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Tutoria TUTORIA 6: OBJETIVOS/PERGUNTAS: m Entender a relação da musicoterapia com a alteração dos mecanismos de circulação (interferência hormonal na circulação) m Determinar os mecanismos físicos que controlam a circulação Propriedade mecânica dos vasos sanguíneos (complacência/elastância) Definir os fatores der regulação sanguínea (pressão arterial, velocidade, resistência, fluxo, volume) / Explicar a hemodinâmica (velocidade, resistência fluxo, pressão...) Definir pressão arterial e citar seus parâmetros de normalidade, mecanismos de regulação da pressão Fatores que influenciam na resistência arterial periférica Microcirculação e as trocas capilares* m Compreender os a relação existente entre os estímulos químicos e a alteração da circulação. (Hormônios, neurotransmissores e sinalizadores) m Elucidar o funcionamento dos quimiorreceptores e barorreceptores TERMOS DESCONHECIDOS: Barroreceptores, Barorreflexo, ajustes pressóricos agudos e atenuação aguda da pressão arterial. DESTAQUES: Sistema circulatório, liberação de adrenalina centros reguladores da pressão arterial, centro cardiovascular, sensibilidade do barorreflexo, variabilidade da frequência cardíaca, fluxo da microcirculação, trocas capilares, redução na resistência arterial periférica, controle da pressão arterial e retorno venoso. Tutoria OBJETIVO 1: MUSICOTERAPIA X PRESSÃO ARTERIAL 1) Quando o corpo humano sente necessidade, ele produz substâncias como a acetilcolina, que entra na corrente sanguínea e sinaliza para os músculos do corpo relaxarem. Determinadas músicas, por exemplo, faz o 2) Acetilcolina é produzida pelo nervo PARASSIMPÁTICO. 3) A acetilcolina atua dentro das células da parte interna das artérias (células endoteliais), que produzem uma outra substância que dá o sinal para o relaxamento muscular. Foi uma surpresa para os dois cientistas descobrirem que a substância produzida pelas células endoteliais era um gás muito simples, o óxido nítrico, de fórmula NO (um átomo de nitrogênio ligado a um átomo de oxigênio). Ele é considerado um poluidor da atmosfera junto com outros gases de nitrogênio como o N2O e o NO2. É um gás incolor que reage instantaneamente com o oxigênio do ar para dar o NO2, que é um dos responsáveis pela “chuva ácida”. 4) No nosso corpo, contudo, o óxido nítrico é usado como molécula-mensageira, o que é muito engenhoso: por ser pequena, ela consegue se disseminar rapidamente do endotélio até as células dos músculos. Ela permite a vasodilatação. 5) A ação mais importante do óxido nítrico em nosso corpo é ligar-se facilmente aos átomos de ferro da enzima sintase, formando o complexo NO-Fe- sintase. Esse complexo consegue liberar o NO, que produz o relaxamento muscular 6) A descoberta do papel essencial desempenhado pelo NO no controle da pressão sangüínea explica porque um medicamento como a nitroglicerina tem sido indicado pelos médicos, há muito tempo, para o tratamento de angina - um estreitamento das artérias do coração. Quando a nitroglicerina se transforma em NO, provoca um relaxamento muscular e, consequentemente, alarga as artérias. 8) Em 1998, o prêmio Nobel foi dado a três pesquisadores que trabalharam nos mecanismos de ação de moléculas mensageiras como o NO. Eles explicaram como um produto químico explosivo pode também aliviar a dor causada por uma doença cardiovascular, como a angina. 7) O acontecimento mais instigante mesmo, relativo ao NO, foi a descoberta do Viagra, que é o nome comercial do sildenafil citrato. A droga, que vem sendo usada no tratamento da impotência sexual masculina, consegue dilatar os vasos sanguíneos, o que provoca a ereção. O mecanismo fisiológico responsável pela ereção do pênis envolve a liberação de óxido nítrico nos corpos cavernosos durante a estimulação sexual. O óxido nítrico ativa uma enzima, que por sua vez induz um aumento dos níveis de monofosfato de guanosina cíclico (GMPc), produzindo um relaxamento da musculatura lisa dos corpos cavernosos, permitindo o influxo de sangue. Tutoria OBJETIVO 2: A vasculatura consiste em um sistema fechado de tubos ou vasos que distribuem o sangue do coração para os tecidos e retorna o sangue dos tecidos para o coração. O sistema pode ser dividido em três componentes: o sistema arterial, que pega o sangue do coração e o distribui para os tecidos; o sistema venoso, que retorna o sangue dos tecidos para o coração; e a microcirculação, que separa os sistemas arterial e venoso e é o local onde ocorre a troca de nutrientes e produtos do metabolismo celular entre o sangue e os tecidos. A função das artérias é a de transportar sangue sob alta pressão para os tecidos. Por esse motivo, têm fortes paredes vasculares, e nelas o sangue flui em alta velocidade. As arteríolas são os pequenos ramos finais do sistema arterial; elas agem como condutos de controle pelos quais o sangue é liberado para os capilares. Elas têm forte parede muscular, capaz de ocluir completamente os vasos ou com seu relaxamento dilatá-los, multiplicando seu diâmetro, sendo capaz, dessa forma, de alterar muito o fluxo sanguíneo em cada tecido em resposta à sua necessidade. A função dos capilares é a troca de líquidos, nutrientes, eletrólitos, hormônios e outras substâncias entre o sangue e o líquido intersticial. Para exercer essa função, as paredes capilares são finas e têm numerosos poros capilares minúsculos permeáveis à água e outras pequenas substâncias moleculares. As vênulas coletam o sangue dos capilares e, de forma gradual, coalescem, formando veias progressivamente maiores. As veias funcionam como condutos para o transporte de sangue das vênulas de volta ao coração; além disso, atuam como importante reservatório de sangue extra. Como a pressão no sistema venoso é muito baixa, as paredes das veias são finas. Mesmo assim, são suficientemente musculares para se contrair e expandir, agindo como reservatório controlável para o sangue extra de pequeno ou grande volume, de acordo com as necessidades da circulação. REVISÃO DA FÍSICA DO FLUXO DE SANGUE/FLUIDOS POR MEIO DOS VASOS SANGUÍNEOS (HEMODINÂMICA) A física do fluxo de fluidos por tubos rígidos serve de base para o entendimento de como se dá o fluxo sanguíneo através dos vasos, embora os vasos sanguíneos não sejam túbulos rígidos (i. e., são distensíveis) e o sangue não seja um fluido homogêneo simples. VELOCIDADE DA CORRENTE SANGUÍNEA Em se tratando do movimento de fluidos, a velocidade é a distância que uma partícula de fluido percorre em relação ao tempo (distância por tempo), sendo expressa em unidades de distância por unidade de tempo (p. ex., centímetros por segundo). Velocidade = Distância/tempo Tutoria Por outro lado, o fluxo é a taxa de deslocamento de um determinado fluido, ou seja, o fluxo é a quantidade de uma grandeza que passa por determinado ponto da circulação durante certo intervalo de tempo. O fluxo sanguíneo é expresso em mililitros por minuto ou litros por minuto. A velocidade da corrente sanguínea é uma relação entre o fluxo e a área de secção transversal. Ou seja, a velocidade do fluxo de fluido é mais alta no segmento do tubo em que a área de secção transversal é menor, e mais baixa, no segmento em que a área de secção transversal é maior. Quando um plano corta através de um objeto, uma área é projetada nesse plano. Qualquer plano pode ser usado para cortar através da superfície, mas quando esse plano é perpendicular a um eixo de simetria, essa projeção é chamada de área de seção transversal. Na hemodinâmica, é evidente que velocidade diminui progressivamente à medida que o sangue atravessa o sistema arterial. Nos capilares, a velocidade cai a um valor mínimo (devidoa área de secção transversa ser muito grande). À medida que o sangue passa centralmente pelo sistema venoso em direção ao coração, a velocidade aumenta novamente de forma progressiva. As velocidades relativas nos diversos componentes do sistema circulatório estão relacionadas somente com as respectivas áreas de secção transversal. Velocidade = Fluxo sanguíneo / Área de secção do vaso Velocidade e área de secção são inversamente proporcionais Desse modo, segundo o Guyon, em condições de repouso, a velocidade média na aorta é de 33 cm/s, mas nos capilares é cerca de 0,3mm/s. Entretanto, como os capilares têm comprimento típico de apenas 0,3 a 1 milímetro, o sangue permanece neles por apenas 1 a 3 segundos, o que é surpreendente, porque toda a difusão de nutrientes alimentares e eletrólitos, que ocorre através Tutoria das paredes capilares, deve realizar-se nesse intervalo reduzido de tempo. Recapitulando: à medida que o sangue flui pela circulação sistêmica, sua pressão média cai progressivamente para cerva de 0mmHg o atingir o final das veias cavas superior e inferior, que deságuam no átrio direito do coração. PRINCÍPIOS BÁSICOS DA FUNÇÃO CIRCULATÓRIA Existem três princípios básicos da função circulatória: 1) O fluxo sanguíneo na maioria dos tecidos é controlado segundo a necessidade dos tecidos. Quando os tecidos estão ativos, precisam de grande incremento do suprimento de nutrientes e, portanto, de fluxo sanguíneo muito maior 2) O débito cardíaco é a soma de todos os fluxos locais. 