Aires | Fisiologia - 4.ª edição

Professora Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da

Universidade de São Paulo

Margarida de Mello AiresProfessora Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da

Universidade de São Paulo.

Quarta edição

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Os autores deste livro e a editora guanabara koogan ltda. empenharam seus melhores esforços para assegurar que as informações e os procedimentos apresentados no texto estejam em acordo com os padrões aceitos à época da publicação, e todos os dados foram atualizados pelos autores até a data da entrega dos originais à editora. Entretanto, tendo em conta a evolução das ciências da saúde, as mudanças regulamentares governamentais e o constante fluxo de novas informações sobre terapêutica medicamentosa e reações adversas a fármacos, recomendamos enfaticamente que os leitores consultem sempre outras fontes fidedignas, de modo a se certificarem de que as informações contidas neste li-vro estão corretas e de que não houve alterações nas dosagens recomendadas ou na legislação regulamentadora. Adicionalmente, os leitores podem buscar por possíveis atualizações da obra em http://gen-io.grupogen.com.br.

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Capa: Editora Guanabara Koogan Editoração eletrônica: A N T H A R E S Projeto gráfico: Editora Guanabara Koogan

Ficha catalográfica

A981f

4.ed. Aires, Margarida de MelloFisiologia / Margarida de Mello Aires. - 4.ed. - Rio de Janeiro : Guanabara Koogan, 2012.il.

ISBN 978-85-277-2100-4

1. Fisiologia humana. 2. Anatomia humana. I. Título.

12-1317. CDD: 612CDU: 612

Copyright

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Ana Maria de Lauro Castrucci ■Professora Titular do Departamento de Fisiologia do Instituto de Bioci-ências da Universidade de São Paulo.

Ana Paula Arruda ■Pesquisadora Associada Doutora do Laboratório de Sinalização Celular da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas.

Andréa S. Torrão ■Professora Doutora do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Institu-to de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Ângelo Rafael Carpinelli ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Anibal Gil Lopes ■Professor Titular de Fisiologia do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Antonio Carlos Bianco ■Professor of Medicine and Chief – Division of Endocrinology, Diabetes And Metabolism – University of Miami Miller School of Medicine.

Antonio Carlos Campos de Carvalho ■Professor Titular do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Uni-versidade Federal do Rio de Janeiro.

Antonio Carlos Cassola ■Professor Associado do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Insti-tuto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Antônio J. Magaldi ■Professor Assistente Doutor. Laboratório de Investigação Médica (LIM-12). Departamento de Clínica Médica – Disciplina Nefrologia da Facul-dade de Medicina da Universidade de São Paulo.

Carol Fuzeti Elias ■Department of Internal Medicine, Division of Hypothalamic Research, University of Texas Southwestern Medical Center – Dallas, TX, USA.

Celso Rodrigues Franci ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medi-cina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Cesar Timo-Iaria ( ■ in memoriam)Professor Titular de Fisiologia, Laboratório de Neurocirurgia Funcional da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.

Cláudio A. B. Toledo ( ■ in memoriam)Professor Associado Doutor do Núcleo de Pesquisa em Neurociências da Universidade Cidade de São Paulo.

Clineu de Mello Almada Filho ■Doutor pela Universidade Federal de São Paulo. Médico da Universidade Federal de São Paulo na área de Clínica Médica, com ênfase em Geriatria.

Cristiane Del Corsso ■Professora Adjunta do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Uni-versidade Federal do Rio de Janeiro.

Dalton Valentim Vassallo ■Doutor em Biofísica pela UFRJ. Professor Titular de Fisiologia do De-partamento de Ciências Fisiológicas da Escola Superior de Ciências da Santa Casa de Misericórdia de Vitória (EMESCAM).

Autores

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Dânia E. Hamassaki ■Professora Titular do Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvi-mento do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Dayane Aparecida Gomes ■Professora Doutora do Departamento de Fisiologia e Farmacologia da Universidade Federal de Pernambuco.

Débora Souza Faffe ■Professora Associada do Laboratório de Fisiologia da Respiração do Ins-tituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Deise Carla A. Leite Dellova ■Professora Doutora do Departamento de Ciências Básicas da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo.

Dora F. Ventura ■Professora Titular do Departamento de Psicologia Experimental do Ins-tituto de Psicologia da Universidade de São Paulo.

Edilamar Menezes de Oliveira ■Professora Associada do Departamento de Biodinâmica da Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo.

Edna T. Kimura ■Professora Titular do Departamento de Biologia Celular e do Desenvol-vimento do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Elisardo Corral Vasquez ■Doutor em Fisiologia pela Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo. Professor de Fisiologia da Escola Superior de Ciências da Santa Casa de Misericórdia de Vitória (EMESCAM).

Fábio Bessa Lima ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Fabio Fernandes Rosa ■Médico Assistente Doutor do Departamento de Puericultura e Pediatria da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Fernando Marcos dos Reis ■Professor Adjunto do Departamento de Ginecologia e Obstetrícia da Fa-culdade de Medicina da UFMG. Doutor em Medicina pela UFRGS.

Frida Zaladek Gil ■Professora Associada do Departamento de Fisiologia da Escola Paulista de Medicina da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP).

Fulgêncio Proverbio ■Philosophus Scientiarum en Fisiología y Biofísica. Investigador Titular Emeritus del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas.

Gabriela Cosío ■Pesquisadora Doutora do Laboratorio de Biología Molecular do Instituto Nacional de Cancerología. DF, México.

Gerhard Malnic ■Professor Emérito do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo. Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Guiomar Nascimento Gomes ■Professora Adjunta do Departamento de Fisiologia da Escola Paulista de Medicina da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP).

Hamilt ■ on Haddad JuniorProfessor Assistente Doutor do Departamento de Fisiologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo.

Hélio César Salgado ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medi-cina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Hilton Pina ■Doutor em Medicina pela Universidade Federal da Bahia e Professor As-sociado de Ginecologia do Departamento de Ginecologia Obstetrícia e Reprodução Humana da Universidade Federal da Bahia.

Isis do Carmo Kettelhut ■Professora Associada do Departamento de Bioquímica da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Ivanita Stefanon ■Professora Associada do Departamento de Ciências Fisiológicas do Cen-tro de Ciências da Saúde da Universidade Federal do Espírito Santo.

Jackson Cioni Bittencourt ■Professor Titular do Departamento de Anatomia do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Janete Aparecida Anselmo-Franci ■Professora Associada do Departamento de Morfologia, Estomologia e Fi-siologia da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Joaquim Procopio ■Professor Associado do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Insti-tuto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

José Antunes-Rodrigues ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medi-cina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

José Cipolla-Neto ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

José Geraldo Mill ■Professor Titular do Departamento de Ciências Fisiológicas da Universi-dade Federal do Espírito Santo.

José Hamilton Matheus do Nascimento ■Professor Associado do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Uni-versidade Federal do Rio de Janeiro.

José V. Menani ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Odon-tologia de Araraquara – UNESP.

Kleber Gomes Franchini ■Professor Titular do Departamento de Clínica Médica da Universidade Estadual de Campinas.

Laura M. Vivas ■Pesquisadora Doutora do CONICET. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martin Ferreyra, Córdoba, Argentina.

Laurival A. de Luca Jr. ■Professor Titular de Fisiologia do Departamento de Fisiologia e Patologia da Faculdade de Odontologia de Araraquara – UNESP.

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Leopoldo de Meis ■Professor Titular do Instituto de Bioquímica Médica da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Lisete Compagno Michelini ■Professora Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Luciana Venturini Rossoni ■Professora Doutora do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Institu-to de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Lucila Leico Kagohara Elias ■Professora Associada do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Lucilia Maria Abreu Lessa ■Pesquisadora Doutora do Instituto Superior de Ciências Biomédicas da Universidade Estadual do Ceará.

Luiz Carlos Carvalho Navegantes ■Professor Doutor do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medi-cina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Luiz Eugênio Araújo de Moraes Mello ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia da Escola Paulista de Medicina da Universidade Federal de São Paulo.

