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Anatomia e Fisiologia Humana

Disciplina: Engenharia BiomédicaProf. Ernesto F.F. Ramírez

Prof. Ernesto - Engenharia Biomédica - Anatomia e Fisiologia Humana Slide 2

Sumário1. Introdução

2. Sistemas Orgânicos

2.1. Sistema Circulatório

2.2. Sistema Respiratório

2.3. Sistema Nervoso

2.4. Sistema Muscular

3. Homeostase


1. Introdução

• Porque estudar anatomia e fisiologia do CH?

Facilita a comunicação com o corpo

clínico do hospital

Refere-se às estruturas internas e externas do

CH e suas relaçõesEstudo do

funcionamento dessas

estruturas

Útil durante o projeto de um equipamento médico


Introdução (cont...)

•Posições Anatômicas (I)

distal

proximal

Vista Anterior



•Posições Anatômicas (II)

Vista Lateral

Superior

Inferior



•Posições Anatômicas (III)

Vista Posterior

MedialLateral



•Posições Anatômicas (IV)

Plano Frontal ou Coronal Plano

Sagital

Plano Transaxial



•Posições Anatômicas (V)

Sentido Caudal

Sentido Cranial



•Divisão do Corpo Humano

• 02 Regiões Principais: Axial e Apendicular

Cabeça, pescoço e

tronco

Membros (extremidades superiores e inferiores)


Célula

Água (mais de 60% do peso)

= +

Compostos orgânicos

carboidratos

lipídios

proteínas

ácidos nucléicos

Elementos químicos mais comuns

O, C, H, N (99% dos átomos)

Ca, P, K, Na, Cl, Mg, S, Fe, I



•Vegetais e Bactérias: células procarióticas (não existe membrana no núcleo e organelas)

•Corpo Humano: células eucarióticas

Citoplasma

Núcleo

Membrana Plasmática



DNA e manifestação dos genes:

•Cariótipo Humano: 22 pares de cromossomos autossômicos e 01 par de cromossomos sexuais

•Cada cromossomo possui milhares de genes que contém o código para produção de 01 das formas de RNA (ribossômico, mensageiro ou de transporte) que é composto por uma sequência de aprox. 1.000.000 de nucleotídeos

•A replicação do DNA ocorre durante a divisão celular.

•Visto que o DNA fica protegido no núcleo, ocorre a transcriçãopara o RNA-m que sai do núcleo e vai para o citoplasma. Ali o RNA-m se junta a um ribossomo para começar a tradução, que consiste na síntese de cadeias de polipeptídeos através da combinação de aminoácidos trazidos pelo RNA-t



2.3.DNA e manifestação dos genes (cont...)

A T G C

T A C G

A T G C

T A C G

A T G C

T A C G

DNA polimerase

Replicação do DNA ( erro < 1 / 109 )




A T G C

T A C G

A T G C

U A C GEnzima

Transcrição do DNA




A T G C

T A C G

Transcrição do DNA (cont...)

RNA-m

O que diferencia a Transcrição da Replicação?

•A ação acontece apenas em um trecho do DNA

•Diferentes enzimas são utilizadas

•Somente é gerado um lado da cadeia (“fita”de RNA-m)

U A C G



2. Sistemas Orgânicos•Definição: conjunto de órgãos que funcionam juntos

Combinação de tecidos para realizar tarefas complexas

Sistemas Orgânicos (11)

1)Tegumentar (pele, cabelo, unhas e algumas glândulas): fornece proteção;

2)Endócrino (glândulas sem duto, tais como a tireóide e adrenais): secreção de hormônios;


Sistemas Orgânicos (cont...)