3) A regulação da pressão arterial é geralmente independente do fluxo sanguíneo local ou do débito cardíaco. O sistema circulatório tem um sistema de controle da pressão arterial, como sinais nervosos. FATORES QUE DETERMINAM O FLUXO SANGUÍNEO Fluxo sanguíneo significa a quantidade de sangue que passa por determinado ponto da circulação durante certo intervalo de tempo. O fluxo sanguíneo de um vaso depende de dois fatores: (1) gradiente de pressão; (2) impedimento ao fluxo sanguíneo pelo vaso, ou seja, resistência vascular. O fluxo sanguíneo obedece a regras do fluxo de fluidos. O fluxo é diretamente proporcional ao gradiente de pressão entre dois pontos quaisquer, e é inversamente proporcional à resistência dos vasos ao fluxo. Quanto maior o fluxo sanguíneo, menor é a resistência dos vasos ao fluxo. RESISTÊNCIA AO FLUXO A resistência é o impedimento ao fluxo sanguíneo pelo vaso. Quando os vasos estão dilatados, a resistência é menor. Quando os vasos estão contraídos, a resistência será maior. A resistência ao fluxo é alterada pelo raio dos vasos sanguíneos, o comprimento dos vasos sanguíneos e a viscosidade do sangue. À medida que o raio do tubo diminui, a resistência ao fluxo aumenta. À medida que o comprimento do vaso diminui, a resistência aumenta. Viscosidade é a resistência ao escoamento de um fluído. Viscosidade descreve a resistência interna do material para fluir e deve ser entendida como a medida do atrito do fluido. A resistência periférica é um dos dois principais fatores que influenciam a pressão arterial. De acordo com a lei de Poiseuille, a resistência ao fluxo sanguíneo (R) é diretamente proporcional ao comprimento do tubo por onde o fluído passa (L) e à viscosidade (n) do fluido, e inversamente proporcional à quarta potência do raio do tubo (r): Tutoria Em geral, o comprimento do sistema circulatório e a viscosidade do sangue são relativamente constantes, o que torna apenas o raio dos vasos sanguíneos como a principal resistência ao fluxo sanguíneo. Quanto menor o raio, maior a resistência. As arteríolas são o principal local de resistência variável do sistema circulatório e contribuem com mais de 60% da resistência total ao fluxo no sistema. A resistência nas arteríolas é variável devido à grande quantidade de músculo liso nas paredes arteriolares. Quando o músculo liso contrai ou relaxa, o raio das arteríolas muda. FLUXO LAMINAR DO SANGUE NOS VASOS O sangue usualmente flui de forma estável pelo vaso sanguíneo por meio de linhas de fluxo. Nessa organização, cada camada do sangue permanecendo a uma mesma distância da parede do vaso, este tipo de fluxo é chamado fluxo laminar. Quando ocorre fluxo laminar, a velocidade do fluxo pelo centro do vaso é muito maior que próximo às paredes. O sangue flui de forma estável, organizando-se em linhas de corrente. As camadas de sangue em contato com a parede do vaso, devido ao atrito com o endotélio, movem-se com menor velocidade que as camadas ao centro do vaso; isso gera o “perfil parabólico de velocidade do fluxo sanguíneo”. EFEITO DO HEMATÓCRITO E DA VISCOSIDADE SOBRE O FLUXO SANGUÍNEO E A RESISTÊNCIA VASCULAR O sangue é até três vezes mais viscoso do que a água. O que torna o sangue tão viscoso? Em essência, é o grande número de eritrócitos (hemácias) em suspensão, cada um exercendo forças friccionais contra células adjacentes e contra a parede do vaso sanguíneo. A quantidade de hemácias no sangue varia, dependendo da presença de anemia, grau de atividade corporal e da altitude na qual pessoa reside. O hematócrito médio, em homens adultos, é de cerca de 42 e, em mulheres, de aproximadamente 38, em média. Isso significa que 42% do volume sanguíneo são formados por células por células e o restante consiste em plasma. A viscosidade do sangue aumenta de forma acentuada à medida que o hematócrito se eleva. Se a viscosidade é maior, a Tutoria resistência vascular também será maior e consequentemente o fluxo sanguíneo é menor. CONTRAÇÃO VENTRICULAR E RELAXAMENTO VENTRICULAR A contração ventricular é a força que cria o fluxo sanguíneo através do sistema circulatório. Como o sangue sob pressão é ejetado a partir do ventrículo esquerdo, a aorta e as artérias expandem-se para acomodá-lo. Quando o ventrículo relaxa e a valva da aorta fecha, as paredes arteriais elásticas retraem, propelindo o sangue para a frente, em direção às pequenas artérias e arteríolas. Por sustentar a pressão direcionadora do fluxo sanguíneo durante o relaxamento ventricular, as artérias mantêm o sangue fluindo continuamente através dos vasos sanguíneos. Tutoria PRESSÃO SANGUÍNEA A pressão arterial (PA) reflete os efeitos combinados débito cardíaco (DC) (fluxo sangüíneo arterial por minuto), e da resistência a esse fluxo oferecida pelos vasos periféricos. Ou seja, representa a pressão exercida pelo sangue contra as paredes arteriais durante um ciclo cardíaco, e pode ser expressa pela seguinte equação: PA = DC x resistência vascular periférica. A pressão sanguínea costuma ser medida em milímetros de mercúrio (mmHg), porque o manômetro de mercúrio tem sido usado como referência padrão para a medida da pressão, desde sua invenção em 1846 por Poiseuille. Na verdade, a pressão sanguínea representa a força exercida pelo sangue contra qualquer unidade de área da parede vascular. Quando dizemos que a pressão em um vaso é de 50 mmHg, isso significa que a força exercida é suficiente para impulsionar a coluna de mercúrio até a altura de 50 milímetros contra a gravidade. A pressão arterial é maior nas artérias e diminui continuamente à medida que o sangue flui através do sistema circulatório. A diminuição da pressão ocorre porque é perdida energia, como consequência da resistência ao fluxo oferecida pelos vasos. A resistência ao fluxo sanguíneo também resulta do atrito entre as células sanguíneas (hemácias, leucócitos). Na circulação sistêmica, a maior pressão ocorre na aorta e resulta da pressão gerada pelo ventrículo esquerdo. A pressão aórtica alcança uma média de 120 mmHg durante a sístole ventricular (pressão sistólica) e, após, cai constantementeaté 80 mmHg durante a diástole ventricular (pressão diastólica). Observe que a pressão no ventrículo cai para apenas alguns poucos mmHg quando o ventrículo relaxa, mas a pressão diastólica nas grandes artérias permanece relativamente alta. A pressão diastólica alta nas artérias é decorrente da capacidade desses vasos de capturar e armazenar energia nas suas paredes elásticas. O rápido aumento da pressão que ocorre quando o ventrículo esquerdo empurra o sangue para dentro da aorta pode ser percebido como um pulso, ou onda de pressão, transmitido ao longo das artérias preenchidas com líquido. A onda de pressão viaja cerca de 10 vezes mais rápido que o próprio sangue. Mesmo assim, o pulso que é percebido no braço ocorre um pouco depois da contração ventricular que gerou a onda. Devido ao atrito, a amplitude da onda de pressão diminui com a distância e, por fim, desaparece nos capilares. A pressão de pulso, uma medida de amplitude da onda de pressão, é definida como a pressão sistólica menos a pressão diastólica: Por exemplo: Quando o sangue alcança as veias, a pressão diminui devido ao atrito