EXEMPLO ILUSTRATIVO 1 –
Propriedades Físicas do Sangue HumanoO sangue humano é um fluido complexo com uma densidade física de 1,06 g cm-3 e consiste principalmente de dois componentes, um componente particular e um componente aquoso. O componente particular consiste de uma suspensão de glóbulos vermelhos (ou eritrócitos), glóbulos brancos (ou leucócitos) e plaquetas. Os glóbulos vermelhos têm 8 m m de diâmetro e são responsáveis pelo transporte de oxigênio para os tecidos e a remoção de CO2 . Os glóbulos brancos tem de 10 a 20 m m de diâmetro e protegem o corpo de doenças. As plaquetas tem 2,5 m m de diâmetro e faz um papel integral na trombose. O componente aquoso, ou plasma, é uma mistura consistindo principalmente de nutrientes, sais e proteínas sangüíneas.
Veja maisEXEMPLO ILUSTRATIVO 2
– Pressão no Olho e GlaucomaO olho humano é preenchido com um fluido, humor vítreo, que é continuamente produzido no olho e subseqüentemente drenado do olho. A pressão intraocular normal, ou pressão dentro do olho, é aproximadamente 15 mmHg. Se a drenagem fica obstruída, o fluido acumula no olho, correspondendo a um aumento da pressão intraocular de 25 até 50 mmHg e o ataque do glaucoma. Com o aumento da pressão no globo ocular, aumenta o "stress" nas paredes do globo ocular e comprime o nervo óptico, ambos os efeitos combinados afetam desfavoravelmente a visão e posteriormente danifica o globo ocular. O tratamento do glaucoma envolve um procedimento cirúrgico para remover a obstrução da drenagem e restabelecer o fluxo de drenagem do humor vítreo do globo ocular. Veja mais
EXEMPLO ILUSTRATIVO 3
– Pressão e InfecçãoCada vez que um agente estranho, micróbio infiltrar o mecanismo de defesa do corpo, uma Infecção envolve o tecido envolvido. Quando uma Infecção ocorre, as válvulas infectadas liberam uma certa substância bioquímica conhecida como vasodilatador que atua para dilatar ou aumentar os vasos capilares adjacentes. O aumento dos vasos capilares causam um aumento no fluxo sangüíneo na região infectada acompanhada por um aumento concomitante na pressão. O aumento da pressão na região infectada representa a fonte de avermelhamento e inflamação associada à Infecção. Embora o aumento no fluxo sangüíneo pode funcionar, em algumas circunstâncias, para acelerar o processo de cura, antibióticos são freqüentemente requeridos para erradicar as células infectadas e restabelecer a região infectada ao seu estado normal.
EXEMPLO ILUSTRATIVO 4 –
Recalque IntravenosoPara recalque intravenoso (IV) de nutrientes, fluidos, sangue e drogas, uma pressão positiva é exercida pela substância no recipiente colocado a uma altura h acima de uma veia através de um tubo fino e flexível. A outra extremidade do tubo é inserida diretamente na veia, que exibe uma pressão venosa de 3 mmHg. A pressão devida ao fluido IV é proporcional à altura da superfície da agulha, isto é, como mostrado na Figura 1. Considere, como um exemplo, a pressão requerida para a transfusão de sangue. Dado que a densidade do sangue é 1,04 g cm-3, queremos determinar a pressão líquida atuando para transferir o sangue para dentro da veia.
Esta é a pressão exercida pelo sangue na veia. Esta pressão é acoplada à pressão venosa pveia que é 3 mmHg. Assim, a pressão líquida ou diferença entre psangue e pveia é
plíquida = 76,5 mmHg – 3 mmHg = 73,5 mmHg.
EXEMPLO ILUSTRATIVO 5
– Pressão Sangüínea na Circulação HumanaAo lado do fluxo sangüíneo, o parâmetro mais importante na circulação é a pressão sangüínea. A pressão sangüínea deve ser suficiente para dirigir o sangue do coração para os vasos sangüíneos, mas também deve ser baixa o suficiente para criar um gradiente de pressão e permitir drenagem eficiente do sangue de volta ao coração para ciclos adicionais. Como uma conseqüência, a pressão sangüínea varia significativamente em vários pontos da circulação, permitindo os diferentes vasos sangüíneos acomodarem seus papéis e funções designados.