Luiz R. G. Britto ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Magda M. S. Carneiro-Sampaio ■Professora Titular do Departamento de Pediatria da Faculdade de Medi-cina da Universidade de São Paulo.

Manassés Claudino Fonteles ■Pesquisador do CNPq. Ex-Reitor da Universidade Estadual do Ceará. Ex-Reitor da Universidade Presbiteriana Mackenzie. Professor Emérito da Universidade Estadual do Ceará.

Marcelo M. Morales ■Professor Associado do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Uni-versidade Federal do Rio de Janeiro.

Márcio Josbete Prado ■Doutor em Urologia pela Universidade de São Paulo. Professor Adjunto do Departamento de Ginecologia, Obstetrícia e Reprodução Humana da Universidade Federal da Bahia.

Marcus Vinícius C. Baldo ■Professor Associado do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Insti-tuto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Margaret de Castro ■Professora Titular do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Maria Cláudia Irigoyen ■Professora Livre-Docente do Departamento de Cardiopneumologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Médica Pesqui-sadora da Unidade de Hipertensão do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo.

Maria Jose Campagnole dos Santos ■Professora Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais.

Maria Luiza Morais Barreto-Chaves ■Professora Associada do Departamento de Anatomia do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Maria Oliveira de Souza ■Professora Doutora do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Institu-to de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Maria Tereza Nunes ■Professora Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Mário José Abdalla Saad ■Professor Titular do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas.

Marise Lazaretti-Castro ■Professora Livre-Docente da disciplina Endocrinologia da Escola Paulis-ta de Medicina da Universidade Federal de São Paulo. Chefe do Setor de Doenças Osteometabólicas do Hospital São Paulo.

Masako Oya Masuda ■Professora Adjunta IV do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho daUniversidade Federal do Rio de Janeiro.

Mauro César Isoldi ■Professor Adjunto Doutor do Departamento de Fisiologia da Universida-de Federal de Ouro Preto.

Maysa Seabra Cendoroglo ■Professora Adjunta da disciplina Geriatria e Gerontologia da Escola Paulista de Medicina – Universidade Federal de São Paulo.

Newton Sabino Canteras ■Professor Titular do Departamento de Anatomia do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Patricia Chakur Brum ■Professora Associada do Departamento de Biodinâmica do Movimento do Corpo Humano da Escola de Educação Física e Esporte da Universi-dade de São Paulo.

Patrícia Prada ■Professora Doutora do Curso de Nutrição do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas.

Patrícia Palmeira ■Doutora e Pesquisadora Científica do Laboratório de Investigação Médi-ca 36, Departamento de Pediatria do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.

Patricia Rieken Macedo Rocco ■Professora Titular de Fisiologia do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Chefe do Laboratório de Investigação Pulmonar.

Poli Mara Spritzer ■Professora Titular do Departamento de Fisiologia do Instituto de Ciên-cias Básicas da Saúde da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Coordenadora da Unidade de Endocrinologia Ginecológica do Serviço de Endocrinologia do Hospital das Clínicas de Porto Alegre.

Rafael Linden ■Professor Titular do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Uni-versidade Federal do Rio de Janeiro.

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Reinaldo Marín ■M.D. D.Sc. Philosophus Scientiarum en Fisiología y Biofísica. Investiga-dor Titular Emeritus del Instituto Venezolano de Investigaciones Cien-tíficas.

Renato Hélios Migliorini ( ■ in memoriam)Professor Titular do Departamento de Bioquímica da Faculdade de Me-dicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Robson Augusto Souza dos Santos ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais.

Rosalia Mendez-Otero ■Professora Titular do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Uni-versidade Federal do Rio de Janeiro.

Rubens Fazan Júnior ■Professor Doutor do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medi-cina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

Rui Curi ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo

Sang Won Han ■Professor Associado do Departamento de Biofísica e Diretor do Centro Interdisciplinar de Terapia Gênica da Escola Paulista de Medicina da Universidade Federal de São Paulo.

Sérgio Cravo ■Professor Associado do Departamento de Fisiologia da Escola Paulista de Medicina da Universidade de São Paulo.

Sérgio Grinstein ■Professor Titular do Departmento de Bioquímica da Universidade de To-ronto. Senior Scientist em Biologia Celular no Hospital for Sick Children Research Institute, em Toronto, Canadá.

Silvia Lacchini ■Professora Doutora do Departamento de Anatomia do Instituto de Ciên-cias Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Sílvia Passos de Andrade ■Professora Associada do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Insti-tuto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais.

Solange Castro Afeche ■Doutora em Fisiologia Humana pelo Instituto de Ciências Biomédicas da USP. Pesquisadora Nível V do Laboratório de Farmacologia do Instituto Butantan de São Paulo.

Sonia Malheiros Lopes Sanioto ■Professora Associada do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Insti-tuto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Thiago dos Santos Moreira ■Professor Doutor do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Ubiratan Fabres Machado ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Valdenise M. L. Tuma Calil ■Doutora em Pediatria pela Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Diretora Técnica de Serviço de Saúde do Berçário Anexo à Maternidade do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Professora Colaboradora da disciplina Neo-natologia do Departamento de Pediatria da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.

Valdo Jose Dias da Silva ■Doutor em Fisiologia pela Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo. Professor Titular de Fisiologia do Departamen-to de Ciências Biológicas da Universidade Federal do Triângulo Mineiro.

Walter Araujo Zin ■Professor Titular de Fisiologia do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Chefe do Laboratório de Fisiologia da Respiração.

Wamberto Antonio Varanda ■Professor Titular do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medi-cina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

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É uma grande satisfação lançar a quarta edição de Fisiologia. Ao longo destes 27 anos, sentimos ter colaborado para a sólida formação básica de nossos estudantes de graduação e pós-graduação, tentando ensinar-lhes o raciocínio e o julgamento científico exato a partir de dados experimentais criteriosos, e, assim, contribuído para que sejam profissionais relevantes, que saibam e queiram ajudar o nosso país a alcançar a tão desejada maturidade científica, cultural e social.

O texto de Fisiologia é didático e objetivo, porém não superficial. Visa fornecer um ensino mais formativo que infor-mativo, em que os mecanismos fisiológicos são apresentados e discutidos, para serem realmente entendidos e aplicados na futura vida profissional dos estudantes. Entretanto, a abran-gência do texto tenta ser adequada ao tempo que os alunos dispõem para o estudo.

Como no mundo contemporâneo tudo o que acontece é rápido e intenso, a tarefa de elaborar um conteúdo atual tem-se mostrado cada vez mais árdua; contudo, com a colaboração e o empenho de 98 autores, escolhidos pela competência cientí-fica e didática, dedicamo-nos para que nossos alunos sempre recebam informações imediatas sobre as importantes desco-bertas que surgem nesse campo.

Nesta edição, foram introduzidos 8 novos capítulos – Fisiologia dos Compartimentos Intracelulares: Via Secretora; Difusão, Permeabilidade e Osmose; Sistemas Neurovegetativos; Rim e Hormônios; Fisiologia da Micção; Fisiologia do Neonato e da Lactação e sua relação com o Sistema Imune; Fisiologia do Envelhecimento Humano e Dopping Gênico –, e 74 foram intei-ramente revisados e atualizados.

Agradecemos a todos que colaboraram na elaboração desta obra e, em especial, aos autores convidados, à Guanabara Koogan, representada por Juliana Affonso e Renata Giacon e aos estudantes e professores que contribuíram com sugestões. Críticas e novas ideias serão bem acolhidas e tornarão possível o aprimoramento de futuras edições.

Expresso gratidão, também, ao meu querido esposo, Fernando da Cruz Lopes, pela compreensão, pelo carinho e pela ajuda que me tem dado nesta empreitada.

“Tudo o que fizerdes, fazei-o de coração,como para o Senhor e não para os homens.”

Colossenses 3:23

Margarida de Mello Aires

Prefácio

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Material Suplementar

Este livro conta com o seguinte material suplementar:

Ilustrações da obra em formato de apresentação (restrito a docentes)

O acesso é gratuito, bastando que o docente se cadastre em http://gen-io.grupogen.com.br.