3) Linfático (glândulas, nódulos linfáticos, linfa e vasos linfáticos): devolve o excesso de fluido e proteínas para o sangue e ajuda a defender o organismo contra infecções;

4)Digestivo (estômago, intestinos e outros): ingere comida e água quebrando moléculas grandes para serem absorvidas nas células e remove dejetos sólidos;

5)Urinário (rins, ureteres, bexiga e uretra): mantém o volume fluido do CH, elimina resíduos metabólicos e ajuda a regular a pressão sanguínea, e os balanços água-sal e ácido-base do CH;

6)Reprodutor (ovários, mamas, células reprodutoras, glândulas e dutos acessórios): produz óvulos ou esperma e fornece o mecanismo para a produção e sustentação do embrião;



7)Circulatório (coração, sangue e vasos sanguíneos): distribuição de substâncias para o CH;

8)Respiratório (vias aéreas e pulmões): fornece oxigênio (O2)e retira gás carbônico (CO2) do sangue;

9)Nervoso (cérebro, coluna cervical, nervos periféricos e órgãos sensoriais): regula as atividades do CH através da detecção e resposta a estímulos internos e externos;

10)Esquelético (ossos e cartilagens): proteção e apoio, produção de células sanguíneas, depósito de cálcio e fósforo;

11)Muscular (músculos esqueléticos): move o corpo e suas partes internas, mantém a postura e produz calor.



2.1) Sistema Circulatório

Vasos Sanguíneos

•Veias = entram no coração

•Artérias = saem do coração

•Sangue arterial = rico em oxigênio

•Sangue venoso = rico em gás carbônico


Sistemas Orgânicos (cont...)2.1) Sistema Circulatório (cont...)

Diagrama esquemático da anatomia do coração

válvula tricúspide

(AV direita)

válvula pulmonar

válvula mitral (AV esquerda)

válvula aórtica

átrio direito

átrio esquerdo

ventrículo direito ventrículo

esquerdo


Sistemas Orgânicos (cont...)2.1) Sistema Circulatório (cont...)

veias cavas

artérias pulmonares

veias pulmonares

artéria aorta

Diagrama esquemático do sistema circulatório

Pulmão Órgãos

Sangue venoso

Sangue arterial



2.1) Sistema Circulatório (cont...) – Artérias Principais

coraçãoaorta ascendente

aorta descendente

ilíacas

subcláviascarótidas



2.1) Sistema Circulatório (cont...) – Veias Principais

coraçãocava superior

cava inferior

ilíacas

subcláviasjugulares



2.1) Sistema Circulatório (cont...)

Ciclo Cardíaco

•Sístole (contração) X Diástole (relaxamento)

•Pressão arterial = 120 mmHg (sistólica) e 80 mmHg (diastólica)

•Pressão venosa = 25 mmHg (sistólica) e 10 mmHg (diastólica)

•“Sons de Korotkoff” são utilizados para medir a pressão

•Potencial de Ação: Mudança na permeabilidade da membrana plasmática ao Na+ aumento da [Na+] intra despolarização (contração) gasto de ATP para a bomba Na+K+ diminuição da [Na+] intra repolarização (relaxamento)



2.1) Sistema Circulatório (cont...)

•É criada uma “frente de onda” eletroquímica de 1 m/s

Nodo atrioventricular

Nodo sinoatrial

Feixe de His

Fibras de Purkinje



2.1) Sistema Circulatório (cont...) Eletrocardiograma (ECG)

•Medição / registro da atividade elétrica/ iônica do coraçãoComplexo QRS

P

Q

R

S

T

P = despolarização atrial; Q-S = despolarização ventricular; T = repolarização ventricular e atrial (mascarada)



2.1) Sistema Circulatório (cont...) Débito Cardíaco

•Débito Cardíaco (DC) = fluxo de sangue bombeado por ventrículo (litros/min)

•Volume Sistólico (VS) = volume de sangue (em litros) bombeado em cada ventrículo durante um ciclo cardíaco, onde VS = Vol. Diastólico Final – Vol. Sistólico Final

•Freqüência Cardíaca (FC) = quantidade de ciclos cardíacos completados em um minuto (bpm = batimentos por minuto)

DC = VS x FC



2.1) Sistema Circulatório (cont...) Curva pressão-volume do coração

A B

CD

Volume (ml)

Pressão (mmHg)

0 50 100

120

A = válvula AV abre

B = válvula AV fecha

C = válvula aórtica abre

D = válvula aórtica fecha

Enchimento rápido

Contração isovolumétrica

Ejeção

Relaxamento ventricular

200

Área = Trabalho



2.1) Sistema Circulatório (cont...) Curva pressão-volume do coração (cont...)

