Extremos da Tolerância Humana

quinta-feira, 2 de julho de 2009

Painel de Extremos da Água


O gráfico "figure 2" acima representa a relação entre as concentrações de hormônio ADH no plasma e de urina nos rins. Observe que em certo ponto o aumento do Plasma [ADH] não provoca mais a reabsorção hídrica nos rins (concentração da urina constante). Esse ponto é o limite anti-diurético do ADH.

No gráfico "figure 1", percebe-se que o aumento da concentração de eletrólitos no sangue (Pressão osmótica) chega a tal ponto que estimula a glândula hipófise a secretar ADH no plasma sanguíneo. Tal estímulo envolve a sensibilização dos osmorreceptores pela hiperosmolaridade.

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sábado, 27 de junho de 2009

A água pede passagem

Durante muito tempo, pesquisadores não conseguiam explicar como se dava a passagem rápida de moléculas de água através da membrana plasmática. Imaginavam que essas, sendo componentes de grande parte das reações metabólicas celulares, tinham passagem livre através da parte fosfolipídica (depois, claro, das teorias sobre esta composição) da membrana.
Em meados da década de 80, Peter Agre, Doutor em Medicina e professor de medicina bioquímica na John Hopkins Medical School, estudava o fator Rh das hemácias quando descobriu uma proteína desconhecida (achava ser um contaminante), abundante na membrana dessas células. Posteriormente, reconheceu as mesmas proteínas em células renais e no parênquima de plantas. Em 1992, foi identificada uma maquinaria molecular que facilitava o movimento da água. Agre percebeu, então, que havia descoberto o motor daquela. Fez diversos experimentos comprovando a diferença entre células com e sem essas proteínas em soluções aquosas diversas, mostrando que as possuidoras destas sofriam efeitos bem maiores de osmose. Após sequenciar esses "canais de água" e decifrar sua constituição tetrâmera, Agre foi pesquisando sobre as diversas funções dessas proteínas e simultaneamente lançando suas descobertas ao mundo científico, até que em 2003 recebeu o Prêmio Nobel de Química.



Hoje, sabemos que as aquaporinas são proteínas integrais das biomembranas de algumas células, não só de animais. Funcionam como poros à passagem de água, mas também permitindo que moléculas menores e também polares, como o glicerol, o atravessem (dependendo do tamanho do poro). A seletividade destes ao H2O é feita pela pelo filtro aromático-arginina, o qual forma, no centro do poro, uma carga positiva favorável à orientação da molécula de água (figura acima). Aliada à passagem estreita, tal característica faz a seleção hídrica, excluindo, principalmente, íons e prótons (mesmo na forma de hidrônio H3O+).

Até agora foram descobertas 13 aquaporinas em mamíferos, sendo 6 presentes nos rins, esboçando a importância da rápida movimentação da água nesses órgãos, que têm a responsabilidade de filtrar o sangue e reabsorver o excesso de água da urina. Para tanto utilizam-se desses poros principalmente em seus ductos coletores (nos glomérulos de malphigui), onde se tem a maior taxa de reabsorção. As aquaporinas que mais contribuem para isso são a AQP-1 (reaponsável por 70% da reabsorção hídrica) e a AQP-2 (10%). Essa última é especialmente importante por ser ADH-dependente, ou seja, necessita desse hormônio para ser liberada da vesícula citoplasmática onde fica armazenada, fundindo-se, então, com a membrana celular e realizando sua função de transporte (tais mecanismos já foram descritos na postagem "Que Sede!"). Pessoas com deficiência na produção desse hormônio ou na expressão da AQP-2 possuem Diabetes Insipidus. Abaixo a figura mostra o funcionamento de algumas aquaporinas (clique em cima dela para visualizar melhor):


Agre propôs ainda que, futuramente, quando as aquaporinas puderem ser manipuladas, problemas médicos como edemas cerebrais e outras retenções hídricas patológicas poderão ser facilmente resolvidas. Curiosamente, uma pesquisa constatou que esses poros aumentam a invasibilidade tumoral e as metástases, em casos de câncer. Com a utilização da substância Acetazolamida, há muito conhecida como antidiurético de ação leve, conseguiram inibir a expressão das aquaporinas, diminuindo aquelas características de células cancerosas. Descobiu-se, portanto, na Acetazolamida, uma alternativa ao combate ao câncer, e, nas aquaporinas, um novo alvo terapêutico promissor.