GEN-IO (GEN | Informação Online) é o repositório de material suplementar e de serviços relacionados com livros publicados pelo GEN | Grupo Editorial Nacional, o maior conglomerado brasileiro de

Guanabara Koogan, Santos, Roca, AC Farmacêutica, Forense, Método, LTC, E.P.U. e Forense Universitária.

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Uma Breve História da Fisiologia, 1 Hamilton Haddad Junior

As Origens da Fisiologia no Brasil, 28 Marcus Vinícius C. Baldo e Cesar Timo-Iaria (in memoriam)

Seção 1 Meio Interno e Homeostase, 37 1 Homeostase, Regulação e Controle

em Fisiologia, 39 Gerhard Malnic

2 Compartimentalização dos Fluidos do Organismo, 49

Gerhard Malnic

3 Sinalização Celular, 57 Mauro César Isoldi Ana Maria de Lauro Castrucci

4 Fisiologia dos Compartimentos Intracelulares: Via Secretora, 89

Gabriela Cosío e Sérgio Grinstein

5 Ritmos Biológicos, 105 Solange Castro Afeche e José Cipolla-Neto

6 Fisiologia do Músculo Esquelético, 111 Andréa S. Torrão e Luiz R. G. Britto

Seção 2 Transporte Através da Membrana, 123 7 Membrana Celular, 125

Wamberto Antonio Varanda

8 Difusão, Permeabilidade e Osmose, 135 Fulgencio Proverbio e Reinaldo Marín

9 Gênese do Potencial de Membrana, 157 Joaquim Procopio

10 Canais para Íons nas Membranas Celulares, 177

Antonio Carlos Cassola

11 Transportadores de Membrana, 191 Maria Oliveira de Souza

12 ATPases de Transporte, 205 Ana Paula Arruda e Leopoldo de Meis

Seção 3 Equilíbrio Ácido-base, 217 13 Regulação do pH do Meio Interno, 219

Gerhard Malnic

Seção 4 Neurofisiologia, 233 14 Sinalização Neuronal, 235

Rafael Linden

15 Transmissão Sináptica, 245 Rafael Linden

Sumário

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16 Organização Geral dos Sistemas Sensoriais, 257

Marcus Vinícius C. Baldo

17 Somestesia, 265 Marcus Vinícius C. Baldo

18 Propriocepção, 279 Marcus Vinícius C. Baldo

19 Audição, 287 Marcus Vinícius C. Baldo

20 Gustação e Olfação, 299 Marcus Vinícius C. Baldo

21 Visão, 309 Marcus Vinícius C. Baldo, Dânia E. Hamassaki e

Dora F. Ventura

22 Sistemas Geradores de Movimento, 331 Luiz R. G. Britto

23 O Cerebelo, os Núcleos da Base e o Movimento Voluntário, 337

Cláu dio A. B. Toledo (in memorian) e Luiz R. G. Britto

24 Sistemas Neurovegetativos, 345 Sérgio Cravo e Marcus Vinícius C. Baldo

25 Bases Neurais dos Comportamentos Motivados e das Emoções, 353

Newton Sabino Canteras

26 Controle Neuroendócrino do Comportamento Alimentar, 361

Carol Fuzeti Elias e Jackson Cioni Bittencourt

Seção 5 Fisiologia Cardiovascular, 377 27 Estrutura e Função do Sistema

Cardiovascular, 379 Silvia Lacchini e Maria Cláudia Irigoyen

28 Eletrofisiologia do Coração, 387 José Hamilton Matheus Nascimento, Cristiane del

Corsso, Antonio Carlos Campos de Carvalho e Masako Oya Masuda

29 Bases Fisiológicas da Eletrocardiografia, 417 José Geraldo Mill

30 Contratilidade Miocárdica, 435 Dalton Valentim Vassallo, Edilamar Menezes de

Oliveira e Ivanita Stefanon

31 O Coração como Bomba, 465 José Geraldo Mill e Elisardo Corral Vasquez

32 Circulação Arterial e Hemodinâmica: Física dos Vasos Sanguí neos e da Circulação, 473

Kleber Gomes Franchini

33 Vasomotricidade e Regulação Local de Fluxo, 491

Lisete Compagno Michelini e Luciana Venturini Rossoni

34 Aspectos Morfofuncionais da Microcirculação, 507

Robson Augusto Souza dos Santos, Maria Jose Campagnole dos Santos e Sílvia Passos de Andrade

35 As Veias e o Retorno Venoso, 523 Hélio César Salgado, Rubens Fazan Júnior e

Valdo José Dias da Silva 36 Circulações Regionais, 533 Circulação Coronária, 535

Kleber Gomes Franchini

Circulação Renal, 539 Kleber Gomes Franchini

Circulação para a Musculatura Esquelética, 543 Patrícia Chakur Brum

Circulação Esplâncnica, 547 Patrícia Chakur Brum

Circulação Cerebral, 551 Valdo José Dias da Silva

Circulação Cutânea, 555 Valdo José Dias da Silva

Circulação Pulmonar, 557 Margarida de Mello Aires

Circulação Fetal, 559 Luciana Venturini Rossoni

37 Regulação da Pressão Arterial: Mecanismos Neuro-hormonais, 565

Lisete Compagno Michelini

38 Regulação a Longo Prazo da Pressão Arterial, 587

Lisete Compagno Michelini e Kleber Gomes Franchini

Seção 6 Fisiologia da Respiração, 599 39 Organização Morfofuncional do Sistema

Respiratório, 601 Walter Araujo Zin, Patricia Rieken Macêdo Rocco

e Debora Souza Faffe

40 Movimentos Respiratórios, 605 Walter Araujo Zin, Patricia Rieken Macêdo Rocco


41 Volumes e Capacidades Pulmonares | Espirometria, 611

Walter Araujo Zin, Patricia Rieken Macêdo Rocco e Debora Souza Faffe

42 Mecânica Respiratória, 619 Walter Araujo Zin, Patricia Rieken Macêdo Rocco


xii Aires | Fisiologia

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43 Ventilação Alveolar, Perfusão e Relação Ventilação-Perfusão, 631


44 Transporte de Gases no Organismo, 639 Walter Araujo Zin, Patricia Rieken Macêdo Rocco

e Debora Souza Faffe 45 Controle da Ventilação, 649

Thiago dos Santos Moreira, Walter Araujo Zin, Patricia Rieken Macêdo Rocco e Debora Souza Faffe

46 Regulação Respiratória do Equilíbrio Ácido-base, 657


47 Mecanismos de Defesa das Vias Respiratórias, 663


48 Fisiologia Respiratória em Ambientes Especiais, 669


Seção 7 Fisiologia Renal, 677 49 Visão Morfofuncional do Rim, 679


50 Hemodinâmica Renal, 693 Margarida de Mello Aires

51 Função Tubular, 709 Margarida de Mello Aires

52 Excreção Renal de Solutos, 731 Margarida de Mello Aires

53 Papel do Rim na Regulação do Volume e da Tonicidade do Fluido Extracelular, 749


54 Papel do Rim na Regulação do pH do Fluido Extracelular, 769


55 Rim e Hormônios, 783 Sistema Renina-Angiotensina, 784

Maria Luiza Morais Barreto-Chaves

Aldosterona: Ações Renais Genômicas e Não Genômicas, 792

Deise Carla A. Leite Dellova

Peptídios Natriuréticos, 796 Maria Luiza Morais Barreto-Chaves e Dayane

Aparecida Gomes

Outras Substâncias Vasodilatadoras com Ação Renal: Óxido Nítrico, Prostaglandinas e Bradicinina, 802