A B

CD

Volume (ml)

Pressão (mmHg)

0 50 100

120

Enchimento rápido

Contração isovolumétrica

Ejeção

Relaxamento ventricular

200

Curva de um indivíduo normal

Curva de um indivíduo com hipertensão

A

D C

B


Sistemas Orgânicos (cont...)2.2) Sistema Respiratório

•Leva e retira ar das superfícies do CH onde ocorre a difusão entre o ar e o sangue do sistema circulatório

cavidade nasal

cavidade oralfaringe

laringe

traquéia

pulmõesbrônquios

bronquíolos sacos alveolares

Anatomia Básica


2.2) Sistema Respiratório (cont...)Sistemas Orgânicos (cont...)

Propriedades dos Pulmões:

•Complacência: capacidade de expansão (100 x balão de “festa”)

•Elasticidade: Capacidade de retornar ao seu estado original

•Tensão superficial: resistência à distensão nos alvéolos

)1()sup( alvéolodoraioeerficialtensãoForçaα

α

O “surfactante” impede os alvéolos de “colabar” RN prematuros ainda não produzem “surfactante” necessário uso de respiradores e “sprays”de surfactante (UTI Neonatal)


2.2) Sistema Respiratório (cont...)Sistemas Orgânicos (cont...)

Respiração: processo mecânico (INspiração e EXpiração)

•15 a 20 respiradas por minuto

•Tempo(EX) ~ 2 x Tempo(INS)

•Adulto 350 x 106 alvéolos ~ 60-70 m2

•Respiradores mecânicos pressão positiva (mais usados hoje em dia) ou negativa (respiradores extra-corpóreos, usados em vítimas de hipotermia).


2.2) Sistema Respiratório (cont...) Sistemas Orgânicos (cont...)

Volumes e Capacidades Pulmonares(em litros)

0

Capacidade Total

Capacidade Vital

Capacidade Funcional Residual

Volume Corrente

Volume de Reserva Expiratória

Volume Residual1

2

3

6

Máx. EX

Máx. INS

Tempo

Volume (litros)


2.3) Sistema Nervoso: integração e controle das funções do CHSistemas Orgânicos (cont...)

Divisão Anatômica:

•Central (SNC): todos os tecidos nervosos encobertos por ossos (cérebro e medula espinhal)

•Periférico (SNP): todos os tecidos nervosos que habilitam o corpo a detectar e responder a estímulos internos e externos

12 pares de nervos craniais

31 pares de nervos espinhais neurônios

aferentes (sensoriais)

eferentes (motores)


2.3) Sistema Nervoso (cont...)Sistemas Orgânicos (cont...)

Nervos Periféricos Inferiores

CérebroMedula Espinhal

Nervos Espinhais

Nervos Periféricos Superiores



Divisão Funcional:

•Somático: neurônios sensoriais e motores

•Autonômico: regulações involuntárias (musc. lisa e cardíaca; glândulas)

Simpático “Luta ou Fuga” (fight or flight) coração bate mais rápido, mais sangue no cérebro e músculos e menos sangue nas vísceras e na pele (vasos sanguíneos contraídos x dilatados)

Parassimpático retorna o CH ao estado normal



Esquema de um Neurônio

dendritos terminais pré-sinápticos

axônio

núcleo

corpo celular

nós de Ranvier

Símbolo:axônio



Composição do Neurônio

Axônio:

•varia de mm (cérebro) a 1m (medula espinhal até o pé)

