Aula 5 - Concentração de Solutos

Eletrólitos

Concentração de solutos

Todo o líquido corpóreo contém água e solutos nela dissolvidos e a despeito da variação do número e tipos de soluções as concentrações de solutos apresentam-se equilibradas em todos os compartimentos.

Concentração é o termo utilizado para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente de uma solução. Existem vários métodos de expressá-la, alguns são mostrados.

Percentual (peso/volume): número de gramas de um soluto por 100 ml de solução.

Milimoles/litro (mmol/l): número de milimoles (o peso molecular em miligramas) de um soluto em 1 litro de solução.

Miliequivalentes/litro (mEq/l): Trata-se de uma unidade que representa a concentração de cargas elétricas de um determinado íon. Pode-se expressar este conceito da seguinte forma:

mEq/l = mmol/l x valência

Miliequivalente corresponde a menor porção da substância, capaz de reagir quimicamente.

Miliosmoles/litro (mOsm/l): a medida do número de partículas com capacidade osmótica em 1 litro de solução.

Composição dos fluidos corporais

A concentração eletrolítica de cada compartimento é importante. Os eletrólitos principais do corpo são: sódio (Na), potássio (K), cloro (Cl), cálcio (Ca), magnésio (Mg), fósforo (P) e bicarbonato (HCO₃). No liquido extracelular o principal cátion é o sódio e os principais anions são os cloretos seguidos do bicarbonato. No intracelular o principal cátion é o potássio e os principais anions as proteínas intracelulares e o fosfato. As concentrações de sódio intracelular e de potássio extracelular são muito baixas. As concentrações de eletrólitos no plasma e interstício são praticamente as mesmas, isto devido a livre permeabilidade existente entre estes dois compartimentos na maioria dos indivíduos.

A composição dos solutos na água intracelular e extracelular é diferente. Esta diferença se deve ao fato da maioria das membranas celulares possuírem sistemas de transportes que ativamente acumulam ou expelem solutos específicos (a ação da bomba sódio-potássio ATPase na membrana, permite a incorporação de potássio ao interior da célula e a saída de sódio ao exterior da mesma).

A glicose adentra na célula por transporte ativado pela insulina, e uma vez dentro da célula é convertida em glicogênio ou outros metabólitos, motivo pelo qual só se encontra em quantidades significativas no espaço extracelular.

A ureia atravessa livremente a maioria das membranas celulares, motivo pelo qual sua concentração é similar em todos os espaços corporais.

As proteínas intravasculares não atravessam a parede dos vasos sanguíneos, pelo que se cria uma pressão oncótica, que retém a água no espaço intravascular.

No cenário clínico, o médico observa somente os valores relacionados ao extracelular.

Valores normais dos principais eletrólitos do extracelular

Eletrólito	Valores Normais
SÓDIO	136 –145 mEq/l ( 140 mEq/l)
POTASSIO	3,5 – 5,5 mEq/l ( 4,5 mEq/l)
CLORO	96 – 105 mEq/l ( 100 mEq/l)
CÁLCIO	4,5 – 5,5 mEq/l(5,0 mEq/l)
BICARBONATO	24 – 33 mEq/l ( 28 mEq/l)
MAGNÉSIO	1,5 – 2,5 mEq/l( 2 mEq/l)
FOSFATO	1,2 – 3,0 mEq/l

Valores normais dos principais eletrólitos intracelular

Eletrólito	Valores Normais
POTÁSSIO	157 mEql
SÓDIO	14 mEql
MAGNÉSIO	26 mEql
FOSFATOS	110 mEql
BICARBONATO	10 mEql
PROTEÍNAS	74 mEql
SULFATOS	1 mEql

Aula 4 - Movimento dos fluidos Corporais

Aula 4 - Movimento dos fluidos corporais

Fluidos Corporais

Movimento dos fluidos corporais

A diferença de concentração iônica entre os compartimentos intra e extracelular é mantida graças à parede celular que exerce papel de membrana semipermeável. Para manter o equilíbrio homeostático mecanismos elementares propiciam movimentação de elementos do compartimento extra para o intracelular, e vice-versa.

Dois mecanismos primários de transporte facilitam a movimentação de conteúdos entre os compartimentos: transporte passivo (incluindo difusão, filtração e osmose) e o transporte ativo. Transporte passivo não requer dispêndio de energia e não envolve atividade química enquanto transporte ativo requer atividade química e desprendimento de energia.