O ventrículo esquerdo ejeta sangue do coração no sistema arterial sob uma pressão de aproximadamente 120 mmHg. Isto corresponde à fase sistólica do ciclo cardíaco e é comumente referido como pressão sangüínea sistólica. Quando o sangue penetra no sistema circulatório, a pressão começa a cair vagarosamente. Da aorta, o sangue flui para as artérias maiores a 110 mmHg, para as artérias médias a 75 mmHg e para as artérias menores ou arteríolas a 40 mmHg até atingir o sistema capilar. O sangue entra no sistema capilar sob uma pressão de 30 mmHg e sai sob uma pressão de 16 mmHg. A baixa pressão é suficiente para gerar movimento e ainda baixa suficiente para o sangue fazer sua função fisiológica e sustentar o metabolismo celular. O sangue drena do sistema capilar para as veias menores ou vênulas a 16 mmHg , continuando para as veias de tamanho médio sob pressão de 12 mmHg, e para as grandes veias a 4 mmHg antes de entrar novamente no coração para outro ciclo circulatório. A pressão dentro do sistema circulatório varia de 120 mmHg a 4 mmHg e mantém esta variação numa base continuada.
As várias pressões específicas pode ser prontamente identificada. Os valores da pressão sangüínea sistólica e a pressão sangüínea diastólica para uma pessoa normal são 120 mmHg e 80 mmHg, respectivamente. Durante um exame físico, a pressão sangüínea sistêmica é tipicamente
A pressão de pulso é a diferença entre as pressões sistólica e diastólica e é portanto normalmente cerca de 50 mmHg. Na maioria dos casos, é mais conveniente condensar estas duas leituras de pressões sangüíneas numa única que também representa todo o "status" da pressão sangüínea num paciente. Isto é acoplado através da pressão sangüínea média BPmédia definida por
A pressão média é a média da pressão através de um ciclo cardíaco. Como a sístole é mais curta que a diástole, a pressão média é ligeiramente menor que a metade do valor entre a pressão sistólica e a diastólica. Ela pode ser determinada somente por integração da área sob uma curva de pressão sangüínea versus tempo, como uma aproximação, ela é a pressão diastólica mais um terço da pressão de pulso.
EXEMPLO ILUSTRATIVO 6
– O Esfigmomanômetro e a Medida da Pressão SangüíneaO método mais comum de medida de pressão sangüínea envolve um instrumento chamado Esfigmomanômetro. Para obter uma medida de pressão sangüínea, uma borracha é envolvida ao redor da parte superior do braço, diretamente sobre a artéria ser comprimida, isto é, a artéria braquial. O colchão é inflado com ar por meio de uma bomba presa ao bulbo, comprimindo a artéria até que a pressão exercida pelo colchão ao redor do braço é maior que a pressão esperada do sangue. Neste ponto, a circulação é parada. A pressão do ar no colchão requerida para parar a circulação é transmitida a um manômetro de mercúrio onde é subseqüentemente registrada. A pressão do ar é lentamente liberada do colchão até o sangue voltar a fluir através da artéria. Esta pressão, indicada por um som característico ouvido num estetoscópio colocado sobre a artéria braquial é a pressão sistólica. Como a pressão no colchão é liberada posteriormente, o som varia até ele finalmente desaparecer. Neste ponto, a pressão registrada e a pressão diastólica. Veja mais
EXEMPLO ILUSTRATIVO 7
– Surfactante Pulmonar e Síndrome de "Distress" PulmonarA síndrome de "distress" (angústia???) pulmonar (RDS) é caraterizada pela dificuldade de respiração devido ao subdesenvolvimento dos pulmões e é tipicamente encontrada em recém-nascidos prematuros. Na fisiologia respiratória normal, o ar entra pela traquéia, passa através dos brônquios, bronquíolos e eventualmente termina dentro do alvéolo, ou pequeníssimos sacos com forma de bolhas onde as trocas gasosas de O2 e CO2 ocorrem. O alvéolo possui uma tendência natural para contrair ou tornar-se menor de tamanho devido principalmente a uma camada de água misturada com uma substância química chamada surfactante pulmonar que forma a parede superficial interna do alvéolo. O surfactante pulmonar possui uma baixa tensão superficial, T = 25 mN . m-1, a qual é criticamente importante na prevenção do colapso do alvéolo e na manutenção do fluxo sangüíneo para os vasos capilares. Em recém-nascidos prematuros atormentados com RDS, uma membrana clara é encontrada dentro do alvéolo, correspondendo a uma quantidade reduzida de surfactante. Se o surfactante é reduzido ou perdido, o alvéolo fica forrado com uma proporção maior de água, que exibe uma tensão superficial muito maior: T = 75 mN . m-1. A tensão superficial maior atua para contrair o alvéolo para um grau maior e, na maioria das vezes, para o ponto de colapso. Pulmões com alvéolos colapsados requerem um trabalho de respiração aumentado com uma substancial redução no volume do fluxo de ar trocado.