•possui múltiplas sinapses (pontos de contato que contém neurotransmissores)

•nós de ranvier são “gaps”que aceleram a condução nervosa

Corpo Celular:

•possui o núcleo e múltiplos dendritos



Massa Encefálica: Grande massa de tecido nervoso

Divisão em 3 partes: Cérebro, Diencéfalo e Haste Cerebral/Cerebelo

Cérebro:

•02 hemisférios conectados pelo corpo caloso circunvoluções e sulcos (área total de 2,25 m2)

•Divide-se em massa branca (axônios ligação do tálamo até o córtex) e massa cinzenta (córtex 50 bilhões de neurônios)

•Contém os lobos (áreas com funções específicas)



Lobos Cerebrais

FrontalOccipital

Temporal

Parietal



Lobo Frontal:

•movimentos voluntários dos músculos esqueléticos

•análise de experiências sensoriais

•personalidade, memória, emoções, raciocínio, julgamento, planejamento e fala

Lobo Parietal: resposta aos estímulos da pele e dos músculos



Lobo Occipital:

•integra o movimento dos olhos (direção e foco)

•correlaciona imagens com experiências sensoriais

Lobo Temporal:

•interpreta experiências sensoriais, memoriza e registra estímulos visuais e sonoros (recebe neurônios da cóclea)


2.4) Sistema MuscularSistemas Orgânicos (cont...)

•CH possui de 600 a 700 músculos esqueléticos que correspondem a 40% da massa corpórea

•Divisão:

•Musculatura axial:

-proveniente do esqueleto axial

-60% dos músculos esqueléticos do CH

-posiciona a cabeça e a coluna, além de mover as costelas durante a respiração

•Musculatura apendicular: proveniente do esqueleto apendicular


2.4) Sistema Muscular (cont...)Sistemas Orgânicos (cont...)

Tipos de músculos (localização)

a)Lisos: paredes dos vasos sanguíneos

b)Cardíacos: coração

c)Esqueléticos:

•geram calor para manter a temperatura do CH

•mantém a postura (contração contínua)

•geram/direcionam a força que move os ossos e juntas do corpo e da pele da face


2.4) Sistema Muscular (cont...) Sistemas Orgânicos (cont...)

Corpo HumanoMúsculos da coxa

Tecido muscular

Fibra muscular (secção transversal)

Miofibrila

Túbulo transverso

Cisterna terminal

Sarcotúbulo

Contração Muscular



Fibras Musculares Esqueléticas

•rápidas: cor vermelha, grandes e densas com bastantes reservas de glicogênio e poucas mitocôndrias rapidez (tempo de propagação < 10 ms) e força, mas fadiga rápida (pouca ATP)

•lentas: brancas e 3 vezes mais lentas, entretanto possuem períodos de contração maiores com menos fadiga

•Corpo Humano fibras musculares são cor-de-rosa (mistura de fibras rápidas e lentas)

•para melhorar a resistência à fadiga é necessário fazer condicionamento físico


•Processo em que as condições físico-químicas do CH são mantidas em faixas estáveis (temperatura, pressão, frequência cardíaca, frequência respiratória, níveis de oxigenação, concentrações iônicas, etc.)

•Mecanismo de “Bio-feedback” mantém a homeostase

Receptor

estímulo

Integrador Efetor

Resposta

3. Homeostase


•Exemplo de “Bio-feedback” # 1:

Controle da Glicemia

Homeostase (cont...)

Baixo nível de glicose no sangue

Alto nível de Glicose no sangue

Pâncreas

Fígado libera glicose no sangue Nível normal

de glicose no sangue

Células do CH (gordura,

hepáticas) retiram a glicose do

sangue

libera Glucagon através das células alfa

libera Insulina através das células beta


•Exemplo de “Bio-feedback” # 2:

Natriurese por Pressão

Homeostase (cont...)


Homeostase (cont...)•Exemplo de “Bio-feedback” # 3:

Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona

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