Difusão simples: fundamentalmente é a passagem de substâncias pequenas e não carregadas eletricamente através das membranas. Quando as concentrações se igualam nos dois lados da membrana o transito não para, porém o quantitativo que passa de um lado para o outro é igual ao que retorna mantendo esta equidade.

Difusão facilitada: Em condições normais uma dada substância é incapaz de atravessar a parede celular, sendo necessária à intermediação de uma proteína de membrana denominada permease, que permitirá a passagem destes conteúdos da região onde estão mais concentradas para a outra onde sua concentração é menor. O processo é mantido até o momento no qual as concentrações nos dois meios se igualem.

A filtração é um processo de transporte passivo no qual soluto e solvente movem-se juntos através de membranas semipermeáveis, a favor do gradiente de concentração, não havendo, portanto gasto energético pela célula. O solvente, normalmente água, leva consigo moléculas hidrossolúveis de pequeno tamanho através dos poros da membrana. O tamanho e a carga elétrica do soluto e dos poros influenciam diretamente neste processo. Capilares e o glomérulo renal são os principais locais de ocorrência deste tipo de processo de transporte. As forças responsáveis pela filtração são pressão osmótica e hidrostática.

A osmose é um tipo de transporte, no qual moléculas ou íons movem-se espontaneamente de uma região de baixa concentração para outra de alta concentração. As moléculas movimentam-se espontaneamente, colidindo-se umas com as outras e procuram uma condição de equilíbrio, no qual se distribuem de maneira uniforme. Na osmose há a passagem espontânea unicamente do solvente puro da solução menos para a mais concentrada, através de uma membrana semipermeável. Essas membranas não deixam passar os sais dissolvidos na solução.

Todo o movimento da água corporal se dá por osmose. Por osmose, a água se movimenta a partir de uma região de baixa concentração para outra de alta concentração até que exista a mesma concentração em ambos os lados da membrana. A concentração de soluto nos fluídos (especialmente sódio) determina a direção do movimento da água.

A osmolaridade plasmática, que se define como o número total de partículas osmoticamente ativas por litro de solução pode ser obtida mediante a seguinte fórmula:

Osm_P = 2 x [sódio]_P + glicemia/18 + ureia/6

Osmolalidade refere-se ao número de partículas osmoticamente ativas de soluto por quilograma do solvente. Como a relação massa/volume da água é igual a 1 os termos osmolalidade e osmolaridade traduzem o mesmo valor.

Dado que, em presença de insulina, a glicose atravessa bem às membranas, e postos que em condições normais a ureia atravessa às membranas celulares naturalmente, ambas as substâncias podem ser consideradas ineficazes em sua contribuição a osmolaridade.

Admitindo-se uma glicemia de 90 e ureia de 30:

Glicemia/18 + ureia/6 = 90/18 + 30/6 = 5 + 5 = 10

Portanto, podemos simplificar o cálculo anterior e expressá-lo unicamente em função do sódio plasmático:

Osm_P = 2 x [sódio]_P + 10

Denominamos pressão osmótica de uma solução a soma das pressões parciais exercidas por cada um dos solutos que aloja, entendendo por pressão osmótica eficaz a que depende das substâncias que não podem atravessar os poros da membrana semipermeável.

Transporte ativo é a designação do tráfego de substâncias através da membrana celular contra um gradiente de pressão mediados por enzimas ATPases. Para conservar seu potencial elétrico a célula necessita manter em seu interior uma elevada concentração de íons de Potássio e uma baixa concentração de íon de Sódio. A despeito disto, o compartimento extracelular apresenta uma alta concentração de Sódio e uma baixa concentração de Potássio, motivo pelo qual, existe difusão destes elementos através de canais iónicos existentes na membrana celular. Para alcançar e manter concentrações ideais dos dois íons, a bomba de Sódio-Potássio bombeia Sódio para fora da célula e Potássio para dentro dela. Como o transporte é realizado contra os gradientes de concentração destes dois íons, é necessário desprendimento de energia o que é obtido com a clivagem de ATP (transporte ativo).

Pressão hidrostática (ou efetiva) é a pressão exercida pelo peso de uma coluna fluida em equilíbrio. Aplicando-se o Princípio de Pascal observa-se que a pressão aplicada a um fluido dentro de um recipiente fechado é transmitida, sem variação, a todas as partes do fluido, bem como às paredes deste recipiente. A pressão capilar (hidrostática) é aquela exercida por líquido do interior do capilar, em direção ao exterior e contra a membrana endotelial. A pressão do fluido intersticial (hidrostática) exerce uma força semelhante para dentro contra a membrana capilar. As diferenças destas pressões favorecendo a pressão capilar propicia saída de líquidos dos vasos para o interstício.