e não há mais uma onda de pressão. O fluxo sanguíneo venoso é mais estável do que pulsátil (em pulsos), empurrado pelo movimento contínuo do sangue para os capilares. Fluxo nas artérias é mais pulsátil; Fluxo nas veias é mais estável. O sangue sob baixa pressão das veias localizadas nos membros inferiores ou em qualquer região abaixo do coração precisa fluir “morro acima”, ou contra a gravidade, para retornar ao coração. Tente manter o seu braço para baixo, junto ao corpo, sem movê-lo por alguns minutos e observe como as veias do dorso da Tutoria sua mão começam a se tornar salientes à medida que se enchem de sangue. (Esse efeito pode ser mais evidente em pessoas idosas, devido à perda da elasticidade do tecido conectivo subcutâneo.) Depois, levante sua mão para que a gravidade auxilie o fluxo venoso e observe as veias salientes desaparecerem. O retorno de sangue venoso ao coração, conhecido como retorno venoso, é auxiliado pelas valvas, pela bomba musculesquelética e pela bomba respiratória. Quando os músculos contraem, como os da panturrilha, eles comprimem as veias, forçando o sangue para cima, passando pelas valvas. Enquanto sua mão estiver pendurada para baixo, abra e feche o punho para ver o efeito da contração muscular sobre a distensão das veias. PRESSÃO SANGUÍNEA ARTERIAL MÉDIA A pressão sanguínea arterial, ou simplesmente “pressão arterial”, reflete a pressão de propulsão criada pela ação de bombeamento do coração, ou seja, a pressão causada quando o sangue é bombeado pelo ventrículo esquerdo. Já que a pressão ventricular é difícil de ser medida, é comum assumir que a pressão sanguínea arterial reflete a pressão ventricular. Como você aprendeu, a pressão arterial é pulsátil, então usamos um único valor – a pressão arterial média (PAM) – para representar a pressão direcionadora. A PAM é estimada somando-se a pressão diastólica mais um terço da pressão de pulso: Para uma pessoa cuja pressão sistólica é de 120 e a pressão diastólica é de 80: A pressão arterial média é mais próxima da pressão diastólica do que da pressão sistólica, uma vez que a diástole dura o dobro do tempo da sístole. Pressão sanguínea arterial muito alta ou muito baixa pode ser um indicativo de problemas no sistema circulatório. Se a pressão arterial cai muito baixo (hipotensão), a força direcionadora do fluxo sanguíneo é incapaz de superar a oposição da gravidade. Nesse caso, o fluxo sanguíneo e a oferta de oxigênio para o encéfalo são prejudicados e podem causar tontura ou desmaio. Por outro lado, se a pressão arterial estiver cronicamente elevada (uma condição conhecida como hipertensão, ou pressão sanguínea alta), a alta pressão sobre a parede dos vasos sanguíneos pode fazer as áreas enfraquecidas sofrerem rupturas e pode ocorrer sangramento nos tecidos. Se a ruptura ocorre no encéfalo, esta é chamada de hemorragia cerebral, e pode causar a perda da função neurológica, comumente chamada de derrame (AVE). Se a ruptura ocorrer em uma artéria grande, como a aorta descendente, a perda rápida de sangue para dentro da cavidade abdominal causará queda da pressão sanguínea para abaixo do mínimo crítico. Sem tratamento imediato, a ruptura de uma artéria grande é fatal. Tutoria ESFIGMOMANOMETRIA Estimamos a pressão arterial na artéria radial do braço utilizando um esfigmomanômetro, um instrumento que consiste em um manguito inflável e um manômetro de pressão. Um manguito envolve o braço e é inflado até exercer uma pressão mais alta do que a pressão sistólica que impulsiona o sangue arterial. Quando a pressão do manguito excede a pressão arterial, o fluxo sanguíneo para a porção inferior do braço é interrompido. Agora, a pressão no manguito é gradualmente diminuída. Quando a pressão no manguito cai abaixo da pressão sanguínea arterial sistólica, o sangue começa a fluir novamente. Quando o sangue passa na artéria ainda comprimida, um ruído bem definido, chamado de som de Korotkoff, pode ser escutado a cada onda de pressão. Os sons de Korotkoff são causados pelo fluxo turbulento do sangue através da área comprimida. Quando o manguito de pressão não comprime mais a artéria, o fluxo fica mais lento e os sons desaparecem. A pressão na qual o primeiro som de Korotkoff é escutado representa a pressão mais alta na artéria e é registrada como pressão sistólica. O ponto no qual o som de Korotkoff desaparece é a pressão mais baixa na artéria e é registrada como pressão diastólica. Por convenção, a pressão arterial é escrita como pressão sistólica sobre a diastólica. Por anos, o valor “médio” da pressão sanguínea tem sido considerado como 120/80. Contudo, assim como muitos valores fisiológicos médios, esses números estão sujeitos a uma grande variabilidade de uma pessoa para outra, e mesmo em um único indivíduo, de um momento para outro. Uma pressão sistólica que está constantemente acima de 140 mmHg no indivíduo em repouso ou uma pressão diastólica que está cronicamente acima de 90 mmHg são consideradas sinal de hipertensão, em uma pessoa saudável sob outros aspectos. Pessoas com pressão sistólica constantemente entre 120 e 139 ou diastólica entre 80 e 89 agora são consideradas como pré-hipertensas e devem ser aconselhadas a modificarem seu estilo de vida, a fim de reduzir sua pressão arterial. Tutoria DÉBITO CARDÍACO E A RESISTÊNCIA PERIFÉRICA DETERMINAM A PRESSÃO ARTERIAL MÉDIA A PAM é a força propulsora do fluxo sanguíneo, mas o que determina essa força? A pressão arterial é um balanço entre o fluxo sanguíneo que entrando dentro das artérias e o fluxo sanguíneo está saindo para fora das artérias. Se o fluxo para dentro excede o fluxo para fora, o volume sanguíneo nas artérias aumenta e a pressão arterial média também. Se o fluxo para fora excede o para dentro, o volume diminui e a pressão arterial média cai. Basicamente: está saindo pouca quantidade de sangue das artérias? O sistema vai enviar mais sangue, o volume sanguíneo na artéria aumenta e pressão arterial também. Está saindo muito sangue das artérias? O sistema vai enviar menos sangue, diminui o volume e a pressão arterial média aumenta. O fluxo sanguíneo para dentro da aorta é igual ao débito cardíaco do ventrículo esquerdo. O fluxo sanguíneo para fora das artérias é influenciado principalmente pela resistência periférica, definida como a resistência ao fluxo oferecida pelas arteríolas. Então, a PAM é proporcional ao débito cardíaco (DC) vezes a resistência (R) das arteríolas: Veremos como isso funciona. Se o débito cardíaco aumenta, o coração bombeiamais sangue para dentro das artérias por unidade de tempo. Se a resistência ao fluxo sanguíneo para fora das artérias não mudar, o fluxo para dentro das artérias fica maior que o fluxo para fora, o volume sanguíneo nas artérias aumenta, e a pressão sanguínea arterial sobe. Em outro exemplo, considere que o débito cardíaco permanece inalterado, mas a resistência periférica aumenta. O fluxo para dentro das artérias está inalterado, mas o fluxo para fora diminui. O sangue novamente se acumula nas artérias e a pressão arterial aumenta outra vez. Na maioria dos casos de hipertensão, acredita-se que ela seja causada pelo aumento da resistência periférica sem que ocorram alterações no débito cardíaco. Dois fatores adicionais podem influenciar a pressão sanguínea arterial: a distribuição de sangue na circulação sistêmica e o volume total de sangue. A distribuição relativa de sangue entre os lados arterial e venoso da circulação pode ser um fator importante para manter a pressão sanguínea arterial. As artérias são vasos que contêm pouco volume sanguíneo e contêm somente cerca de 11% do volume total de sangue em qualquer momento. As veias, ao contrário, são vasos com grande volume sanguíneo, que contêm cerca de 60% do volume sanguíneo circulante em qualquer momento. As veias atuam como um reservatório de volume para a circulação sistêmica, armazenando sangue, que pode ser redistribuído para as artérias se necessário. Se a pressão arterial cai, a aumentada atividade simpática constringe as veias, diminuindo sua capacidade de reter volume. O retorno venoso aumenta, enviando sangue para o coração, o qual, de acordo com a lei de Frank-Starling do coração, bombeia todo o retorno