O vídeo abaixo mostra, simplificadamente, o mecanismo das aquaporinas (vídeo do próprio Peter Agre):





Referências Bibliográficas:
- http://www.ufmt.br/bionet/curiosidades/15.09.04/aquaporina.htm
- http://www.medicinacomplementar.com.br/tema070108.asp
- http://en.wikipedia.org/wiki/Aquaporin
- http://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/memb/water.channels.htm
- http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2003/animations.html

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sexta-feira, 26 de junho de 2009

Que sede!

O relato de mais longo período sem água ou comida provém da Áustria de 1979. Andréas Mihavecz, de 18 anos, fora aprisionado em um prédio governamental por estar envolvido em um acidente. Nada muito grave, se os policiais não o tivessem esquecido por longos 18 dias. O rapaz foi achado quase morto em sua cela.

A perda de água pelo organismo, naturalmente, se deve à excreção de urina, defecação, transpiração (com ou sem sudorese) e respiração (vapor). A desidratação, e consequente sede, parecem ter o metabolismo bioquímico inverso da intoxicação hídrica, explicada anteriormente. E, basicamente, sim. A redução de líquidos corpóreos causa diversos danos à homeostase do organismo. Insuficiência renal aguda, desregulação hidroeletrolítica (hipernatremia e hiperosmolaridade sanguínea), hipovolemia, hipotenção sanguínea (com taquicardia), hipertermia e diversas outras consequências destas fazem parte do diagnóstico de desidratação severa, culminando, na ausência de tratamento, em morte.

Tais efeitos são fáceis de explicar, pois todos têm relação, micro e macroscopicamente. A grande perda de água aliada à não reposição acaba reduzindo o volume sanguíneo (hipovolemia). O coração então reage à hipotensão aumentando o ritmo cardíaco, para evitar choques circulatórios (isquemia, hipóxia de tecidos). Para fornecer mais energia tem-se ainda taquipnéia. A falta de àgua no plasma prejudica a perspiração, impedindo a regulação térmica (sem eliminação do excesso de energia térmica) e causando hipertermia.


A redução do volume plasmático acaba aumentando a concentração de eletrólitos (hiperosmolaridade), principalmente de sódio (hipernatremia), que corresponde a 95% da pressão osmótica do sangue. Essa desregulação hidroeletrolítica causa danos como edemas (pelo grande extravazamento de água através das membranas celulares para o meio extracelular, mais concentrado), desequilíbrio do pH sanguíneo (reações diversas dos íons promotores de acidose - Cl - e alcalose - Na e K) e convulsões.
Já a insuficiência renal aguda, nesse caso classificada como pré-renal, é causada como resposta fisiológica dos rins à redução da perfusão sanguínea renal. Tal reação consiste na diminuição e até interrupção abrupta e persistente da função renal, acumulando excretas nitrogenados e gerando as consequências já descritas. Isso se deve, em parte, a mecanismos neuro-hormonais do organismo que visam evitar a perda excessiva de água, mas que acabam, em casos extremos, prejudicando sua fisiologia. O principal hormônio aqui envolvido é a vasopressina (ADH), produzida no hipotálamo e armazenada na neuro-hipófise. Sua secreção está relacionada ao aumento da osmolaridade plasmática e da glicemia (quando na presença de insulina). Agindo majoritariamente nos rins (receptores V1 e V2 dos néfrons), sua principal ação é aumentar a permeabilidade, à água, da porção final do túbulo contorcido distal e do ducto coletor, com osmose auxiliada pela hipertonicidade do intersticio renal promovida por reabsorção de eletrólitos (transporte ativo impulsionado, dentre outros mecanismos, pela aldosterona - reabsorve Na+).
http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0001/Image/Mod_1_contenidos_estudiantes_biologia/nefron.JPGNéfron

O ADH promove a fusão da permease Aquaporina II (AQP-2), armazenada em vesículas citoplasmáticas, à membrana plasmática, aumentando a permeabilidade de água. Defeitos genéticos ou patológicos nesses transportadores podem causar poliúria com urina bastante diluída, sendo uma das causas da Diabetes Insipidus.

Há um limite ao efeito anti-diurético do ADH, a partir do qual o aumento de sua concentração plasmática não interfere mais na reabsorção hídrica pelos rins. Nessas condições, o organismo tem de recorrer a outros mecanismos para manter a tonicidade de seus fluidos, como a ingestão de água, comandada pela percepção da sede.