Guiomar Nascimento Gomes

Hormônio Antidiurético (ADH), 806 Antonio J. Magaldi

Hormônio Paratireoidiano (PTH), 814 Frida Zaladek Gil

Eritropoetina, 818 Anibal Gil Lopes

Uroguanilina, 829 Lucilia Maria Abreu Lessa e

Manassés Claudino Fonteles

56 Distúrbios Hereditários e Transporte Tubular Renal de Íons, 837

Aníbal Gil Lopes

57 Fisiologia da Micção, 851 Marcio Josbete Prado e Hilton Pina

Seção 8 Fisiologia do Sistema Gastrintestinal, 865 58 Visão Geral do Sistema Gastrintestinal, 867

Sonia Malheiros Lopes Sanioto

59 Regulação Neuro-hormonal do Sistema Gastrintestinal, 871


60 Motilidade do Trato Gastrintestinal, 881 Sonia Malheiros Lopes Sanioto

61 Secreções do Sistema Gastrintestinal, 901 Sonia Malheiros Lopes Sanioto

62 Digestão e Absorção de Nutrientes Orgânicos, 945


63 Absorção Intestinal de Água e Eletrólitos, 971 Maria Oliveira de Souza e


Seção 9 Fisiologia Endócrina, 983 64 Introdução à Fisiologia Endócrina, 985

Ubiratan Fabres Machado

65 Hipotálamo Endócrino, 997 Maria Tereza Nunes

66 Glândula Hipófise, 1019 Maria Tereza Nunes

67 Glândula Pineal, 1045 José Cipolla-Neto e Solange Castro Afeche

68 Glândula Tireoide, 1055 Edna T. Kimura

69 Glândula Adrenal, 1079 Lucila Leico Kagohara Elias , Fábio Fernandes Rosa,

José Antunes-Rodrigues e Margaret de Castro

70 Pâncreas Endócrino, 1097 Ubiratan Fabres Machado,

Ângelo Rafael Carpinelli, Patrícia Prada e Mário José Abdalla Saad

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71 Gônadas, 1115 Sistema Reprodutor Masculi no, 1116

Poli Mara Spritzer e Fernando Marcos dos Reis

Sistema Reprodutor Feminino, 1120 Celso Rodrigues Franci e Janete Aparecida

Anselmo-Franci

72 Moléculas Ativas Produzidas por Órgãos Não Endócrinos, 1139

Fábio Bessa Lima e Rui Curi

73 Crescimento e Desenvolvimento, 1157 Maria Tereza Nunes

74 Controle Hormonal e Neural do Metabolismo Energético, 1167

Isis do Carmo Kettelhut, Luiz Carlos Carvalho Navegantes e Renato Hélios Migliorini (in memoriam)

75 Controle Neuroendócrino do Balanço Hidreletrolítico, 1181

José Antunes-Rodrigues, Lucila Leico Kagohara Elias, Margaret de Castro, Laurival A. De Luca Jr., Laura M. Vivas e José V. Menani

76 Fisiologia do Metabolismo Osteomineral, 1199

Marise Lazaretti-Castro e Antonio Carlos Bianco

77 Fisiologia da Reprodução, 1225 Janete Aparecida Anselmo-Franci, Poli Mara

Spritzer e Celso Rodrigues Franci

Seção 10 Fisiologia do Desenvolvimento Humano, 1237 78 Fisiologia do Neonato, 1239

Frida Zaladek Gil

Lactação e sua Relação com o Sistema Imune, 1257

Valdenise M. L. Tuma Calil, Patricia Palmeira e Magda M. S. Carneiro-Sampaio

79 Fisiologia do Envelhecimento Humano, 1269 Clineu de Mello Almada Filho e Maysa Seabra

Cendoroglo

Seção 11 Aspectos Fisiológicos das Terapias Celulares e Gênicas, 1281 80 Bases Fisiológicas das Terapias

Celulares, 1283 Antônio Carlos Campos de Carvalho, Luiz Eugênio

Araú jo de Moraes Mello e Rosalia Mendez-Otero

81 Bases Fisiológicas da Terapia Gênica, 1295 Marcelo M. Morales, Rafael Linden e

Sang Won Han

82 Doping Gênico, 1305 Sang Won Han

Índice Alfabético, 1311

xiv Aires | Fisiologia

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Fisiologia do Envelhecimento Humano

Introdução, ■ 1270

Alterações na estrutura corporal, ■ 1270

Alterações no sistema imunológico, ■ 1271

Alterações no sistema endócrino, ■ 1272

Alterações no sistema nervoso central, ■ 1274

Alterações no sistema cardiovascular, ■ 1275

Alterações no sistema respiratório, ■ 1277

Alterações no sistema renal, ■ 1277

Alterações no sistema gastrintestinal, ■ 1279

Sistema hematopoé tico, ■ 1279

Bibliografia, ■ 1279

79

Clineu de Mello Almada FilhoMaysa Seabra Cendoroglo

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1270 Aires | Fisiologia

IntroduçãoCC

O envelhecimento humano é caracterizado por declí-nio lento e insidioso na estrutura e na função orgânica que se desenvolve após a maturação sexual e o fenótipo adulto jovem.

O processo fisiológico de envelhecimento, denominado senescência, pode ser entendido como declínio ou mesmo deterioração das propriedades funcionais em níveis celulares, te ci duais e orgânicos. Essas alterações funcionais produzem diminuição na capacidade do organismo em manter a home-ostase e a adaptação a situações de estresse, tanto interno como externo, aumentando assim a sua vulnerabilidade às doen ças e à morte. No envelhecimento, há um desequilíbrio orgânico que dificulta a manutenção de estruturas moleculares especí-ficas e de suas vias metabólicas, o que dificulta a manutenção das condições homeostáticas e homeodinâmicas. Em resumo, a senescência é caracterizada pela redução das reservas fun-cionais orgânicas e, em situações de sobrecarga sistêmica, os mecanismos fisiológicos de compensação podem não ser tão eficientes.

SenescênciaRedução das reservas funcionais em conjunto com alterações do mecanismo de controle da atividade das células, tecidos e sistemas, que ocorrem com o envelhecimento normal.

Há uma variabilidade in di vi dual quanto ao início, ritmo, velocidade e extensão da progressão do processo de envelheci-mento. Diferenças nessas manifestações dependem das diver-gências na capacidade funcional dos in di ví duos. Essa capaci-dade funcional é uma medida direta da habilidade das células, dos tecidos e dos sistemas orgânicos em operar apropriada e otimamente, sendo influenciada por genes e pelo ambiente. As funções celulares, te ci duais e orgânicas adequadas refletem em bom funcionamento dos mecanismos homeodinâmicos e de suas vias de manutenção. Esses mecanismos de manutenção incluem: a reparação de danos ao ácido desoxirribonucleico (DNA), a detecção e depuração de proteí nas defeituosas e lipí-dios, a depuração de células e organelas defeituosas, bem como a defesa contra patógenos e aos danos por eles causados.

Muitas das teorias fisiológicas sobre o envelhecimento se baseiam, conceitualmente, nesses mecanismos de manutenção homeodinâmicos, pois estes interferem nas respostas celula-res induzindo: a apoptose, a senescência, o reparo e a resposta sistêmica da ativação imune e da inflamação. Por exemplo, quando o dano ao DNA é muito grande para ser reparado, a célula entra em apoptose. Ou ainda, as células podem respon-der aos danos causados por radicais livres ao DNA induzindo à senescência ou, então, iniciando o processo de apoptose. O dano oxidativo e a apoptose celular correlacionam-se negati-vamente com o mecanismo autofágico de reparo e, quando há acúmu lo de uma variedade de alterações bioquí micas não reparadas, a função de ácidos nucleicos, de proteí nas e de membranas lipídicas torna-se prejudicada. Sabe-se tam-bém que as proteí nas aberrantemente modificadas, devido à glicação não enzimática ou a radicais livres, podem induzir à inflamação; e esta, associada à resposta imune, desencadeia em grande parte o processo de apoptose celular. Muitas dessas proteí nas podem exercer uma ação regulatória na atividade da enzima telomerase e, assim, influenciar a sobrevivência e a senescência celular, uma vez que a destruição do telômero é o

principal determinante do envelhecimento sistêmico. As alte-rações epigenéticas, tais como a metilação do DNA e a acetila-ção de histonas, também participam dos mecanismos induto-res da senescência. A extensão na qual as células diferenciadas são afetadas pelo envelhecimento determina a função fisioló-gica; enquanto a extensão na qual as células pluripotenciais (stem cells) são afetadas determina a capacidade de substituir as células danificadas e reparar os tecidos.