venoso para o lado sistêmico da circulação. Assim, a constrição das veias redistribui sangue para o lado arterial da circulação e eleva a pressão arterial média. Tutoria FATORES NO VOLUME SANGUÍNEO QUE AFETAM A PRESSÃO ARTERIAL Embora o volume sanguíneo na circulação seja relativamente constante, mudanças no volume sanguíneo podem afetar a pressão arterial. Se o volume sanguíneo aumenta, a pressão arterial aumenta. Quando o volume sanguíneo diminui, a pressão arterial diminui. Embora o volume sanguíneo na circulação seja relativamente constante, mudanças no volume sanguíneo podem afetar a pressão arterial. Se o volume sanguíneo aumenta, a pressão arterial aumenta. Quando o volume sanguíneo diminui, a pressão arterial diminui. Pequenos aumentos no volume sanguíneo ocorrem durante o dia, devido à ingestão de alimentos e líquidos, contudo, em geral, esses aumentos não geram mudanças duradouras na pressão sanguínea, devido às compensações homeostáticas. Ajustes ao volume sanguíneo aumentado são de responsabilidade dos rins. Se o volume sanguíneo aumenta, os rins restabelecem o volume normal por excretar o excesso de água na urina. A compensação para a diminuição do volume sanguíneo é mais difícil e necessita de uma resposta integrada dos rins e do sistema circulatório. Se o volume sanguíneo diminui, os rins não podem restabelecer a perda de líquidos. Os rins podem apenas conservar o volume sanguíneo e, assim, prevenir diminuições adicionais da pressão arterial. A única forma de restaurar o volume de líquido perdido é pela ingestão de líquidos ou por infusão intravenosa. A restauração do volume perdido deve ocorrer a partir do meio externo. A compensação cardiovascular para o volume sanguíneo diminuído inclui vasoconstrição e aumento da estimulação simpática ao coração, a fim de aumentar o débito cardíaco. Contudo, há limites para a efetividade da compensação cardiovascular. Se a perda de líquido é muito grande, o corpo não pode manter uma pressão arterial adequada. Eventos típicos que podem causar mudanças significativas no volume sanguíneo, incluem a desidratação, a hemorragia e a ingestão de grande quantidade de líquido. Tutoria OBJETIVO 3 SISTEMA RENINA, ANGIOTENSINA E ALDOSTERONA Todos os órgãos do nosso organismo precisam receber fluxo sanguíneo. Para isso, o músculo cardíaco precisa bombear na medida certa para garantir a circulação do sangue até as extremidades. O sangue, para circular pelas veias e artérias, necessita de uma determinada pressão gerada pelo coração e que se transfere inicialmente para as artérias em maior intensidade e depois para as veias. O ideal é que a pressão sanguínea se mantenha estabilizada para garantir um fluxo equilibrado e contínuo de nutrientes e oxigênio para todo o corpo. Porém, em algumas situações pode acontecer de ela cair, e quando isso acontece, o organismo ativa o sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona. A função dele é manter a pressão arterial equilibrada e garantir o balanço hídrico do organismo, ou seja, a quantidade de água e sódio que o organismo deve manter ou eliminar, lembrando que o sódio é o principal mineral envolvido no controle da pressão arterial. O sistema Renina-Angiotensina- Aldosterona recebe esse nome por causa da interação entre esses três hormônios. Eles atuam de uma forma sequencial para que aconteçam reações orgânicas que vão equilibrar a pressão sanguínea e a quantidade de sódio e água do organismo. Esse sistema é ativado pelo próprio organismo quando é identificado um quadro de hipotensão, ou seja, quando a pressão cai. Assim, ele atua para reverter essa tendência induzindo os vasos sanguíneos a reduzirem o seu diâmetro, ou seja, provocando uma vasoconstrição. Isso porque as veias atuam como um reservatório de sangue. Se a pressão arterial cai, a constrição das veias irá diminuir sua capacidade de reter volume. Dessa forma, o sangue será distribuído de forma mais rápida. Logo, o retorno venoso será maior, o volume sistólico também será maior e consequentemente a pressão arterial irá aumentar. 1ª ETAPA – CONVERSÃO DA PRÓ-RENINA EM RENINA Quando acontece uma queda da pressão arterial também ocorre uma redução da absorção de líquidos pelos rins por meio dos vasos (pertusão renal). Essa reação é captada pelos receptores que estão presentes nas arteríolas conectadas aos rins. Então, inicia-se a conversão da Pró-renina em Renina. É a estimulação dos nervos renais que aumenta a secreção da renina pelas células. 1ª ETAPA – CONVERSÃO DA PRÓ-RENINA EM RENINA Quando acontece uma queda da pressão arterial também ocorre uma redução da absorção de líquidos pelos rins por meio dos vasos (pertusão renal). Essa reação é captada pelos receptores que estão presentes nas arteríolas conectadas aos rins. Então, inicia-se a conversão da Pró-renina em Renina. A pró- renina é uma proteína precursora de renina. É a estimulação dos nervos renais que aumenta a secreção da renina pelas células. 2ª ETAPA – LIBERAÇÃO DE ANGIOTENSINA I Nessa etapa acontece uma segunda reação desencadeada pela renina. Quando presente no plasma sanguíneo, ela atua na conversão de Angiotensinogênio (proteína circulante no sangue) em Angiotensina I, que tem uma atividade biológica mais baixa. 3ª ETAPA – CONVERSÃO DA ANGIOTENSINA I EM ANGIOTENSINA II Nesse momento entra em ação uma outra enzima, localizada predominantemente nos rins chamada de Conversora de Tutoria Angiotensina (ECA). A ação dessa enzima de conversão acontece nos pulmões e nos rins, desencadeando uma reação catalisadora que converte a angiotensina I em Angiotensina II. Nessa etapa acontece uma segunda reação desencadeada pela renina. Quando presente no plasma sanguíneo, ela atua na conversão de Angiotensinogênio (proteína circulante no sangue) em Angiotensina I, que tem uma atividade biológica mais baixa. 4ª ETAPA – LIBERAÇÃO DA ALDOSTERONA Com a ativação da Angiotensina II, hormônio vasoconstritor ativado, ele vai atuar no córtex das glândulassuprarrenais fazendo com que a aldosterona seja sintetizada e secretada. Esse hormônio atua nas células dos rins incentivando o órgão a aumentar a reabsorção de sódio. Com isso, há um aumento da quantidade de líquido dentro dos vasos sanguíneos com objetivo de corrigir os níveis de pressão arterial. 5ª ETAPA – ESTÍMULO RENAL DIRETO Voltando à ação da Angiotensina II, ela vai atuar estimulando a troca de sódio e hidrogênio nesse órgão. Ao mesmo tempo, vai aumentar a retenção renal de sódio e também de bicarbonato. 6ª ETAPA – AUMENTO DA SEDE E AÇÃO ANTIDIURÉTICA Nessa etapa de ativação do sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona, a Angiotensina II vai atuar mais uma vez. Porém, aqui ela estimulará o hipotálamo a aumentar a sensação de sede, para que a pessoa seja incentivada a beber água. Ao mesmo tempo, ocorre o estímulo da secreção do Hormônio Antidiurético ( ADH) para que o organismo retenha mais água ingerida ou produzida pelo metabolismo. 7ª ETAPA – VASOCONSTRIÇÃO Como explicamos, o sistema Renina- Angiotensina-Aldosterona também vai provocar uma redução do diâmetro dos vasos sanguíneos pela ação da Angiotensina II. Ela vai atuar diretamente sobre as pequenas artérias e arteríolas fazendo com que se contraiam. Tutoria AUTORREGULAÇÃO MIOGÊNICA AJUSTA O FLUXO SANGUÍNEO O músculo liso vascular tem a capacidade de regular seu próprio estado de contração, um processo chamado de autorregulação miogênica. Na ausência da autorregulação, um aumento na pressão arterial aumenta o fluxo sanguíneo por uma arteríola. Contudo, quando as fibras da musculatura lisa nas paredes das arteríolas se distendem devido ao aumento da pressão arterial, a arteríola contrai. Essa vasoconstrição aumenta a resistência oferecida pela arteríola, diminuindo automaticamente o fluxo sanguíneo por este vaso. Com essa resposta simples e direta à pressão, as arteríolas têm uma habilidade limitada de regular seu próprio fluxo sanguíneo. Como a autorregulação miogênica funciona no nível celular? Quando as células do músculo liso vascular das arteríolas são estiradas, canais mecanicamente ativados se abrem na membrana do músculo. A entrada de cátions despolariza a célula. A despolarização abre canais de cálcio