Os mecanismos de regulação neuro-hormonal não param por aí. Na percepção da sede, o organismo utiliza-se dos efeitos da desidratação como estimulantes das reações que avisam o cérebro da necessidade de beber líquido. Os principais estímulos físicos são a perda de volume sanguíneo, causadora de hipotensão e hipovolemia, e o aumento da pressão osmótica plasmática. Barorreceptores (átrio direito, grandes artérias e rins), receptores periféricos de distensão (átrios, vasos pulmonares e rins) e osmorreceptores (ventrículo direito, mucosa bucal, fígado, intestino e rins) as estruturas nervosas perceptoras daqueles efeitos, respectivamente. Por meio dos nervos Glossofaríngeo e Vago ou de hormônios dos órgãos, o cérebro recebe essas informações e toma decisões específicas a cada estrutura. Os rins iniciam o sistema renina-angiotensina: células granulares perceptoras da hipovolemia secretam o hormônio renina, que, no sangue, transforma angiotensinogênio em angiotensina I; este, então, é ativado enzimaticamente em angiotensina II, a qual estimula a hipófise (secretar ADH) e o córtex das adrenais (secretar aldosterona para absorção de sódio, auxiliando na reabsorção hídrica) e ainda causa vasoconstrição, aumentando e normatizando a pressão sanguínea. No coração há, ainda, a redução da secreção do peptídeo natriurético atrial (vasodilatador) por algumas células do miocárdio.


O tratamento da desidratação severa é basicamente o uso de soluções repositoras do balanço entre água e eletrólitos (soro fisiológico), intravenosa ou oralmente, de acordo com as necessidades do enfermo. Em casos leves, repositores hidroeletrolíticos convencionais são preferíveis a água, especialmente se a desidratação for devido a exercícios físicos, pois se perdem muitos eletrólitos (sais minerais) pela sudorese.

Tomando um GATERODE.. pra matar a sede!

Por fim, temos como causas da desidratação anormal um leque muito diverso, de exercícios físicos intensos e prolongada falta de hidratação a patologias. Algumas destas são: cólera, gastroenterite, febre amarela, diarréias, dentre outras.



Referências Bibliográficas:
- http://www.guinnessworldrecords.com/br/default.aspx
- http://en.wikipedia.org/wiki/Dehydration
- http://emedicine.medscape.com/article/241094-overview
- http://en.wikipedia.org/wiki/Hypovolemia
- http://www.medicinanet.com.br/conteudos/revisoes/102/insuficiencia_renal_aguda.htm
- http://www.lincx.com.br/lincx/saude_a_z/prevencao/desidratacao.asp

- DISTÚRBIOS DA TONICIDADE DO MEIO INTERNO: REGULAÇÃO DO BALANÇO DE ÁGUA - Antônio Carlos Seguro e Roberto Zatz
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Sede
Imagens:
- http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0001/Image/Mod_1_contenidos_estudiantes_biologia/nefron.JPG
- http://www.travelblog.org/Photos/773904.html


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posted by Vinícius Alves Bezerra at 22:13 2 comments

quarta-feira, 24 de junho de 2009

À Deriva

Pescadores vivem diárias aventuras em suas jornadas de trabalho. A busca pelo peixe de cada dia faz com que esses tenham de desafiar os perigos mar. Foi o que aconteceu com três pescadores de tubarões mexicanos, saídos de Nayarit, no noroeste mexicano, e nove meses depois encontrados a mais de 8000 km da terra natal, próximo das ilhas Marshall (Oceania).

Ver imagem em tamanho grande
Jesus Vidaña, Lúcio Bezerra e Salvador Ordoñez passaram nove meses à deriva no Oceano Pacífico, dentro de um barco sem gasolina e cujo motor tinha a única serventia de ceder as correntes para caçar peixes. Passavam o tempo jogando xadrez, conversando e lendo a Bíblia, espantando cansaço, fome e desilusão com as diversas chances de resgate perdidas. A nutrição e hidratação eram feitas com peixes, gaivotas, patos e tartarugas crús. Comiam todos e bebiam seus sangues quando não havia chuva para conseguir água potável. “Bebemos na hora, ainda quente”, recorda Lúcio. “Foram mais de cem tartarugas", calcula Bezerra. Vidaña afirma que chegou a tomar da própria urina num desepero para se hidratar, deixando de lado os riscos de intoxicação. Curiosamente, foi calculado que uma quantidade média diária (adultos) de até 100 ml de água do mar é insuficiente para causar desidratação das células e sobrecarga renal - com sua possível insuficiência -, consequências estas da ingestão abundante desta água.

