Biofísica do Sistema Cardiovascular

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Biofísica do Sistema
Cardiovascular
Trata do comportamento do sangue ao
longo da circulação sistêmica. O sangue é
um tecido fluido (adultos possuem em
média 5L de sangue) que circula 1x por
minuto pela rede de vasos sanguíneos:
veias, artérias e capilares. Esse sangue é
impulsionado por uma bomba: o coração.
Funções do sistema cardiovascular:
- transporte de gases, nutrientes,
anticorpos e hormônios;
- remoção de catabólitos
- manutenção do pH
- manutenção de pressão arterial
- distribuição e dissipação de calor
Circulação Pulmonar X Sistêmica
1) Circulação pulmonar
- leva sangue dos pulmões para ser
oxigenado
- O sangue passa do átrio direito para
o ventrículo direito, passa pela artéria
pulmonar até chegar nos pulmões.
No pulmão, retorna ao coração pelas
veias pulmonares pelo átrio
esquerdo.
2) Circulação sistêmica
- leva o sangue já oxigenado para o
resto do corpo
- No coração, o sangue segue do átrio
esquerdo para o ventrículo esquerdo.
É levado pela artéria aorta para que
esse sangue oxigenado passe pelo
resto do corpo (sistemas corporais).
Depois esse sangue volta para os
pulmões pelas veias cavas e retorna
ao coração pelo átrio direito.
O sangue circula unidirecionalmente devido
a um gradiente de pressão. O sangue vai de
região de maior pressão para região de
menor pressão.
O sangue tem características de fluido
Fluido é um material que não tem forma e,
portanto, ocupa a forma do recipiente em
que está. Fluido não é só líquido, gás
também é fluido. O fluido exerce uma
pressão
P= F /A
A unidade é N/m
2
No Sistema cardiovascular é utilizado
mmHg ou cmH2O
1 x 10
5
N/m
2
= 760 mmHg (pressão
atmosférica)
A pressão arterial é pulsátil e alta, vai
diminuindo nos capilares e ainda mais nas
veias.
Quando o sangue chega perto das veias, a
pressão já está tão baixa que é preciso de
músculos esqueléticos para ajudar no
retorno do sangue para o coração.
Porque a pressão é pulsátil na parte
arterial?
Por conta da sístole e diástole. As artérias
são vasos elásticos, elas aumentam e
diminuem de tamanho com o
bombeamento do coração.
120 máxima e 80 mínima a média é 100
Pmédia = (PS + 2PD) / 3
Pressão Arterial
É a pressão exercida pelo sangue contra as
paredes das artérias durante a sístole
ventricular (sistólica e diastólica).
Pressão hidrostática
P = p(d) x g x h
densidade x gravidade x altura
Há uma variação de pressão ao longo do
corpo. A pressão é diferente ao longo de
diferentes alturas no corpo.
Fluxo
= m
3
/sϕ = 𝑉∆𝑡
𝐴·ℎ
∆𝑡 𝐴 · 𝑣
Q = A x v
Fluxo = Área x velocidade
Quanto menor o diâmetro do vaso, maior
será sua velocidade.
Considerando que não estamos perdendo
fluido, o fluxo é constante então podemos
relacionar área e velocidade.
Os capilares são minúsculos, mas como
são muitos possuem uma área de secção
transversal, logo, tem um fluxo com
velocidade menor.
A área da secção transversal individual não
importa. Usamos a área da secção
transversal total para vermos o seu efeito
na velocidade.
Fluxo sanguíneo = débito cardíaco
É o volume de sangue bombeando para a
circulação sistêmica por tempo.
Volume de sangue/tempo OU
Frequência cardíaca x débito sistólico
No corpo humano é aproximadamente
4.8L/min
O corpo regula quando do débito cardíaco
vai para cada órgão. Assim, o fluxo é
regulado dependendo da atividade que o
corpo desempenha. Por exemplo, após as
refeições o fluxo sanguíneo será maior no
sistema digestivo e para isso ocorre uma
redução do fluxo em outras regiões como
cérebro e músculo.
Fluido Ideal x Fluido Real
Em um fluxo ideal, os vasos sanguíneos
que escoam o sangue não ofereceriam
resistência à passagem do fluido. Então
sempre há uma resistência em fluxos real
em dois tipos:
1) Laminar (viscoso) NR < 1000
2) Turbulenta NR > 3000
3) Transicional NR ≌ 2000
Nº de Reynolds - v x D x d / n
v → velocidade
D → diâmetro
d → densidade
n → viscosidade
No sistema cardiovascular não tem muito
fluxo transicional, tem mais no sistema
respiratório.
Aorta - 9400 (Turbulento)
Artéria - 1300 (Laminar)
Veia Cava - 3000 (Turbulento)
Artéria Pulmonar - 7800 (Turbulento)
Veias - 2200 (mistura de turbulento e
laminar)
Fluxo turbulento não consegue ser
modulado só laminar
Escoamento laminar x viscoso
Fluxo = Variação de pressão / Resistência
Lei de Ohm
V = R x i
Variação de Pressão = Fluxo x Resistência
Menor o raio do vaso - Maior a resistência
da passagem do sangue
As arteríolas são vasos de resistência pois é
onde ocorre a maior queda de pressão.
O corpo ajusta o fluxo:
1) controlando o Raio
- vasodilatação
- vasoconstrição
2) alterando a pressão arterial
Cálculo da pressão do ponto do coração
Acima → Pmédia - dgh
Abaixo → Pmédia + dgh
Aneurisma