dependentes de voltagem, e íons de cálcio flui para o interior da célula, a favor de seu gradiente eletroquímico. O cálcio, entrando na célula, combina-se com a calmodulina e ativa a cinase da cadeia leve da miosina (MLCK). A MLCK, por sua vez, aumenta a atividade da ATPase miosínica e a atividade das ligações cruzadas, resultando em contração. SINAIS PARÁCRINOS INFLUENCIAM O MÚSCULO LISO VASCULAR O controle local é uma estratégia importante pela qual os tecidos individuais regulam seu próprio suprimento sanguíneo. Em um tecido, o fluxo sanguíneo para capilares individuais pode ser regulado pelos esfincteres pré-capilares, descritos anteriormente. Quando estes pequenos feixes de músculo liso nas junções metarteríola-capilar se contraem, eles restringem o fluxo sanguíneo para os capilares. Quando os esfincteres relaxam, o fluxo sanguíneo para os capilares aumenta. Esse mecanismo fornece mais um ponto de controle local do fluxo sanguíneo. A regulação local também ocorre pela mudança da resistência arteriolar em um tecido. Isso é realizado por moléculas parácrinas (incluindo os gases O2, CO2 e NO) secretadas pelo endotélio vascular ou por células para as quais as arteríolas estão suprindo sangue. As concentrações de muitas moléculas parácrinas se alteram quando as células se tornam mais ou menos ativas metabolicamente. Por exemplo, se o metabolismo aeróbio aumenta, os níveis de O2 diminuem, ao passo que a produção de CO2 se eleva. Tanto o baixo O2 quanto o alto CO2 dilatam as arteríolas. Esta vasodilatação aumenta o fluxo sanguíneo para o tecido, trazendo mais O2 para atender à aumentada demanda metabólica e remover o excesso de CO2. O processo no qual um aumento do fluxo sanguíneo acompanha um aumento da atividade metabólica é chamado de hiperemia ativa. Se o fluxo sanguíneo para um tecido é ocluído por poucos segundos a minutos, os níveis de O2 caem, e os sinais metabólicos parácrinos, como CO2 e H_, acumulam-se no líquido intersticial. A hipóxia local faz as células endoteliais sintetizarem o vasodilatador óxido Tutoria nítrico. Quando o fluxo sanguíneo para o tecido é retomado, as concentrações aumentadas de NO, CO2 e outras moléculas parácrinas desencadeiam imediatamente uma significativa vasodilatação. À medida que os vasodilatadores são metabolizados ou removidos pela restauração do fluxo sanguíneo no tecido, o raio da arteríola gradualmente volta ao normal. Um aumento no fluxo sanguíneo tecidual após um período de baixa perfusão (fluxo sanguíneo) é chamado de hiperemia reativa. O óxido nítrico é provavelmente mais conhecido por seu papel no reflexo de ereção masculina: medicamentos usados para tratar a disfunção erétil prolongam a atividade do NO. Suspeita--se que diminuições na atividade endógena do NO desempenham um papel em outras condições médicas, incluindo hipertensão e pré-eclâmpsia, uma elevada pressão arterial que, algumas vezes, ocorre durante a gestação. Outro sinal vasodilatador parácrino é o nucleotídeo adenosina. Se o consumo de oxigênio pelo músculo cardíaco exceder a taxa de suprimento de oxigênio pelo sangue, haverá hipóxia miocárdica. Em resposta ao baixo oxigênio no tecido, as células miocárdicas liberam adenosina. A adenosina dilata as arteríolas coronárias em uma tentativa de trazer fluxo sanguíneo adicional para o músculo. Nem todas as moléculas vasoativas parácrinas refletem mudanças no metabolismo. Por exemplo, as cininas e a histamina são potentes vasodilatadores que desempenham um papel na inflamação. A serotonina (5-HT), mencionada previamente como um neurotransmissor do SNC (p. 294), é também uma molécula sinalizadora vasoconstritora liberada pelas plaquetas ativadas. Quando os vasos sanguíneos lesados ativam as plaquetas, a subsequente vasoconstrição mediada pela serotonina ajuda a diminuir a perda de sangue. Agonistas da serotonina, chamados de triptanos (p. ex., sumatriptano), são fármacos que se ligam aos receptores 5-HT1 e promovem vasoconstrição. Esses fármacos são utilizados para tratar enxaquecas (dores de cabeça), que são causadas por uma vasodilatação encefálica inadequada. A DIVISÃO SIMPÁTICA CONTROLA A MAIORIA DOS MÚSCULOS LISOS VASCULARES A contração do músculo liso nas arteríolas é regulada por sinais neurais e hormonais, além de pela produção local de substâncias parácrinas. Entre os hormônios com significativas propriedades vasoativas, estão o peptídeo natriurético atrial (PNA) e a angiotensina II (ANG II). Esses hormônios também têm efeitos significativos na excreção renal de íons e água. A maioria das arteríolas sistêmicas é inervada por neurônios simpáticos. Uma notável exceção é o caso das arteríolas envolvidas no reflexo da ereção do pênis e do clitóris. Elas são controladas indiretamente pela inervação parassimpática. A acetilcolina dos neurônios parassimpáticos promove liberação parácrina de óxido nítrico, resultando em vasodilatação. A descarga tônica de noradrenalina dos neurônios simpáticos ajuda a manter o tônus das arteríolas. A noradrenalina liga-se aos receptores alfa nos músculos lisos vasculares, causando vasoconstrição. Se a liberação simpática de noradrenalina diminui, as Tutoria arteríolas dilatam. Se a estimulação simpática aumenta, as arteríolas contraem. A adrenalina proveniente da medula da glândula suprarrenal circula pelo sangue e se liga aos receptores alfa, reforçandoa vasoconstrição. Contudo, os receptores alfa têm uma menor afinidade pela adrenalina e não respondem tão fortemente a ela como à noradrenalina. Além disso, a adrenalina liga-se a receptores Beta, encontrados no músculo liso vascular do coração, no fígado e nas arteríolas do músculo esquelético. Esses receptores receptores não são inervados e, portanto, respondem principalmente à adrenalina circulante. A ativação dos receptores Beta vasculares pela adrenalina causa vasodilatação. Um modo de lembrar quais arteríolas teciduais têm receptores beta é pensar na resposta de luta ou fuga a um evento estressante. Essa resposta inclui um aumento generalizado na atividade simpática, juntamente com a liberação de adrenalina. Vasos sanguíneos que possuem receptores beta dilatam em resposta à adrenalina. Assim, a vasodilatação mediada por beta aumenta o fluxo sanguíneo para o coração, o músculo esquelético, o fígado e para os tecidos que estão ativos durante a resposta de luta ou fuga. (O fígado produz glicose para uso na contração muscular.) Durante a resposta de luta ou fuga, a atividade simpática aumentada nos receptores alfa arteriolares causa vasoconstrição. O aumento na resistência desvia sangue de órgãos não essenciais, como o trato gastrintestinal, para os músculos esqueléticos, o fígado e o coração. O mapa na Figura 15.11b resume os vários fatores que influenciam o fluxo sanguíneo no corpo. A pressão para direcionar o fluxo sanguíneo é criada pelo bombeamento cardíaco e capturada pelo reservatório de pressão arterial, como refletido pela pressão arterial média. O fluxo através do corpo como um todo é igual ao débito cardíaco, porém o fluxo para tecidos individuais pode ser alterado por mudanças seletivas nas arteríolas dos tecidos. Na próxima seção, consideraremos a relação entre fluxo sanguíneo e resistência arteriolar. Tutoria TROCAS CAPILARES O transporte de materiais pelo corpo é somente parte da função do sistema circulatório. Uma vez que o sangue alcança os capilares, o plasma e as células trocam materiais através das finas paredes dos capilares. A maioria das células está localizada a uma distância de 0,1 mm do capilar mais próximo, e a difusão ocorre rapidamente através dessa pequena distância. A densidade de capilares em qualquer tecido está diretamente relacionada à atividade metabólica das células do tecido. Tecidos com maior taxa metabólica requerem mais oxigênio e nutrientes. Esses tecidos têm mais capilares por unidade de área. O tecido subcutâneo e o cartilaginoso têm a menor densidade capilar. Músculos e glândulas têm a densidade mais elevada entre todos os tecidos. Estima-se que o corpo humano adulto tem aproximadamente 85.000 km de capilares, com um total de área de superfície de troca de mais de 6.300 m2, quase a área de dois campos de futebol. Os capilares têm a parede