veja maisEXEMPLO ILUSTRATIVO 8
– Transporte de água nas plantasO transporte de água nas plantas ocorre através de vasos capilares extremamente pequenos conhecidos como xilema. Os vasos ou elementos xilema são tubos alongados, tipicamente de diâmetro 1 a 20 m m e comprimento de 100 a 500 m m, ligando extremidade a extremidade. Desde que a água transportada através do tecido xilema é semelhante a um fluido fluindo através de um vaso, torna-se útil aplicar a lei de Poiseuille para determinar o gradiente de pressão hidrostática. Para usar a lei de Poiseuille como estabelecido no texto, deve-se conhecer o volume de fluido fluindo através da corrente, durante um dado intervalo de tempo, a viscosidade do fluido (assumindo ter a água uma viscosidade de h = 0,001 Pa.s quando a temperatura for de 20ºC) e, comprimento e raio dos vasos capilares no tecido xilema. Cada parâmetro é realmente avaliável com a exceção do fluxo de volume. O fluxo de volume (vazão) é extremamente difícil para se determinar desde que nem todos vasos medidos dentro da seção transversal de uma corrente são funcionais no transporte de água. Esta limitação pode ser contornada expressando a lei de Poiseuille em termos da velocidade, que pode ser determinada diretamente na planta. Duas expressões da razão de fluxo volumétrico são
e Q = A . v
Igualando estas duas expressões e resolvendo para v, temos:
ou
Assuma para uma dada planta que 10% de solução de sacarose, h = 0,015 dinas cm-2, é dirigida numa velocidade de 325 cm . h-1 através dos vasos do xilema de raio 2,4 m m e comprimento 5,0 m m. O gradiente de pressão hidrostática pode ser calculado como
– Fluxo sangüíneo num vaso afunilado
Um outro exemplo da equação da continuidade está relacionado com o fluxo sangüíneo num vaso como mostra a Figura 1. Embora a geometria dos vasos sangüíneos podem ser aproximados por um cilindro elástico, anatomicamente ele também afunila, ou diminui suavemente de tamanho. A equação da continuidade garante que o fluxo é igual em qualquer ponto ao longo do tubo afunilado, a despeito do grau de afunilamento. Assim, a relação entre o fluxo em quaisquer dois pontos dentro de um vaso afunilado é dependente da área transversal A do vaso nos pontos de interesse e suas correspondentes velocidades v, que são dadas de acordo com
A1 v1 = A2 v2 ou (A1/A2) = (v1/v2)
– Fluxo sangüíneo numa bifurcação de vasosUm outro exemplo específico da equação da continuidade é o fluxo sangüíneo numa bifurcação de vasos. Uma bifurcação de vasos no sistema circulatório é uma junção principal ou ramificação de um vaso pai em dois outros menores, vasos filhos (Figura 2). Aproximações do fluxo sangüíneo dentro de artérias ramificando-se são possíveis através da equação da continuidade:
Fluxo na artéria pai = Fluxo na ramificação ou artérias filhas
Ap v p = Af1 vf1 + Af2 vf2
onde A = área da seção transversal do vaso e v = velocidade do fluxo sangüíneo.
