Integração sistema ocular, auditivo, renal, respiratório e circulatório

Para que os sistemas respiratório, circulatório, renal, auditivo e visual consigam efetuar suas respectivas funções como movimentos compressão e descompressão, ocorre uma interdependência de fenômenos físicos associados aos processos fisiológicos.

Sob o ponto de vista da biofísica é a pressão sanguínea o ponto principal da integração dos sistemas ocular, auditivo e renal do ponto envolvendo, consequentemente, o sistema circulatório.

A biofísica pulmonar e respiratória consiste na ventilação ou trocas gasosas entre a atmosfera e os alvéolos, com troca de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue.

Na inspiração, o volume torácico aumenta e a pressão dentro da cavidade diminui. Logo o ar atmosférico passa para dentro do pulmão, pois a pressão atmosférica torna-se maior. Na expiração, o volume torácico diminui e a pressão dentro da cavidade aumenta. Logo o ar pulmonar é expelido, pois a pressão atmosférica torna-se menor.

Já o sistema cardiovascular é constituído por um sistema de tubos e por uma bomba percussora, que tem como função impulsionar o sangue por toda a rede vascular. O coração age como uma bomba propulsora; as artérias agem como um circuito de distribuição de alta pressão; os capilares como canais de permuta; e as veias funcionam como circuito de coleta e retorno de baixa pressão. Suas válvulas cardíacas se interpõem entre átrios e ventrículos bem como nas saídas das artérias aorta e artéria pulmonar. Elas permitem o fluxo de sangue em um único sentido não permitindo que este retorne fechando-se quando o gradiente pressórico se inverte.

No sistema urinário, são as diferenças de pressão hidrostática e osmótica (além dos transportes ativo e passivo) dentro dos túbulos, garantem que o líquido a ser filtrado percorra todo o caminho de secreção/absorção, garantindo a filtração dos mesmos.

Do mesmo modo, no sistema auditivo, a conversão da pressão das ondas sonoras é essencial para mover o líquido coclear em um movimento de vai e vem, responsáveis pela agitação das células ciliares, que excitam as células sensoriais e gera os impulsos nervosos que são enviados ao córtex cerebral.

]Além dessa etapa do processo auditivo, o tímpano vibra com a mesma frequência da onda sonora captada, transformando vibrações sonoras em vibrações mecânicas que são comunicadas aos ossículos. Essa movimentação do tímpano (para frente e para trás) são consequências, também, de movimentos de compressão e descompressão.

Analogamente, processo chamado de acomodação visual consiste na variação da distância focal do cristalino é feita através de uma maior ou menor compressão dos músculos ciliares sobre o cristalino, tornando o sistema biológico da visão depende dos movimentos dos demais sistema conectados.

Caso a pressão sanguínea eleve-se, as pressões nos sistemas oculares e auditivos se alteram podendo resultar em glaucomas, hemorragias e outras patologias. E para manter a homeostase, o sistema renal desempenha papel de regulador de pressão que em cascata, os sistemas passem a funcionar em equilíbrio e de forma saudável.

O sistema ocular pode ser classificado do ponto de vista da biofísica pela semelhança do olho humano com um sistema óptico. O olho humano pode ser comparado a uma câmara escura devido a seu conjunto de lentes e o efeito que as mesmas causam na luz, forma de onda eletromagnética.

O caminho a ser seguido pela luz em nosso sistema óptico caracteriza o padrão normal de visão e os quadros clínicos. Podem existir anomalias quanto a forma do olho humano, quanto ao posicionamento e formato do foco ocular.

A seguir consta uma lista com alguns casos clínicos, resultantes da acomodação visual inadequada, que podem ser corrigidos pelo uso de óculos, lentes de contato ou cirurgia refrativa:

1- Miopia: a imagem visual não é focada diretamente na retina, mas sim à frente da mesma, dificultando a visão a longa distância. O problema pode ter origem na maior elongação do globo ocular ou o cristalino pode ter uma distância focal curta.

2- Hipermetropia: a imagem não é focada diretamente na retina, mas sim atrás da retina, dificultando a visão a curtas distâncias.

3- Astigmatismo: doença causada na maioria das vezes por irregularidade da forma da córnea, fazendo com que os raios de luz cheguem a retina em pontos diferentes, distorcendo a imagem formada. Mesmo tratamento anterior.

4- Presbiopia: causada pela perda de elasticidade e capacidade de acomodação da lente com o passar dos anos, tornando difícil a focalização de imagens em curta distância.

O sistema auditivo transforma o movimento mecânico em movimento hidráulico. Esse movimento hidráulico se transformará em impulsos elétricos, percebidos pelo cérebro, onde causam a sensação psicofísica da audição.

Por meio da interação de estruturas e organismos do sistema auditivo são percebidas variações nas pressões externas do ouvido, que serão comparadas as internas, interpretadas e levadas ao cérebro. 

Para o funcionamento perfeito desse processo é necessária a conversão da pressão das ondas sonoras, uma vez que ela é essencial para mover o líquido coclear em um movimento de vai e vem. Este líquido é responsável pela agitação das células ciliares, que excitam as células sensoriais e geram impulsos nervosos que são enviados ao córtex cerebral.

Alterações na pressão interna ou na pressão corporal provocam alterações na audição, no equilíbrio corporal, na homeostase como um todo.