mais fina de todos os vasos sanguíneos, composta de uma única camada de células endoteliais achatadas sustentadas por uma lâmina basal. O diâmetro de um capilar é aproximadamente o de um eritrócito, forçando os eritrócitos a se espremerem em uma fila simples. As junções celulares presentes entre as células endoteliais variam de tecido para tecido e ajudam a determinar a permeabilidade do capilar. Os capilares mais comuns são os capilares contínuos, cujas células endoteliais são unidas entre si com junções de vazamento (FIG. 15.16a). Esses capilares são encontrados no músculo, no tecido conectivo e no tecido neural. Os capilares contínuos do cérebro estão envolvidos na formação da barreira hematencefálica, com junções apertadas que ajudam a proteger o tecido neural de toxinas que podem estar presentes na corrente sanguínea (p. 282). Os capilares fenestrados têm grandes poros, os quais permitem a passagem rápida de grandes volumes de fluido entre o plasma e o líquido intersticial (Fig. 15.16b). Esses capilares são encontrados principalmente no rim e no intestino, onde eles estão associados ao epitélio transportador absortivo. Três tecidos – a medula óssea, o fígado e o baço – não têm capilares típicos. Em vez disso, eles têm vasos modificados, denominados sinusoides, que são até cinco vezes mais largos que um capilar. O endotélio sinusoide tem fenestrações, e também pode apresentar espaços entre as células. Os sinusoides são encontrados em locais onde as células do sangue e as proteínas plasmáticas precisam cruzar o endotélio para entrar no sangue. (Fig. 16.4c, Foco em: Medula óssea, mostra as células sanguíneas deixando a medula óssea, espremendo-se entre as células endoteliais.) No fígado, o endotélio sinusoidal não tem uma lâmina basal, o que facilita ainda mais as trocas entre o plasma e o líquido intersticial. A taxa em que o sangue flui através dos capilares desempenha um papel importante na eficiência da troca entre o sangue e o líquido intersticial. Em uma taxa de fluxo constante, a velocidade do fluxo é mais alta em um tubo de diâmetro menor do que em um mais largo (p. 442). A partir disso, você poderia concluir que o sangue deve se mover muito rápido nos Tutoria capilares, uma vez que eles são os menores vasos sanguíneos. Contudo, o principal determinante da velocidade não é o diâmetro de um capilar individual, mas a área de secção transversal total de todos os capilares. O que é área de secção transversal total? Imagine círculos representando secções transversais de todos os capilares colocados lado a lado, e você terá a área de secção transversal total. Ou pense em um pacote de espaguete: cada espaguete tem um diâmetro muito pequeno, mas se você juntar muitos deles em suas mãos, a área total ocupada por eles é bastante grande. É isso que acontece com os capilares. Mesmo que um único capilar tenha um diâmetro muito pequeno, quando você os coloca todos juntos, seus diâmetros somados cobrem uma área muito maior do que as áreas de secção transversal total de todas as artérias e veias combinadas. Portanto, uma vez que a área de secção transversal total dos capilares é muito grande, a velocidade de fluxo é baixa. A FIGURA 15.17 compara áreas de secção transversal de diferentes partes da circulação sistêmica com a velocidade do fluxo sanguíneo em cada parte. O fluxo mais rápido está no sistema de artérias com diâmetro relativamente pequeno. O fluxo mais lento está nos capilares e nas vênulas, os quais coletivamente têm a maior área de secção transversal. A velocidade baixa do fluxo pelos capilares é uma característica útil que permite que a difusão tenha tempo suficiente para atingir o equilíbrio (p. 134). A MAIOR PARTE DAS TROCAS CAPILARES OCORREM POR DIFUSÃO E TRANSCITOSE A troca entre o plasma e o líquido intersticial ocorre ou por movimento entre as células endoteliais (via paracelular) ou por movimento através das células (transporte endotelial). Pequenos solutos dissolvidos e gases movem-se por difusão entre ou através das células, dependendo da sua solubilidade lipídica (p. 136). Solutos maiores e proteínas movem-se principalmente por transporte vesicular (p. 147). A taxa de difusão dos solutos dissolvidos é basicamente determinada pelo gradiente de concentração entre o plasma e o líquido intersticial. O oxigênio e o dióxido de carbono difundem-se livremente através do fino endotélio. Suas concentrações plasmáticas alcançam o equilíbrio com o líquido intersticial e com as células à medida que o sangue alcança a extremidade venosa Tutoria do capilar. Nos capilares com junções celulares permeáveis, a maioria dos pequenos solutos dissolvidos pode difundir-se livremente entre as células ou através das fenestras. Nos capilares contínuos, as células sanguíneas e a maioria das proteínas plasmáticas sãoincapazes de atravessar as junções entre as células endoteliais dos capilares. Contudo, sabemos que as proteínas se movem do plasma para o líquido intersticial e vice-versa. Na maioria dos capilares, moléculas maiores (incluindo certas proteínas) são transportadas através do endotélio por transcitose (p. 152). A superfície das células endoteliais aparece pontilhada com numerosas cavéolas e depressões não revestidas, que se tornam vesículas para a transcitose. Em alguns capilares, cadeias de vesículas fundem-se, formando canais abertos que se estendem através da célula endotelial (Fig. 15.16). A FILTRAÇÃO CAPILAR E A ABSORÇÃO OCORREM POR FLUXO DE MASSA Uma terceira maneira de os capilares realizarem as trocas é pelo fluxo de massa para dentro e para fora do capilar. Fluxo de massa refere-se ao movimento de massa do líquido como resultado de gradientes de pressão hidrostática ou osmótica. Se a direção do fluxo de massa é para dentro dos capilares, o movimento do líquido é chamado de absorção. Se a direção do fluxo é para fora dos capilares, o movimento do líquido é chamado de filtração. A filtração capilar é causada pela pressão hidrostática que força o líquido a sair dos capilares através de junções celulares permeáveis. Como analogia, pense em uma mangueira de jardim com perfurações nas suas paredes que permitem que a água esguiche para fora. A maioria dos capilares apresenta uma transição da filtração resultante na extremidade arterial para a absorção resultante na extremidade venosa. Existem algumas exceções para essa regra. Os capilares de parte dos rins filtram líquido ao longo de todo o seu comprimento, por exemplo, e alguns capilares no intestino são somente abortivos, capturando nutrientes digeridos que tenham sido transportados do lúmen do intestino para o líquido intersticial. Duas forças regulam o fluxo de massa nos capilares. Uma é a pressão hidrostática, o componente de pressão lateral do fluxo sanguíneo que empurra o líquido para fora dos poros dos capilares (p. 440), e a outra é a pressão osmótica (p. 126). Essas forças algumas vezes são chamadas de forças de Starling, visto que o fisiologista inglês E. H. Starling foi quem primeiro as descreveu (o mesmo Starling da lei de Frank-Starling do coração). A pressão osmótica é determinada pela concentração de solutos em um compartimento. A principal diferença entre os solutos do plasma e do líquido intersticial é devida às proteínas, as quais estão presentes no plasma, porém a maioria está ausente no líquido intersticial. A pressão osmótica criada pela presença dessas proteínas é denominada pressão coloidosmótica, também chamada de pressão oncótica. A pressão coloidosmótica não é equivalente à pressão osmótica total em um capilar. Ela é apenas uma medida da pressão osmótica criada pelas proteínas. Devido ao endotélio capilar ser livremente permeável a íons e outros solutos do plasma e do líquido intersticial, esses outros solutos não contribuem para o gradiente osmótico. Tutoria Se assumirmos que as pressões hidrostática e coloidosmótica intersticiais são zero, como discutido anteriormente, então a pressão resultante que direciona o fluxo de líquido através do capilar é determinada pela diferença entre a pressão hidrostática Pcap e a pressão coloidosmótica (pi): Tutoria OBJETIVO 4: REFLEXOS CARDIOVASCULARES REGULAÇÃO DA FUNÇÃO CARDIOVASCULAR O sistema nervoso central