 60% da célula da hemácia é constituida pela água e o restante pelos elementos sólidos. Da parte sólida, 90% é ocupada pela hemoglobina e o restante corresponde às proteinas, substâncias gordurosas, fosfatos, cloro e íons de sódio.

A quantidade de hemácias no sistema circulatório é controlada pelo organismo, de tal forma que um certo número de eritrócitos está sempre disponível para o transporte de oxigênio aos tecidos. Qualquer condição que diminua a quantidade de oxigênio nos tecidos, tende a aumentar a produção de eritrócitos.

Quando a medula óssea produz hemácias muito rapidamente, várias células são liberadas no sangue antes de se tornarem eritrócitos maduros. Estas células mal desenvolvidas podem transportar o oxigênio com eficiência porém, são muito frágeis e o seu tempo de vida é menor.

A vida média das hemácias no organismo é de 100 a 120 dias. Ao final desse período suas membranas tornam-se frágeis e elas são, na maioria, removidas da circulação pelo baço, enquanto a medula óssea forma novas hemácias, para serem lançadas na circulação. Este processo de formação de hemácias é contínuo.

A hipóxia renal estimula a liberação de um fator eritropoiético que modifica uma proteina do plasma, transformando-a em eritropoietina ou hemopoietina que, por sua vez, estimula a produção de glóbulos vermelhos. A eritropoietina pode ser usada para acelerar a produção de hemácias em pacientes anêmicos ou em candidatos a procedimentos cirúrgicos de grande porte. A medula óssea para elaborar novos glóbulos vermelhos aproveita restos de hemácias envelhecidas e destruidas. O ferro contido na hemoglobina é reaproveitado, para formar novas moléculas do pigmento. Células fagocitárias do baço, fígado, gânglios linfáticos e da própria medula encarregam-se de destruir os glóbulos vermelhos envelhecidos. À seguir, lançam na circulação o ferro que sobra, para que possa ser reaproveitado. A produção de hemácias exige a presença de cianocobalamina (vitamina B12) e um fator da mucosa do estômago, chamado de fator intrínseco, que se combina com a vitamina B12. O ácido fólico também participa do processo de formação e maturação das hemácias.

A hemoglobina é o principal componente da hemácia. Ela é formada no interior dos eritroblastos na medula óssea.

A hemoglobina é o pigmento responsável pelo transporte do oxigênio para os tecidos e confere à hemácia a sua coloração avermelhada. Quando a quantidade de hemoglobina combinada com o oxigênio é grande, o sangue toma a coloração vermelho viva, do sangue arterial. Quando a combinação com o oxigênio existe em pequenas quantidades, a coloração do sangue é vermelho escura, do sangue venoso.

A hemoglobina é formada pela união de radicais heme com uma proteina, chamada globina. Cada molécula de hemoglobina contém quatro moléculas do radical heme e dois pares de cadeias de polipeptídeos, estruturalmente formadas por diversos amino-ácidos. A hemoglobina A, do adulto, é formada por um par de cadeias de polipeptídeos chamados cadeias alfa (a) e um par de polipeptídeos chamados cadeias beta (b). O pigmento ou radical heme contém moléculas de ferro no estado ferroso e é o responsável pela cor vermelha da hemoglobina.(Fig. 6.2).

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