Se existisse exclusivamente pressão hidrostática, haveria formação constante de edema devido à perda persistente de líquidos para o interstício. Contudo, à proporção que ocorre extravasamento de líquidos (plasma), de dentro do vaso para o interstício, as proteínas do sangue, principalmente a albumina, por não atravessarem o endotélio aumentam suas concentrações proporcionalmente dentro do capilar. As proteínas exercem uma ação, a pressão coloidosmótica, também nominada oncótica, que é a força de atração de água exercida pelas proteínas. A atração de proteínas semelhantes à de um “imã”, atraí e mantém o liquido no interior dos vasos sanguíneos.

Aula 3 - Compartimentos Hídricos

Aula 3 - Compartimentos Hídricos

Fluidos Corporais

Compartimentos hídricos

Um adulto jovem, do sexo masculino e de compleição média, apresenta um percentual de água corresponde a 60% do seu peso corporal. Aproximadamente 2/3 do total destes fluídos, cifra que correspondente a 40% do peso, está situado dentro das células, sendo por isto denominado intracelular (ICF), enquanto que o 1/3 restante (20% do peso) está colocado fora das mesmas e é denominado extracelular (ECF).

O compartimento extracelular é subdividido em três componentes individualizados: intersticial, intravascular e transcelular.

Ao fluído que está localizado no espaço que separa as células uma das outras, correspondentes a aproximadamente 75% do ECF (3/4 do mesmo) denomina-se liquido intersticial.

Próximo de 20% do ECF (1/4 do total) é composto por água em forma de plasma que circula dentro das artérias e veias e como linfa no sistema linfático. Este líquido é denominado intravascular. Pode-se dizer que a parede vascular separa o líquido intersticial do intravascular.

Uma pequena quantidade de água do extracelular conhecida como transcelular (alguns autores a nomina “terceiro espaço”) esta localizada em locais específicos tais como: fluidos serosos das cavidades potenciais (pleura, pericárdio, peritônio), espaço cefalorraquidiano, globo ocular (humor aquoso), espaço intra-articular (liquido sinovial), secreções digestivas. Partindo do principio que o transcelular é constituído por uma quantidade mínima de líquidos do extracelular este não é considerado um compartimento separado.

Em situações particulares, no entanto, este "terceiro espaço" pode bancar uma perda interior, portanto não visualizada e mensurada, de água, eletrólitos e proteínas, isotônico ou ligeiramente hipotônico ao plasma manifestado como derrame pleural, ascite, edema na área traumática, cirúrgica ou não, bolhas de queimaduras, edema do peritônio e do mesentério, secreções digestivas estagnadas no interior das alças intestinais. Este sequestro pode corresponder a uma perda generosa de vários litros de água, por exemplo, na peritonite generalizada por úlcera péptica perfurada ou por pancreatite aguda, queimaduras, na obstrução intestinal ou ainda nas cirurgias de grande porte com área de dissecção muito extensa. A perda é, em princípio, temporária e a água sequestrada volta para o compartimento intravascular à medida que há resolução do processo que originou acumulo de líquidos no terceiro espaço.

Para uma correta função celular é necessário que o espaço intracelular e o meio ambiente que o rodeia (espaço extracelular) se mantenham com uma determinada e constante concentração de eletrólitos.

Não obstante a existência de delimitadores (membrana celular e endotélio) separando os compartimentos corporais, os líquidos não estão confinados em uma área especifica. Com intuito de conservar a homeostasia, os fluidos estão em continua movimentação de um espaço para o outro, no entanto a quantidade contida em cada setor (intracelular e extracelular) conserva-se relativamente constante.

A despeito da ininterrupta passagem dos fluidos através de membranas semipermeáveis, determinados solutos são mais encontrados em um compartimento particular e tendem a permanecer limitados a este espaço em condições normais. Estas diferenças de concentrações contra um gradiente de pressão se deve a presença, na maioria das membranas celulares, de sistemas de transportes que ativamente acumulam ou expulsam solutos específicos. Por conta disto, no compartimento extracelular o cátion predominante é o sódio enquanto que os cloretos são os anions mais abundantes, já no espaço intracelular predomina como cátion o potássio e como anions proteínas e fosfatos.