coordena o controle reflexo da pressão arterial e a distribuição de sangue aos tecidos. O principal centro integrador situa-se no bulbo. Pela complexidade das redes neurais envolvidas no controle cardiovascular, simplificaremos esta discussão e nos referiremos à rede do SNC como centro de controle cardiovascular (CCC). A principal função do centro de controle cardiovascular é garantir fluxo sanguíneo adequado ao encéfalo e ao coração, mantendo uma pressão arterial média suficiente. Contudo, o CCC também recebe influências de outras partes do encéfalo e tem capacidade para alterar a função de alguns órgãos ou tecidos, sem alterar a função de outros. Por exemplo, os centros termorreguladores do hipotálamo se comunicam com o CCC para alterar o fluxo sanguíneo para a pele. A comunicação encéfalo-intestino após uma refeição aumenta o fluxo sanguíneo para o trato intestinal. O controle reflexo do fluxo sanguíneo para tecidos específicos altera a pressão arterial média, de modo que o CCC está constantemente monitorando e ajustando suas eferências para manter a homeostasia. BARORRECEPTORES No bulbo (estrutura do tronco encefálico), há um centro de controle cardiovascular bulbar. Esse centro de controle precisa de informações da periferia para manter a pressão arterial constante. Quem informa o bulbo são os barorreceptores. Dessa forma, a principal via reflexa para o controle de condições constantes da pressão arterial média é o reflexo barorreceptor. Os componentes do reflexo estão ilustrados numa imagem abaixo: Os barorreceptores são reflexos rápidos que visam manter a pressão arterial constante por meio de alterações nas inferências do sistema nervoso simpático e parassimpático. Os barorreceptores estão presente na parede do vaso e são sensíveis as alterações de pressão nesses vasos. Dessa forma, quando a pressão sobre aquele vaso está maior, ele percebe isso e irá enviar sinais. Barorreceptores estão presente no arco aórtico e no seio carotídeo, região onde a artéria carótida comum se bifurca em carótida interna e externa. Eles monitoram continuamente a pressão do sangue que flui para o cérebro (barorreceptores carotídeos) e para o corpo (barorreceptores aórticos). Os barorreceptores carotídeos e aórticos são receptores que disparam potenciais de ação continuamente durante a pressão arterial normal. Quando a pressão arterial nas artérias aumenta, a membrana dos barorreceptores estira, e a frequência de disparos do receptor aumenta. Se a pressão sanguínea cai, a frequência de disparos do receptor diminui. Os sinais dos reflexos barorreceptores são enviados pelo nervo glossofaríngeo e o nervo vago. A princípio, a informação do barorreceptores chega ao núcleo solitário, este, por sua vez, irá mandar a informação para bulbo. O núcleo solitário comanda alterações nos centros vasomotores. O bulbo irá tomar uma decisão: ativar os neurônios simpáticos ou parassimpáticos. Quando ele ativa um desses neurônios, o outro Tutoria é inibido, de modo que ação de um dos nervos sobressaia com o outro. Os neurônios simpáticos vão promover venoconstrição, vasoconstrição, aumento da força de contração do ventrículo e aumento da frequência cardíaca. Tudo isso irá influenciar o aumento da pressão arterial. Os neurônios parassimpáticos vai diminuir a frequência cardíaca e consequentemente diminuir a pressão arterial. A resposta do reflexo barorreceptor é muito rápida: mudanças no débito cardíaco e na resistência periférica ocorrem dentro de dois batimentos cardíacos após o estímulo. A aumentada atividade simpática aumenta a frequência cardíaca, encurta o tempo de condução através do nó AV e aumenta a força de contração miocárdica. Aumentando a atividade parassimpática, ocorre diminuição da frequência cardíaca, mas somente um pequeno efeito na contração ventricular. Aumentou a pressão arterial: Os barorreceptores aumentam sua frequência de disparos quando a pressão arterial aumenta, ativando o centro de controle cardiovascular bulbar. Em resposta, o centro de controle cardiovascular aumenta a atividade parassimpática e diminui a atividade simpática, a fim de reduzir a atividade do coração e dilatar as arteríolas. Quando a frequência cardíaca cai, o débito cardíaco também cai. Nos vasos, adiminuída atividade simpática causa dilatação das arteríolas, reduzindo sua resistência e permitindo maior saída de fluxo sanguíneo das artérias. Como a pressão arterial média é diretamente proporcional ao débito cardíaco e à resistência periférica, a combinação do reduzido débito cardíaco e da diminuída resistência periférica reduz a pressão arterial média. Diminuiu a pressão arterial: Barorreceptores vão informar o centro de controle do bulbo e os neurônios simpáticos serão ativados. Com isso, a pressão arterial aumenta. Os sinais nervosos agem especialmente (a) aumentando a força do bombeamento cardíaco; (b) causando constrição dos grandes reservatórios venosos, para levar mais sangue para o coração; e (c) ocasionando constrição generalizada das arteríolas em muitos tecidos, de modo que maior quantidade de sangue se acumula nas grandes artérias, aumentando a pressão arterial. Uma mudança na pressão arterial pode resultar de uma alteração em ambos, débito cardíaco e resistência periférica, ou uma mudança em apenas uma das duas variáveis. A HIPOTENSÃO ORTOSTÁTICA DESENCADEIA O REFLEXO BARRORECEPTOR O reflexo barorreceptor funciona a cada manhã quando você levanta da cama. Quando Tutoria você está deitado, a força gravitacional está distribuída uniformemente por toda a extensão do seu corpo, e o sangue está distribuído uniformemente por toda a circulação. Quando você levanta, a gravidade faz o sangue se acumular nas extremidades inferiores. Esse acúmulo cria uma diminuição instantânea do retorno venoso de forma que haverá menos sangue nos ventrículos no início da próxima contração. O débito cardíaco cai de 5 L/min para 3 L/min, fazendo a pressão arterial diminuir. Essa diminuição da pressão arterial na posição de pé é chamada de hipotensão ortostática. A hipotensão ortostática normalmente desencadeia o reflexo barorreceptor. O resultado é um aumento no débito cardíaco e na resistência periférica, que, juntos, aumentam a pressão arterial média e a trazem de volta ao normal dentro de dois batimentos cardíacos. A bomba musculoesquelética também contribui para essa recuperação, aumentando o retorno venoso quando os músculos abdominais e dos membros inferiores contraem para manter a posição ereta. Entretanto, o reflexo barorreceptor nem sempre é eficaz. Por exemplo, durante o repouso prolongado na cama ou em condições de gravidade zero de voos espaciais, o sangue que vem das extremidades inferiores é distribuído uniformemente por todo o corpo, em vez de ficar acumulado nessas extremidades. Esta distribuição uniforme eleva a pressão arterial, fazendo os rins excretarem o que o corpo percebe como excesso de fluido. Durante o curso de três dias de repouso na cama ou no espaço, a excreção de água leva a uma redução de 12% no volume sanguíneo. Quando a pessoa finalmente levanta da cama ou retorna à Terra, a gravidade novamente faz o sangue se acumular nas pernas. A hipotensão ortostática ocorre, e os barorreceptores tentam compensar. Nesse caso, contudo, o sistema circulatório é incapaz de restaurar a pressão normal, devido à perda de volume sanguíneo. Como resultado, o indivíduo pode se sentir tonto ou mesmo desmaiar devido à redução da oferta de oxigênio ao encéfalo. BARORRECEPTORES CARDIOPULMONARES Além desses barorreceptores da aorta e seio carotídeo, existe os barorreflexos cardiopulmonares. Estes são sensíveis a alterações de volume de fluidos e não a alterações de pressão. Estão presentes no seio da artéria pulmonar e também na parede atrial. INFLUÊNCIA DE OUTROS SISTEMAS NA FUNÇÃO CARDIOVASCULAR A função cardiovascular pode ser modulada por sinais provenientes de outros receptores periféricos, além dos barorreceptores. Por exemplo, os quimiorreceptores. Os quimiorreceptores ativados pelos baixos níveis sanguíneos de oxigênio vão atuar no sistema circulatório e no sistema respiratório. Quando a disponibilidade de oxigênio (O2) no sangue é reduzida, ocorre um acúmulo de dióxido