Um fenômeno bem documentado do envelhecimento é a amplamente distribuí da deterioração da eficiên cia do sinal de transdução. Exemplos disso incluem: (1) a redução na resposta de vasodilatação do endotélio ao estrógeno, possivelmente relacionada com a progressiva metilação do gene receptor de estrógeno (uma alteração epigenética) e (2) a redução da responsividade das células de Leydig à estimulação gonado-coriônica, provavelmente devido a alteração bioquí mica na membrana celular.

Assim, no envelhecimento biológico há uma progressiva e, de certo modo, previsível perda da coordenação celular e da função te ci dual, de tal maneira que o organismo se torna gradualmente menos capaz de se reproduzir e de sobreviver. A velocidade desse processo é espécie-específica, e as altera-ções são manifestadas por meio de múltiplos órgãos e siste-mas. A deterioração da função é heterogênea entre os sistemas e os in di ví duos; inicialmente, é detectável como uma perda da capacidade e da habilidade de restaurar a homeostase sob condições de estresse e, posteriormente, é detectável pela alte-ração de função em repouso (Figura 79.1).

Alterações na estrutura corporalCC

No transcorrer do envelhecimento, ocorrem significativas alterações na composição corpórea do in di ví duo, como, por exemplo, redução no volume de água do organismo, principal-mente aquele instalado no compartimento intracelular. Essa redução de água é observada ao longo das diversas fases do desenvolvimento humano (Figura 79.2).

Essa alteração no volume hídrico deve ser considerada ao se avaliarem parâmetros clínicos de um idoso, tanto com fina-lidade diagnóstica como terapêutica, para evitar que procedi-mentos indevidos resultem em iatrogenia (ou alteração pato-lógica provocada pelo tratamento) a essas pessoas.

Com o envelhecimento, ocorre também uma alteração na massa magra do in di ví duo, com importante perda de musculatura estriada esquelética. Estima-se uma perda de

Figura 79.1 ■ Características do envelhecimento humano: universal, intrínseco, irreversível, deletério, heterogêneo e in di vi dual.

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79 | Fisiologia do Envelhecimento Humano 1271

10% dessa massa muscular entre os 30 e os 50 anos e de cerca de 1% ao ano a partir dessa idade, o que ocasiona uma redução da taxa metabólica basal. Há redução no número e volume das fibras muscula res do tipo II, envolvidas no processo de contra-ção muscular rápida e, também, redução no número de neu-rônios alfamotores espinais. Essas alterações acarretam um prejuí zo funcional aos idosos, principalmente pelas perdas da massa e da força muscular, essenciais para a rea li zação de suas atividades no dia a dia. Vários medicamentos utilizados pelos idosos, para tratamento de suas possíveis doen ças, também atuam no tecido muscular e devem ser administrados com cautela. A musculatura esquelética é o tecido corporal que contém mais de 50% das proteí nas orgânicas. Adicionalmente, o tecido muscular está entre os principais alvos da ação de insulina, hormônio que promove ativamente o anabolismo proteico, o qual ocorre na presença de concentrações normais ou elevadas de aminoá cidos sistêmicos.

A sarcopenia é definida como redução na massa magra e na força muscular, sendo considerada uma marca do processo de envelhecimento. Vários mecanismos podem ser implicados no seu aparecimento: perda dos neurônios alfa motores na medula, deficiên cia nas secreções de hormônio do crescimento (GH) e de fator de crescimento insulina-símile (IGF-I), deficiên cia na produção de andrógenos e de estrógenos, inadequada ingestão proteica, desregulação na produção de citocinas catabólicas e reduzida atividade física (Figura 79.3). Geralmente, é aceito que as alterações da composição corporal relacionadas com o envelhecimento dependem dos baixos níveis de hormônios anabólicos, de alterações neuro muscula res e do declínio do turnover na proteí na muscular.

Essa alteração na quantidade e na qualidade de proteí na contrátil contribui para a debilidade física e perda de indepen-dência. Portanto, a redução na massa muscular e a prolongada inatividade física nos idosos pode diminuir a sensibilidade à

insulina e, consequentemente, impedir a utilização adequada de glicose, seu armazenamento e seu uso em tecidos periféri-cos, principalmente no músculo.

Características da sarcopeniaT Massa muscular esqueléticaT Vo2 máx, força e tolerância ao exercícioT TermorregulaçãoT Gasto energéticoc Resistência insulínicaVO2

máx = máxima concentração de oxigênio no sangue venoso.

Outro tecido que sofre alteração com a idade é o tecido gorduroso, que tende a aumentar percentualmente no orga-nismo ao longo dos anos; funcionando como um importante reservatório para a distribuição de drogas lipofílicas que nele ficam acumu ladas, representa uma modificação de significân-cia clínica para o idoso. O acúmu lo desproporcional desse tecido tende a ocorrer nas re giões abdominal, visceral e intra-muscular (Figura 79.4).

Alterações no sistema imunológicoCC

A maioria dos mecanismos imunológicos desenvolve adap-tações durante o processo de envelhecimento, havendo redu-ção em algumas funções do sistema imune adaptativo e, por outro lado, um aumento em funções do sistema imune inato.

O sistema imune inato é a primeira linha de defesa orgânica contra patógenos; consiste em mecanismos de defesa celula-res e bioquí micos que respondem rapidamente a infecções, funcionando de maneira semelhante nas diferentes situações infecciosas. Seus principais componentes são: as barreiras físi-cas e quí micas, as células fagocíticas (neutrófilos e macrófa-gos), as células natural killer (NK), as proteí nas sanguí neas que incluem os componentes do sistema complemento, além de outros mediadores inflamatórios tais como as citocinas, que regulam e coordenam diversas atividades celulares da imuni-dade inata. Durante o envelhecimento, ocorre um desequilí-brio na produção e na liberação de citocinas. Com isto, há um estado proinflamatório que contribui para: desorganização das respostas imunológicas, maior predisposição a doen ças infec-ciosas e aparecimento ou agravamento de doen ças crônicas, tão prevalentes nos idosos.

Figura 79.2 ■ Porcentagem de água corporal no transcorrer da vida do in di ví duo.

100

80

Embrião Neonato Adulto Idoso Muito idoso

60

40

20

0

% de água corporal

Envelhecimento

Envelhecimento

Sarcopenia

IGF-I(GH)Esteroides

Cortisol

Figura 79.3 ■ Fatores responsáveis pelo aparecimento da sarcopenia. (Descrição no texto.) Figura 79.4 ■ Variação da composição corporal de acordo com a idade e sexo.

Composição corporal

Gordura corpórea total30%

• Após os 40 anos• Após os 50 anos

Gorduras intra-abdominal,intramuscular e visceral

• Após 70 anos

Água intracelular20%

Massa de tecido muscular30%

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propriada de hormônio antidiurético) e (2) da disfunção tubu-lar renal.

MelatoninaC■

A secreção de melatonina pela glândula pineal diminui durante o processo de envelhecimento, sendo menor nos in di ví duos idosos quando comparados aos in di ví duos adul-tos jovens; par ticular mente, quando se avalia a secreção que ocorre durante o sono noturno. Essa diminuição pode estar associada à pior qualidade de sono nos idosos, fato que é suportado pela melhora do sono observada naqueles idosos que ingerem pequena dose diá ria de melatonina (0,3 a 2 mg), algumas horas antes de dormir.

Função adrenocorticalC■

A glândula adrenal envelhecida não apresenta significan-tes aspectos de atrofia, embora se observe aumento de tecido fibroso em seu parênquima. Entretanto, em idosos, podem ocorrer algumas alterações na secreção dos três principais hormônios adrenocorticais, descritas a seguir.