O ocorrido foi entre outubro de 2005 e Agosto de 2006, e hoje os três sobreviventes riem diante do indesejado recorde mundial alcançado.

http://newsimg.bbc.co.uk/media/images/42016000/jpg/_42016856_20eru3ro.jpg

Tal recorde sobrepôs-se ao relato do sobrevivente chinês Poon Lim, o qual permaneceu 133 dias no mar até ser resgatado por pescadores brasileiros, perto de Belém. Lim partia da Cidade do Cabo para o Suriname quando seu navio mercante britânico foi bombardeado por um submarino alemão U-boat, consequência daqueles tempos de Segunda Guerra Mundial. Único sobrevivente, o chinês perdeu 10 kg durante toda sua epopéia. Sua emocionante história, muito bem detalhada (realmente digna de "Forrest Gump"), é contada no site: http://www.mundogump.com.br/poon-lim-o-homem-que-nao-queria-morrer/ .


http://judkins.customer.netspace.net.au/poonlim.jpgPoon Lim, sobrevivente de 133 dias de mar aberto


Referências Bibliográficas:
- http://www1.folha.uol.com.br/folha/mundo/ult94u99093.shtml
- http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20061030062358AAzAtGW
- http://noticiasdeovar.blogspot.com/2006_08_01_archive.html
- http://en.wikipedia.org/wiki/Dehydration

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domingo, 14 de junho de 2009

"Barriga d'água"

É de domínio popular que o consumo de água traz muitos benefício à nossa saúde. Contudo, há discussões incessantes de quanto se deve ingerir diariamente e quando essa substância, essencial à nossa sobrevivência, torna-se um veneno ao organismo.


A água participa abundantemente da composição química do corpo humano, apresentando variações de percentual dentro desse de acordo com fatores como a atividade do tecido ou órgão – envolvendo diferenças funcionais e metabólicas – e a idade do indivíduo. O tecido de maior constituição e, consequentemente, dependência de água é o nervoso, enquanto o ósseo e o adiposo possuem baixo percentual hídrico. O encéfalo de um embrião, por exemplo, tem um teor hídrico de aproximadamente 92%. Tal fato é de grande utilidade para se explicar os efeitos da intoxicação por água.


http://www.mmcbrasil.com.br/ilustra/100408_agua2.jpg Porcentagens de água


Diversos casos de pessoas que ingeriram água em grandes quantidades e curto espaço de tempo geram notícia, como a de Jennifer Strange. Essa mãe californiana morreu ao beber 7,5 litros de água em um concurso para ganhar um Nintendo Wii (videogame), cujo vencedor seria aquele que bebesse maior quantidade de água e ficasse sem ir ao banheiro por mais tempo. Esse excesso hídrico lhe rendeu uma desordem no balaço de eletrólitos que entram e saem das células. Sódio e potássio, íons responsáveis pelos impulsos nervosos, ficam bastante diluídos no meio extracelular, forçando a célula nervosa a absorver mais água para obter a mesma quantidade desses eletrólitos. Tal desequilíbrio afeta o Sistema Nervoso Central, podendo gerar, no caso de lise da célula túrgida, distúrbios fatais ao cérebro, principalmente. Essa “desordem encefálica” explica sintomas iniciais como tontura, vômito e dor de cabeça, podendo evoluir para edemas cerebrais, coma e morte.


http://media.onsugar.com/files/upl0/1/15111/52_2007/hold-pee-for-wii_1.larger.jpgJennifer Strange e o videogame almejado para seus três filhos

A prevenção de envenenamento por água não é muito complexa, pois não exige mais do que o instinto humano. Deve-se beber o suficiente para “matar a sede”. Mas é interessante saber que rins saudáveis e com metabolismo normal são capazes de excretar aproximadamente 1 litro de urina por hora, e também que repositores hidroeletrolíticos, diluídos contudo, são aconselháveis para exercícios físicos intensos.


Já o tratamento é mais complicado, visando ao equilíbrio eletrolítico e à eliminação do excesso de água no sangue. Para isso utilizam-se métodos como restrição de líquidos (casos mais leves); uso de diuréticos e inibidores do hormônio vasopressina (não vale cerveja!); e injeção intravenosa de soro, para restaurar as concentrações anteriores de sódio no sangue.


Casos notáveis de intoxicação hídrica, portanto, não são comuns e chamam a atenção à existência da “dose letal” para qualquer substância química, até a que julgávamos nossa “fonte da vida”.




Referências bibliográficas:

- http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL1255-5603,00.html

- http://www.universitario.com.br/celo/topicos/subtopicos/citologia/bioquimica/agua.html

- http://en.wikipedia.org/wiki/Water_intoxication

- http://killdemons.spaces.live.com/blog/

Imagens

http://www.mmcbrasil.com.br/ilustra/100408_agua2.jpg

http://media.onsugar.com/files/upl0/1/15111/52_2007/hold-pee-for-wii_1.larger.jpg

http://www.43rdstateblues.com/images/bad-water.jpg

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