O sistema renal tem como principal função é o equilíbrio osmótico do organismo através da filtração sanguínea. No sistema urinário, são as diferenças de pressão hidrostática e osmótica (além dos transportes ativo e passivo) dentro dos túbulos, garantem que o líquido a ser filtrado percorra todo o caminho de secreção/absorção, garantindo a filtração dos mesmos.

Estudos indicam que insuficiência renal pode ser resultante de pressão alta, porém os mecanismos de equilíbrio osmótico dos rins são controladores da pressão. Quando esta se encontra alta, os rins começam a filtrar mais sangue e excretam mais impurezas, diminuindo assim a viscosidade sanguínea e abaixando a pressão.

O sistema respiratório é constituído por: um par de pulmões, fossas nasais, boca, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e os alvéolos, todos localizados nos pulmões. A função principal desse sistema é garantir as trocas gasosas com o meio ambiente. O processo de troca gasosa no pulmão, de dióxido de carbono por oxigênio, é conhecido como hematose pulmonar. Além disso ele também auxilia a regular a temperatura corpórea e o pH sanguíneo.

Do ponto de vista da biofísica temos o funcionamento do sistema: A biofísica pulmonar e respiratória consiste na ventilação ou trocas gasosas entre a atmosfera e os alvéolos. Para nos conceituarmos, é importante entender que do ponto de vista anatômico, a inspiração, que promove a entrada de ar nos pulmões, dá-se pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma abaixa e as costelas elevam-se, promovendo o aumento da caixa torácica, com consequente redução da pressão interna (em relação à externa), forçando o ar a entrar nos pulmões.

Realizando agora a análise do ponto de vista da biofísica, durante esse processo o volume torácico aumenta e a pressão dentro da cavidade diminui. Logo o ar atmosférico passa para dentro do pulmão, pois a pressão atmosférica torna-se maior. Na expiração, o volume torácico diminui e a pressão dentro da cavidade aumenta. Logo o ar pulmonar é expelido, pois a pressão atmosférica torna-se menor.

Além disso o processo antagônico é a expiração. Ele promove a saída de ar dos pulmões, dá-se pelo relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma eleva-se e as costelas abaixam, o que diminui o volume da caixa torácica, com consequente aumento da pressão interna, forçando o ar a sair dos pulmões.

O transporte de gás oxigênio está a cargo da hemoglobina, proteína presente nas hemácias. Nos alvéolos pulmonares o gás oxigênio do ar difunde-se para os capilares sanguíneos e penetra nas hemácias, onde se combina com a hemoglobina, enquanto o gás carbônico (CO2) é liberado para o ar (processo chamado hematose).

Se o pH está abaixo do normal (acidose), o centro respiratório é excitado, aumentando a frequência e a amplitude dos movimentos respiratórios. O aumento da ventilação pulmonar determina eliminação de maior quantidade de CO2, o que eleva o pH do plasma ao seu valor normal. Caso o pH do plasma esteja acima do normal (alcalose), o centro respiratório é deprimido, diminuindo a frequência e a amplitude dos movimentos respiratórios. Com a diminuição na ventilação pulmonar, há retenção de CO2 e maior produção de íons H+, o que determina queda no pH plasmático até seus valores normais.

Por fim, temos o sistema circulatório representa o conjunto de órgãos responsáveis pela distribuição de nutrientes para as células e coleta de suas excretas metabólicas, que serão eliminadas pelos órgãos excretores. Ele é composto pelo coração, vasos sanguíneos, linfa e vasos linfáticos. Ou seja, o sangue está contido em um sistema de bomba hidráulica e vasos condutores, sem vazamentos, e o que entra de um lado do sistema é igual ao que sai no lado oposto, classificando assim o sistema estacionário.

Biofisicamente, o sistema circulatório caracteriza se como um sistema de tubos e por uma bomba percussora, que tem como função impulsionar o sangue por toda a rede vascular. O coração age como uma bomba propulsora; as artérias agem como um circuito de distribuição de alta pressão; os capilares como canais de permuta; e as veias funcionam como circuito de coleta e retorno de baixa pressão. Suas válvulas cardíacas se interpõem entre átrios e ventrículos bem como nas saídas das artérias aorta e artéria pulmonar. Elas permitem o fluxo de sangue em um único sentido não permitindo que este retorne fechando-se quando o gradiente pressórico se inverta.

A diferença de pressão entre dois pontos ocasiona o movimento dinâmico sanguíneo. Sem essa diferença de pressão não há movimentação, e consequentemente, não há circulação. A Lei das Pressões da cardiologia diz que a pressão, por exemplo, na grande circulação a pressão na aorta é máxima, decai bruscamente ao nível dos capilares e continua a diminuir progressivamente nas veias, até atingir valores próximos de zero nas aurículas.

Essa diferença de pressão sanguínea, ou gradiente, é originada pela relação existente entre o líquido, neste caso o sangue, dentro de um recipiente, neste caso os vasos sanguíneos. Se tivermos um vaso de calibre muito grande e um pequeno de sangue passando por ele, não haveria um gradiente grande o suficiente para gerar uma pressão sanguínea.

Do estudo acima concluímos que vários parâmetros interferem na gênese da pressão arterial responsável por relacionar todos os sistemas do corpo humano.