Cortisol e ACTHAs taxas de secreção de cortisol diminuem com a idade,

mas não há alterações significativas em sua concentração sérica, mesmo em in di ví duos muito velhos, devido à redução na taxa de sua depuração metabólica.

Os níveis séricos basais do hormônio adrenocorticotró-fico (ACTH) também permanecem inalterados, assim como a fre quência dos seus pulsos secretores. O ritmo circadiano da secreção de ACTH e de cortisol não se altera em idosos sau-dáveis, embora a amplitude do ritmo de secreção de cortisol esteja reduzida e o nadir noturno esteja aumentado, quando comparados a adultos jovens.

Na resposta do cortisol ao estresse, muitos estudos repor-tam alterações relacionadas com a idade. Após um estímulo estressor, tal como doen ça aguda ou cirurgia, os níveis de pico sérico de cortisol são maiores e permanecem elevados por mais tempo nos idosos, quando comparados aos adultos jovens. Após infusão de dexametasona, a supressão dos níveis séricos de cortisol e de ACTH é mais lenta e menos efetiva em idosos. Possivelmente, a sensibilidade ao mecanismo de feedback negativo do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal esteja diminuí da com a idade. Embora não estejam claras as impli-cações clínicas dessa alteração, tem sido proposto que a resul-tante exposição crônica ao aumento de glicocorticoide possa danificar os neurônios hipocampais reguladores de sua secre-ção, e tão importantes para a função cognitiva, o que induz a um posterior ciclo vicioso entre a hipersecreção glicocorticói-dea e os danos aos mecanismos de feedback inibitórios do eixo hipotalálamo-hipófise-adrenal.

AldosteronaAs taxas de secreção de aldosterona e também suas con-

centrações séricas se reduzem com a idade, em tal magnitude que, próximo aos 70 anos, essa queda pode se aproximar de 50%. Provavelmente, essas alterações são secundárias à dimi-nuição da secreção de renina e, quando acen tuadas, podem resultar em um quadro de hipoaldosteronismo, par ticular-mente naqueles in di ví duos com leve falência renal, com perda urinária de sódio, hiponatremia e hiperpotassemia. A elevada concentração sérica de hormônio atrial natriurético também pode contribuir para a perda urinária de sódio em idosos.

Com a idade, a diminuição nas concentrações de aldoste-rona sérica e urinária é intensa o suficiente para possibilitar confusão com o diagnóstico de hipoaldosteronismo primário.

Deidroepiandrosterona (DHEA)Os esteroides adrenais – DHEA e sua forma sulfatada

(DHEAS) – são os principais esteroides encontrados na circu-lação humana. Secretados pelo córtex adrenal, são precursores dos hormônios esteroides sexuais masculi nos e femininos, que incluem a testosterona, o estradiol e a progesterona. Devido a sua menor secreção, seus níveis séricos, bem como os de todos os andrógenos, declinam com a idade em tal monta que, por volta dos 75 anos, alcançam uma redução de 20%. Entretanto, o significado clínico dessa diminuição ainda é controverso.

Função adrenomedularC■

Enquanto as concentrações séricas de epinefrina são seme-lhantes ou até levemente inferiores em idosos quando compa-radas às de adultos jovens, as de norepinefrina são mais eleva-das. Esses altos níveis de norepinefrina refletem um aumento da atividade do sistema nervoso simpático e não da medula adrenal e, provavelmente, são respostas compensatórias à diminuição na responsividade de alguns tecidos a esse hor-mônio.

Função hipotalâmica-hipofisária-tireoidianaC■

Durante o processo de envelhecimento há discreto aumento do volume da glândula tireoide, com maior predisposição à formação nodular, além de maior quantidade de tecido fil-broso e infiltração linfocítica. Entretanto, não são detectadas quaisquer alterações com significância clínica relacionadas com as concentrações séricas de tiroxina (T4) total e livre, bem como de tri-iodotironina (T3). Embora ocorra um leve declínio na concentração sérica da globulina carreadora de tiroxina, não se observa qualquer alteração no carreamento de tiroxina. Contudo, tanto a produção quanto o clearance (ou depuração plasmática) de tiroxina diminuem modestamente com a idade. A redução do clearance de tiroxina pode interfe-rir no tratamento de reposição hormonal, diminuindo a dose requerida para o controle do hipotireoidismo nos idosos.

Nos in di ví duos saudáveis muito idosos (longevos), as con-centrações séricas de T3 são discretamente inferiores àquelas encontradas em adultos jovens, entretanto, são superiores às encontradas nos demais idosos; tal achado sugere que os níveis séricos de T3 possam ser marcadores do envelhecimento fisioló-gico. Dessa maneira, em idosos as medidas de T3 sérico devem ser menos utilizadas para a identificação de hipotireoidismo.

Em idosos, está diminuí da a resposta secretória de hormô-nio tireoestimulante (TSH) ao estímulo do hormônio libera-dor de tireotropina (TRH); provavelmente, esta queda pode representar um mecanismo adaptativo para a menor necessi-dade de hormônio tireoidiano nessa fase da vida.

A média dos valores das concentrações séricas de TSH em idosos que têm concentrações séricas normais de T4 livre é levemente maior do que as de adultos jovens, especialmente no sexo feminino (Figura 79.5). Nas mulheres após a meno-pausa, há também um aumento na prevalência de elevados níveis séricos de TSH com a idade, que reflete uma incidência de hipotireoidismo subclínico. Mesmo quando discretos, os quadros de insuficiên cia tireoidiana no idoso têm sido asso-ciados a depressão, queda de memória e perda cognitiva. A amplitude dos pulsos noturnos de secreção de TSH também

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é menor nos idosos, sendo talvez secundária à diminuição na secreção de T4 que ocorre em resposta à diminuição no clear-ance de tiroxina.

Função hipotalâmica-hipofisária-gonádicaC■

Na 6a década de vida das mulheres, as secreções ovaria-nas de estrógenos, e em menor extensão a de androgênios, diminuem abruptamente; entretanto, aumentam as secreções de hormônio foliculoestimulante (FSH) e luteinizante (LH). Após a menopausa, as mulheres apresentam elevadas concen-trações séricas de FSH e LH até aproximadamente os 75 anos de idade, quando então esses níveis hormonais começam a declinar gradualmente.

Na maioria dos homens, a função testicular declina gradual-mente durante o envelhecimento, havendo redução dos níveis séricos de testosterona total e livre. Estudos longitudinais sugerem que esse declínio seja constante a partir dos 25 anos, obedecendo a um ritmo de 1% ao ano para a testosterona total e de 2% ao ano para a forma livre. Como a concentração sérica da globulina carreadora de hormônio sexual (SHBG) aumenta com a idade, os homens idosos têm um maior declínio nas concentrações séricas de testosterona livre. Diferentemente da menopausa, situação em que há uma deficiên cia completa de estrógenos, o declínio androgênico nos homens varia de moderado a grave. Aproximadamente 70% dos homens com mais de 70 anos de idade apresentam concentrações séricas de testosterona livre compatíveis com hipogonadismo. A par-tir dessa idade, progressivamente, também começa a declinar a produção de esperma que, por volta dos 90 anos de idade, chega a 50%. Esse declínio está associado a: fibrose tubular,

redução do volume testicular e modestas elevações séricas de FSH.

Regulação alimentarC■

Na senescência, a regulação alimentar depende também de alterações endócrinas encontradas durante o envelhecimento, par ticular mente, associadas aos hormônios insulina, leptina e adiponectina.

Em idosos, por exemplo, a sensibilidade à ação da insulina está reduzida, podendo-se constatar, com fre quência, estados de hiperinsulinemia e de diminuição na tolerância à glicose. Essa observada resistência insulínica encontra-se, pelo menos parcialmente, relacionada com a diminuição da proteí na car-readora de glicose (GLUT 4) no tecido muscular.

Com o aumento da idade há diminuição das concentra-ções séricas de leptina, um hormônio que promove diminui-ção do apetite e é produzido pelo tecido adiposo de modo proporcional à massa de gordura corporal existente no orga-nismo que, como comentado anteriormente, diminui na senescência.

