sangue; os dentes, para rasgar e moer alimentos; a articulação do cotovelo, como uma dobradiça, para permitir o movimento do braço. Em outras situações, a interdependência de forma e função é mais sutil, mas igualmente importante. Considere a interação entre ar e sangue nos pulmões, por exemplo: as vias respiratórias, que levam ar de fora para dentro dos pulmões, ramificam-se extensivamente quando alcançam os pulmões. Minúsculos sacos de ar agrupam-se nas extremidades do imenso número de ramificações das vias aéreas. A ramificação é bastante extensa – os pulmões contêm cerca de 300 milhões de sacos de ar. Da mesma forma, os vasos que levam sangue para os pulmões ramificam-se amplamente e formam redes densas de pequenos vasos que envolvem cada saco de ar (veja a Figura 13-2). Devido a essa relação estrutural, a área total de superfície que forma uma interface entre o ar nos sacos de ar e o sangue nas pequenas veias é praticamente do tamanho de uma quadra de tênis. Essa enorme interface é essencial para que os pulmões tenham capacidade de realizar eficientemente sua função: a transferência do oxigênio necessário do ar para o sangue e a eliminação do dióxido de carbono residual resultante do sangue para o ar. Quanto maior a área disponível para essas trocas, mais rápido o oxigênio e o dióxido de carbono podem se mover entre o ar e o sangue. Essa ampla interface funcional contida em nossos pulmões é possível apenas porque os componentes que contêm ar e sangue dos pulmões se estendem de forma tão ampla.
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Níveis de Organização no Organismo Voltaremos agora nossa atenção para como o corpo se organiza estruturalmente em uma unidade funcional total, desde o nível químico até o organismo ( Figura 1-1). Esses níveis de organização possibilitam a vida como a conhecemos.
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Nível químico: diversos átomos e moléculas compõem o corpo. Como toda matéria, viva e não viva, o corpo humano é uma combinação de átomos específicos, que são os menores blocos construtores de matéria. Os átomos mais comuns no organismo – oxigênio, carbono, hidrogênio e nitrogênio – formam aproximadamente 96% da química total do corpo. Esses átomos comuns e alguns outros se combinam para formar as moléculas da vida, como proteínas, carboidratos, gorduras e ácidos nucleicos (material genético, como o ácido desoxirribonucleico, ou DNA). Esses átomos e moléculas importantes são os ingredientes brutos inanimados dos quais todas as coisas vivas surgem.
Nível celular: as células são as unidades básicas da vida. A mera presença de um particular grupo de átomos e moléculas não confere as características exclusivas da vida. Em vez disso, esses componentes químicos não vivos devem ser organizados e associados de maneiras muito específicas para formar uma entidade viva. A célula, sendo a unidade fundamental da estrutura e da função em um ser vivo, é a menor unidade capaz de realizar os processos associados à vida. A fisiologia celular é o foco do Capítulo 2. Uma barreira oleosa extremamente fina, a membrana plasmática, envolve o conteúdo de cada célula e controla o movimento de materiais para dentro e para fora da célula. Assim, o
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Fisiologia humana
interior da célula contém uma combinação de átomos e moléculas diferente da mistura de substâncias químicas no ambiente em volta da célula. Diante da importância da membrana plasmática e de suas funções associadas para a realização dos processos vitais, o Capítulo 3 é dedicado totalmente a essa estrutura. Organismos são entidades vivas independentes. As formas mais simples de vida independente são organismos unicelulares, como bactérias e amebas. Organismos multicelulares complexos, como árvores e humanos, são conjuntos estruturais e funcionais de trilhões de células (multi significa “muitos”). Nas formas multicelulares mais simples de vida – como uma esponja, por exemplo –, todas as células do organismo são semelhantes. No entanto, organismos mais complexos, como humanos, têm muitos tipos diferentes de células – musculares, nervosas e glandulares, por exemplo. Cada organismo humano começa quando um óvulo e um espermatozoide se unem para formar uma única nova célula, que se multiplica e forma uma massa crescente por meio de várias divisões celulares. Se a multiplicação celular fosse o único processo envolvido no desenvolvimento, todas as células do corpo seriam essencialmente idênticas, como nas formas de vida multicelulares mais simples. No entanto, durante o desenvolvimento de organismos multicelulares complexos, como os humanos, cada célula também se diferencia, ou se torna especializada em realizar determinada função. Como resultado da diferenciação celular, seu organismo é composto por cerca de duzentos tipos especializados de células diferentes. FunçÕeS ceLuLareS BÁSicaS Todas as células, existindo como células solitárias ou como parte de um organismo multicelular, realizam determinadas funções básicas essenciais a sua própria sobrevivência. Tais funções celulares básicas incluem: 1. Obtenção de alimento (nutrientes) e oxigênio (O2) do ambiente ao redor da célula (extracelular). 2. Realização de reações químicas que utilizam nutrientes e O2 para fornecer energia à célula, da seguinte forma: Alimento + O2 → CO2 + H2O + energia 3. Eliminação do dióxido de carbono (CO2) e de outros derivados ou resíduos produzidos durante essas reações químicas ao ambiente em torno da célula. 4. Síntese de proteínas e de outros componentes necessários à estrutura celular, ao crescimento e à realização de determinadas funções celulares. 5. Razoável controle sobre a ampla troca de materiais entre a célula e o ambiente extracelular adjacente. 6. Transporte interno de materiais de uma parte da célula para outra, sendo que algumas células podem também se movimentar dentro do seu ambiente extracelular adjacente. 7. Sensibilidade e reação a mudanças no ambiente ao redor. 8. No caso da maioria das células, reprodução. Algumas células corporais, mais notavelmente as nervosas e musculares, perdem a capacidade de reprodução assim que são formadas. É por isso que acidentes vasculares encefálicos (AVE), que resultam em perda de células nervosas no cérebro, e ataques cardíacos, que provocam a morte de células do músculo cardíaco, podem ser tão devastadores.