Aula 2 - Funções da Água

Aula 2 - Funções da Água

Fluidos Corporais

Funções da Água

As células do organismo humano necessitam de condições essenciais para que possam exercer suas funções fisiológicas: um ambiente estável, um aporte equilibrado de nutrientes e uma remoção contínua dos restos metabólicos. Isto é alcançado graças a sua imersão em líquidos corporais.
Os fluidos corporais são constituídos por uma solução cujo solvente é a água e por solutos nela dissolvidos: gases, eletrólitos, minerais e produtos finais do metabolismo.
Em um individuo adulto sadio (18 a 40 anos), a água representa aproximadamente 60% do peso corporal no sexo masculino e 50% no feminino. Este percentual modifica-se em função da idade e do estado nutricional. Nos lactentes a água constitui aproximadamente 80% da massa corpórea dos mesmos, todavia esta proporção vai diminuindo progressivamente até totalizar uns 65% no primeiro ano de vida. O idoso tem um percentual menor de água, chegando a 45% em mulheres maduras, demonstrando que o processo de envelhecimento é o de desidratação progressiva do corpo.
O corpo humano é constituído de dois componentes: a massa corporal magra e a massa corporal gorda. A massa magra é a porção isenta de gordura e é constituída por ossos, músculos e vísceras. A massa corporal gorda é a porção constituída por gordura armazenada (encontrada no tecido subcutâneo) e gordura essencial (encontrada nas vísceras).
A proporção da massa magra é constante e é independente do biótipo. Sua menor magnitude nas pessoas obesas esclarece o fato delas resistirem menos à desidratação aguda quando comparada às debilitadas; e, por outro lado, explica, nas pessoas magras, a menor resistência a doenças consumptivas, posto que, por terem menos gordura, apresentem menores reservas calóricas.
A água apresenta variação quantitativa quando a massa corporal magra do indivíduo é levada em consideração, atendendo a uma relação de proporção inversa à quantidade de gordura. Desta forma, dado que o tecido adiposo é carente de água, quanto mais obeso é o individuo menor será a proporção de água em relação ao seu peso corporal total (uma pessoa muito obesa pode apresentar uns 25 a 30% menos água que outra pessoa sem sobrepeso).
O menor percentual de água na mulher se deve ao fato do tecido celular subcutâneo (rico em gordura) ser mais abundante em sua composição quando comparado ao do homem e a sua massa corporal ser algo menor.
A percentagem de água em relação ao peso corporal de diferentes grupos de pacientes pode ser resumida:

Pacientes	Percentual de Água
Recém-nascido e lactente	75%.
Prematuro	80 %.
Criança (independente do sexo)	60%
Homem adulto magro	60%
Mulher adulta magra	50%
Adulto obeso	10 % a menos
Desnutdidos	10 % a mais
Idoso:	10 % a menos

A gestante tem um aumento de volemia, posto que, em decorrência da gravidez a unidade feto placentária e a mulher ostentam duas circulações em paralelo.
A água esta em constante movimento hidratando, resfriando, transportando nutrientes, eliminando toxinas e repondo energias. O propósito dos fluídos corporais compreende, portanto:

• Facilitar o transporte de nutrientes, hormônios, proteínas e outras substâncias até as células.
• Ajudar na remoção de restos celulares e resíduos de produtos. Livrar-se dos detritos através da urina, transpiração e funcionamento do intestino.
• É o elemento chave para manutenção da volemia
• Prover os meios para que o metabolismo celular possa ocorrer.
• Regular a temperatura corporal. A água previne variações bruscas de temperatura. Os motivos pelos quais ela é capaz de atuar desta forma são:
• Calor específico elevado (é difícil esquentar ou esfriar a água)
• Calor latente de vaporização elevado (ela “rouba” bastante calor quando evapora, pois para isto é necessário que haja ruptura das ligações de hidrogênio. Devido a isto ela pode resfriar o organismo e evitar o superaquecimento. Por ex. ao suar)
• Calor latente de fusão elevado (a água tem de liberar muito calor para congelar, ou seja, não congela facilmente)
• Prover lubrificação para o movimento muscular, das articulações, da coluna vertebral, no interior dos olhos e no líquido amniótico durante a gravidez.

A água cumpre ainda um importante papel, no que diz respeito à prevenção de doenças e ao bem estar geral, pois:

• Hidrata o corpo a partir do meio interno, contribuindo para que a pele se mantenha saudável, lisa e suave
• Evita perturbações do trânsito intestinal, como por exemplo, a constipação
• Ajuda a fortalecer as defesas naturais
• Ajuda a prevenir a formação de pedras nos rins e contribui para a redução do risco de infecções urinárias
• Ajuda a melhorar a capacidade de concentração, de raciocínio, e até favorece o bom humor!