É conhecido que a adiponectina é um hormônio proteico secretado pelos adipócitos, que produz redução na resistência insulínica, apresenta propriedades anti-inflamatórias e dimi-nui o risco aterogênico. Contudo, seus índices de secreção são inversamente proporcionais à quantidade de gordura vis-ceral abdominal, a qual, como já dito, aumenta com a idade. Portanto, em idosos há diminuição das concentrações séricas de adiponectina.

Alterações no sistema CC

nervoso centralVários aspectos celulares e moleculares do envelhecimento

cerebral são comuns aos encontrados em outros sistemas orgânicos, incluindo um maior dano oxidativo às proteí nas, aos ácidos nucleicos e às membranas lipídicas. Também é observado prejuí zo no metabolismo energético e acúmu lo de agregados proteicos nos compartimentos intra- e extracelula-res. Entretanto, como resultado da complexidade molecular e estrutural dos neurônios, que expressam 50 a 100 vezes mais genes que as células dos outros tecidos, há alterações relaciona-das com a idade que são únicas ao sistema nervoso central. Por exemplo, as vias de transdução de sinais ao complexo celular, que envolvem neurotransmissores, fatores tróficos e citocinas e participam na regulação da excitabilidade e da plasticidade neuronal.

Durante o envelhecimento, os principais tipos de célu-las cerebrais sofrem alterações estruturais que resultam em: morte neuronal, retração e expansão dendrítica, perda e remodelação sináptica, além da reatividade da célula glial (astrócitos e micróglia). Essas alterações estruturais podem ter origem nas modificações que ocorrem nas proteí nas cito-esqueléticas e na deposição de proteí nas insolúveis, tais como a proteí na tau no interior das células e a substância amiloide no espaço extracelular. Assim, com o envelhecimento há perda de massa e de volume cerebral que pode chegar a 20% ao redor dos 80 anos. Nesse processo, a substância negra e a região temporal mesial no hipocampo são as áreas mais afe-tadas, sofrendo perda de cerca de 50% e 25% de massa cere-bral, respectivamente.

Figura 79.5 ■ Relação dos níveis das concentrações séricas de hormônio tireoesti-mulante (TSH) ao longo da vida, em homens e mulheres (estudo em 17.353 pesso-as). Explicação da figura no texto. (Adaptada de Hollowell JG et al. J Clin Endocrinol Metab, 2002.)

Par

ticip

ante

s co

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SH

ele

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, %TSH

12

14

16

18

4

6

8

10

0

2

Homens

Mulheres

13-19 20-29 60-69 70-79 >8030-39 40-49Idade (anos)

50-59

Tireoide

Folículo

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Envelhecimento cerebral: síntese das modificações estruturais e funcionaisCérebroRedução:• Volume• PesoPerdaneuronalseletiva:• Substâncianegra:50%• Temporalmesial:25%Diminuição da reserva funcional

As sinapses são estruturas dinâmicas nas quais a neuro-transmissão e outras sinalizações intercelulares eventualmente ocorrem. No cérebro senescente, há considerável evidência de remodelação sináptica que, provavelmente, se relaciona às alterações na árvore dendrítica e no número de neurônios. Por exemplo, em algumas re giões do cérebro pode haver diminui-ção no número de sinapses, mas, elas podem ser supridas pelo aumento da área de sinapses remanescentes; além disso, em outras re giões cerebrais pode não ocorrer perda sináptica.

Envelhecimento cerebral: perdas neuronais e alterações nos mecanismos molecularesCérebroPerdasneuronais:• Diminuiçãodassinapsesedofluxoaxoplasmático• DiminuiçãodaplasticidadeAlterações nos mecanismos moleculares:• Estresseoxidativo• Apoptose

No processo de envelhecimento, os sistemas neurotrans-missores também sofrem várias alterações, como as citadas a seguir.

Sistemas colinérgicos. CC A acetilcolina desempenha a função de neurotransmissor para uma seleta população de neurô-nios cerebrais, proeminentes dos neurônios basais do cérebro frontal que inervam amplas re giões do neocórtex e do hipo-campo. Esses neurônios, denominados neurônios colinérgi-cos, desempenham funções nos processos de aprendizado e de memória. Durante o envelhecimento pode ocorrer deficiên cia

em um ou mais aspectos dos sinais de transdução colinérgica, incluindo: transporte de colina, síntese e liberação de acetil-colina, além do acoplamento dos receptores muscarínicos a seus carreadores proteicos à base de trifosfato de guanosina (GTP).

Sistemas dopaminérgicos. CC No decorrer do envelhecimento cerebral há relevantes reduções nos aspectos pré- e pós-sináp-ticos da neurotransmissão dopaminérgica. Com o avançar da idade, ocorrem diminuições nos níveis de dopamina, de transportadores dopaminérgicos e de locais carreadores dos receptores D2 no striatum.

Sistemas monoaminérgicos. CC Os principais neurotransmisso-res monoaminérgicos cerebrais são a norepinefrina e a sero-tonina. Os neurônios noradrenérgicos estão localizados, prin-cipalmente, no locus ceruleus e os neurônios serotoninérgicos na raphe nucleus. O envelhecimento é associado à diminuição dos níveis de liberação evocada de serotonina e dos locais de ligação serotoninérgicos, que podem contribuir para distúr-bios como a depressão.

Sistemas de aminoá cidos transmissores. CC No cérebro humano, o glutamato é o principal neurotransmissor excitatório. Esse aminoá cido estimula os receptores inotrópicos envolvidos no fluxo de cálcio e de sódio, e sua ativação excessiva pode auxi-liar na degeneração neuronal. Entretanto, não está bem esta-belecida a contribuição da disfunção na transmissão glutama-térgica para as deficiên cias da função cerebral relacionadas com a idade. No cérebro humano, o principal neurotransmis-sor inibitório é o ácido gama-aminobutírico (GABA); porém, pouco se sabe sobre o impacto causado pelo envelhecimento fisiológico em suas vias de transmissão.

Alterações no sistema cardiovascularCC

Durante o envelhecimento desenvolvem-se várias modi-ficações no sistema cardiovascular como, por exemplo, o enrijecimento das grandes artérias, decorrente de deposição aumentada de colágeno associada a alterações qualitativas nas fibras de elastina. Esse aumento na rigidez arterial conduz à elevação gra dual da pressão arterial sistólica e também ao aumento da impedância para a ejeção ven tricu lar esquerda; assim, aumenta a denominada pós-carga. Um marcador desse

Figura 79.6 ■ Envelhecimento cerebral: exemplo de alteração de alguns sistemas neurotransmissores.

Sinal químico

Sinal elétrico

Neurotransmissor(sinal químico)

Axônio

Dendritos

Neurônio pós-sináptico

Neurôniospré-sinápticos

Atrofia do parênquimaRedução da síntese de catecolaminas:

• Acetilcolina• Dopamina

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há substituição de suas células muscula res lisas por depósitos de colágeno, que ocasiona perda da elasticidade te ci dual.

A redução do fluxo sanguí neo renal (FSR) é acompanhada de aumento da resistência nas arteríolas aferentes e eferentes, independentemente do débito cardía co ou de reduções na massa renal. Essa alteração contribui para a menor eficiên cia dos rins envelhecidos na resposta à sobrecarga ou à perda de fluidos e de eletrólitos.

A redução linear no número de néfrons ao longo da vida é notória e, provavelmente, é o principal fator para o menor ritmo de filtração glomerular observado no decorrer da senes-cência renal. Os glomérulos que se mantêm preservados, fre-quentemente, desenvolvem aumento da sua área filtrante além de espessamento de sua membrana basal; possivelmente, essas anomalias são devidas a uma hipertrofia glomerular com-pensatória com hiperfiltração, na tentativa de responder ao aumento de pressão intraglomerular.

Com a perda glomerular, a área tubular do néfron também se degenera, sendo recomposta por tecido conectivo. Desenvolve-se o mesmo mecanismo compensatório, com hipertrofia e hiper-plasia tubular nos néfrons remanescentes, principalmente, na região do túbulo contornado proximal. Devido ao adelgaça-mento do córtex renal, ocorre diminuição da extensão tubular e é frequente o desenvolvimento de divertículos no túbulo con-tornado distal. Com a progressão da idade, a perda de néfrons possibilita o desenvolvimento de uma fibrose tubular intersticial generalizada, embora a estrutura do túbulo contornado distal não pareça se alterar significativamente.

O ritmo de filtração glomerular (RFG) pode ser deter-minado pela medida da depuração da creatinina endógena e é considerado normal quando seus valores se encontram entre 80 e 120 ml/min, para uma superfície corpórea padrão de 1,73 m2. Estima-se que a partir da 4a década de vida haja um decréscimo anual nessa medida, de 1 ml/min; ou seja, parece haver perda de cerca 1% da função glomerular a cada ano. Porém, a creatinina é um metabólito muscular e, como

mencionado anteriormente, há redução da massa muscular durante o envelhecimento. Assim, os níveis plasmáticos de creatinina podem não refletir a real função glomerular do idoso, sendo necessária a determinação do clearance renal de creatinina, para avaliar o seu RFG. O clearance renal de creati-nina pode ser estimado em idosos, utilizando-se o nomograma de Cockroft e Gault, descrito a seguir:

Clearance de creatinina (ml/min) =

140 – idade (anos) peso (kg)

72 creatinina sérica (mg/dl)

No sexo feminino, devido à menor massa muscular, é necessário multiplicar o resultado por 0,85.

A função tubular renal modifica o filtrado glomerular transformando-o em urina, essencialmente, pela reabsorção tubular de água e eletrólitos e, ainda, titula o pH sanguí neo, pela reabsorção de HCO3

– e secreção de H+. Com o envelheci-mento, ela encontra-se relativamente preservada.

Os mecanismos envolvidos na concentração e diluição uri-nária dependem de alguns fatores integrados, como: (1) a ativi-dade do centro hipotalâmico da sede, que regula a ingestão de água, (2) o ciclo efetivo de produção, liberação e ação tubular do hormônio antidiurético (ADH) e (3) a hipertonicidade da medula renal. Nos idosos, a sensibilidade à sede está diminuí da, fato que os torna mais propensos à desidratação. Embora a pro-dução de ADH encontre-se aumentada com a idade, há menor sensibilidade dos receptores renais de ADH (receptor V2), prejudicando a ação desse hormônio na reabsorção tubular de água. A participação da região medular nos mecanismos de concentração e diluição urinária depende de sua vascularização, que é responsável pela maior perfusão do interstício medular e consequente diminuição de sua hipertonicidade.

Na senilidade, há também prejuí zo no mecanismo de acidi-ficação urinária e tendência à acidose metabólica leve, do tipo tubular renal, com compensação respiratória.

Figura 79.7 ■ Cálculo do ritmo de filtração glomerular no idoso, pelo nomograma de Cockroft e Gault (1976). FG = filtração glomerular; FSR = fluxo sanguí neo renal; T = queda.

Clearance de creatinina estimado (m�/min)

15% menor para as mulheres

Massa muscular

Produção de creatina

Creatinina sérica normal

FG FRS

120

100

80

60

40

20

00 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Creatinina sérica mg/d�

Cle

aran

ce d

e cr

eatin

ina

m�/

min

Calculado para um homem – 70 kg

120

100

80

60

40

20

00 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Creatinina sérica mg/d�

Cle

aran

ce d

e cr

eatin

ina

m�/

min

Calculado para uma mulher – 50 kgInterior do rim

Jovem Idoso

Aires 79.indd 1278 08.03.12 17:52:41



Resumo das alterações renais que acontecem na velhiceTPesoevolumedosrinsT Área de filtração glomerular (córtex)T Fluxo sanguíneo renal e filtração glomerularT Capacidade de concentração e diluição da urinaT Renina e aldosteronac Fator natriurético atrialT Acidificação urináriaT Clearance renal

Alterações no sistema gastrintestinalCC

Durante a senescência, diminui o número de botões gusta-tivos na superfície lateral da língua, responsáveis pela detec-ção dos sabores doce e salgado, em que predominam os botões gustativos centrais que identificam apenas os sabores amargo e azedo. O olfato também tende a diminuir e a combinação das perdas gustativa e olfatória pode promover o desinteresse do idoso pela comida. Há redução do fluxo salivar e da força mas-tigatória, podendo haver limitação na quantidade e variedade de alimentos a serem ingeridos.

Modificações que promovem o desinteresse do idoso pela comidaDiminuição de olfato, paladar e fluxo salivarDiminuição do apetiteDiminuição da eficiência mastigatóriaAlterações de saciedadeAlterações visuais que dificultam comerAumento do esforço respiratório para comerRetardo no esvaziamento gástrico

Na mucosa gástrica senil passa a haver predominância das células não parietais, modificação que proporciona diminui-ção na acidez gástrica. Com isso, cerca de 25% dos idosos desenvolvem acloridria e têm prejuí zo na absorção de nutrien-tes essenciais, tais como a vitamina B12, o ácido fólico, o ácido ascórbico e o ferro. Geralmente, a capacidade de absorção intestinal não se encontra alterada, embora possa haver um declínio no metabolismo e na absorção de cálcio, ferro e car-boidratos (especialmente lactose).

Alterações digestórias no envelhecimentoAcloridria: presente em 25% dos idososDiminuição da acidez gástrica: diminuição da absorção de vitamina B12, folato, vitamina C e Fe2+

Diminuição da absorção intestinal de lactose, Ca2+ e Fe2+

Digestão mais lentaRedução na capacidade de regular o metabolismo

O processo digestório tende a se processar mais lentamente no idoso, observando-se redução na capacidade de regular o metabolismo, como, por exemplo, mais tempo requerido para a indução hormonal de enzimas, secundário à redução no número de receptores hormonais na superfície celular. Esses fatores podem ser significativamente importantes quando na presença de condições patológicas que, comumente, se asso-ciam ao processo de envelhecimento, tais como hérnia hiatal, refluxo gastresofágico e gastrite atrófica.

Observa-se também, durante o envelhecimento, redução no número de neurônios mioentéricos, além do desenvolvimento de divertículos colônicos; estes são secundários à redução da tensão produzida pela camada muscular da parede do cólon. Há, ainda, redução no fluxo sanguí neo esplâncnico, mais sig-nificativa após os 75 anos de idade.

Modificações do sistema gastrintestinal na senescênciaSistema gastrintestinalTProduçãodesalivaefunçãodaspapilasgustativas• Alteraçãonopaladaredeglutição

TProduçãodeHCl,enzimasdigestivas• Modificaçãonaionizaçãoesolubilidade

T Fluxo sanguí neo esplâncnico• Dificuldadenaabsorçãoeisquemia

T Esvaziamento gástrico• Dificuldadenadegradaçãoeabsorção

c Divertículos colônicos• Quedadaabsorção

T Número de neurônios mioentéricos• Alteraçãonamotilidadeintestinal

Sistema hematopoé ticoCC

O envelhecimento humano é associado a uma menor capa-cidade de reserva para hematopoese. Anormalidades funcio-nais, não evidenciadas no estado basal, tornam-se aparentes em situações de estímulo dirigido. Adicionalmente, além de ser menor, essa resposta é mais va riá vel.

O envelhecimento parece não afetar a concentração de eri-tropoetina circulante (EPO) e nem de outros fatores de cresci-mento hematopoé tico. Entretanto, a produção de certos fatores de crescimento, par ticular mente a interleucina 6 (IL-6), o fator de necrose tumoral alfa (TNF-a) e o gamainterferon (INF-g), parece aumentar com o envelhecimento. Essas observações levam à noção de que a idade é acompanhada da desregulação da produção desses fatores do crescimento, causando produ-ção excessiva de algumas citocinas e subprodução de outras e interferindo, também, na geração de glóbulos vermelhos.

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Aires | Fisiologia - 4.ª edição