de carbono (CO2) e de íons de hidrogênio no sangue. No sangue, o oxigênio está sendo carregado pela hemoglobina (proteína presente na hemácia) e também está circulando pelo plasma (em pouca quantidade, pois é pouco solúvel). Neste caso, se há pouco oxigênio naquela artéria, isso significa que não há quantidade suficiente de sangue fluindo por aquela região e a pressão arterial está baixa. Entretanto, o reflexo quimiorreceptor não é controlador potente da pressão arterial, até que esta caia abaixo de 80 mmHg. Portanto, apenas sob pressões mais baixas é que esse reflexo passa a ser importante para Tutoria ajudar a prevenir quedas ainda maiores da pressão arterial. Segundo o Guyton, os quimiorreceptores são células sensíveis ao baixo nível de oxigênio e ao excesso de dióxido de carbono e de íons hidrogênio. Eles estão situados em diversos pequenos órgãos quimiorreceptores, com dimensões de cerca de 2 milímetros. Esses pequenos órgãos quimiorreceptores também são chamados de corpos carotídeos ou corpos aórticos. É uma estrutura em formato de ovoide composto por células quimiorreceptores que se situa na bifurcação da artéria carótida comum e também na aorta. . Fonte da imagem: https://www.scielo.br/j/abc/a/bXdPznQtSqPZ YgQyS9KNrrL/?lang=pt#ModalFigfig01 Corpo carotídeo: https://www.researchgate.net/publication/33 9887650_Baroreflex_Amplification_and_Carot id_Body_Modulation_for_the_Treatment_of_R esistant_Hypertension Corpo aórtico: https://basicmedicalkey.com/wp- content/uploads/2016/06/m_bar_ch36_f00 4.png Cada corpo carotídeo ou aórtico recebe abundante fluxo sanguíneo por meio de pequena artéria nutriente; assim, os quimiorreceptores estão sempre em íntimo contato com o sangue arterial. O corpo quimiorreceptor, devido sua localização na aorta e no seio carotídeo, recebe o maior fluxo sanguíneo do sistema circulatório. Como o corpo quimiorreceptor consegue notar a baixa presença de oxigênio? https://www.scielo.br/j/abc/a/bXdPznQtSqPZYgQyS9KNrrL/?lang=pt#ModalFigfig01 https://www.scielo.br/j/abc/a/bXdPznQtSqPZYgQyS9KNrrL/?lang=pt#ModalFigfig01 https://www.researchgate.net/publication/339887650_Baroreflex_Amplification_and_Carotid_Body_Modulation_for_the_Treatment_of_Resistant_Hypertension https://www.researchgate.net/publication/339887650_Baroreflex_Amplification_and_Carotid_Body_Modulation_for_the_Treatment_of_Resistant_Hypertension https://www.researchgate.net/publication/339887650_Baroreflex_Amplification_and_Carotid_Body_Modulation_for_the_Treatment_of_Resistant_Hypertension https://www.researchgate.net/publication/339887650_Baroreflex_Amplification_and_Carotid_Body_Modulation_for_the_Treatment_of_Resistant_Hypertension https://basicmedicalkey.com/wp-content/uploads/2016/06/m_bar_ch36_f004.png https://basicmedicalkey.com/wp-content/uploads/2016/06/m_bar_ch36_f004.png https://basicmedicalkey.com/wp-content/uploads/2016/06/m_bar_ch36_f004.png Tutoria O corpo quimiorreceptor é formado por células quimiorreceptores, especificamente chamadas por células glômicas. Parte do oxigênio presente naquele vaso (oxigênio da hemoglobina e espalhado no plasma) vai entrar no corpo carotídeo ou corpo aórtico por meio de difusão simples. Se há muito oxigênio no sangue, muitas moléculas de oxigênio vão entrar na célula glômica. Mas se você não tem tanto oxigênio no sangue, não irá entrar muito oxigênio na célula glômica. Quando há pouco oxigênio dentro da célula glômica, a membrana dessa célula irá despolarizar. Dentro da célula glômica, existe Vesículas sinápticas, que são pequenas bolsas que servem para armazenar os neurotransmissores. Quando as vesículas sinápticas percebe a despolarização, ela irá enviar um sinal por meio dos nervos (vagos ou glossofaríngeo). Comoconsequência da pressão baixa e falta de fluxo sanguíneo nas artérias, ocorre um acúmulo de CO² no vaso sanguíneo e as células glõmicas também notam isso. O acúmulo de CO² no plasma é responsável pela seguinte reação química: CO² + H2O = H2CO3 (ácido carbônico) H2CO3, no plasma, se degrada em HCO3 (bicarbonato) + H+ (próton de hidrogênio) Dessa forma, se o nível de CO² está alto, o nível de H+ no sangue também será alto. É por isso que o quimiorreceptor é chamado de sensível ao oxigênio, dióxido de carbono e íons de hidrogênio. Quando o corpo carotídeo percebe a alteração desses três componentes, os quimiorreceptores enviam sinais por meio dos nervos de glossofaríngeo e pelos nervos vagos, dirigindo-se para o centro vasomotor do bulbo. Os sinais transmitidos pelos quimiorreceptores excitam o centro de controle cardiovascular bulbar, e essa resposta eleva a pressão arterial de volta ao normal. A ativação do quimiorreflexo causa aumento da atividade simpática, consequentemente ocorre aumento da frequência cardíaca e da pressão arterial. O quimiorreceptor tem ação mais importante no controle respiratório. O aumento da concentração de CO2 ou de íons hidrogênio também estimula os quimiorreceptores e, dessa forma, intensifica indiretamente a atividade respiratória. Vale ressaltar que o sistema respiratório e circulatório trabalham de forma complementar quando se trata de quimiorreceptores. Se os tecidos necessitam de mais oxigênio, o sistema circulatório e o respiratório trabalham juntos para fornecê-lo. Quando a concentração de O2 no sangue arterial baixa até menos que a normal, os quimiorreceptores são intensamente estimulados. Esse efeito se encontra ilustrado na Figura 42-5, que exibe o efeito dos diferentes níveis da Po2 arterial (pressão parcial de oxigênio) sobre a frequência dos impulsos nervosos do corpo carotídeo. Observe que a frequência dos impulsos é particularmente sensível às alterações da Po2 arterial situadas entre 60 e 30 mmHg, faixa de variação onde a saturação de hemoglobina com o O2 diminui rapidamente. A pressão parcial de um gás numa mistura gasosa de gases ideais corresponde à pressão que este exerceria caso estivesse sozinho ocupando todo o recipiente. Tutoria ALTERAÇÕES DE PRESSÃO ARTERIAL PROMOVIDAS PELO HIPOTÁLAMO Quando estamos em uma situação de estresse ou medo, por exemplo, um estímulo é enviado ao hipotálamo, que libera CRH, o Hormônio Liberador de Corticotrofina. Esse hormônio vai até a adeno-hipófise e estimula a produção de ACTH (hormônio adrenocorticotrópico). O ACTH, por sua vez, cai na corrente sanguínea e chega até a glândula adrenal (ou suprarrenais), estimulando a produção de glicocorticoides, como o cortisol e adrenalina. Adrenalina é um hormônio liberado pelas glândulas suprarrenais. Ele é liberado em situações de grande estresse físico (atividade física com desgaste intenso) ou mental. Ela é um neutrotransmissor que irá preparar o organismo para grande esforço físico. Para atuarem em nosso organismo, assim como a maioria das substâncias presentes em nosso organismo, a adrenalina precisa ligar-se a receptores específicos, principalmente receptores acoplados à proteína G. Esses receptores vão variar de acordo com o local onde se encontram. O receptor adrenérgico está ligado com aquele sistema GPCP, um sistema de proteínas que atravessam a membrana “sete vezes”. No exterior da célula, tem um sítio de ligação. Na parte do interior da célula, existe uma proteína G. Quando uma molécula-sinal (adrenalina) se liga a esse sítio de ligação do grupo GPCR, todos os 7 segmentos de GPCR vão se ligar a proteína G. Quando a proteína G fica ativada com ligação do grupo GPCR, ele recebe sinal da adrenalina (ligante). Proteínas-G são controladores moleculares que usam GDP (guanosina trifosfato) para controlar seu ciclo de sinalização. Quando GDP está ligado, a proteína-G está inativa. Para ativar esta proteína, GDP se quebra (hidroliza) para formar o GTP. Quando ocorre isso, a proteína G será dividida em três porções: subunidades alfa, beta e gama. A subunidade alfa irá liga-se a uma enzima alvo da membrana para gerar uma resposta a aquele sinal, enquanto as subunidades beta e gama se dissocia para ligar com outra enzima-alvo. As duas partes da proteína G ativadas – a subunidade α e o complexo βγ –podem, então, interagir diretamente com as proteínas-alvo (enzimas- alvo) localizadas na membrana plasmática, as quais, por sua vez, podem transmitir o sinal para outros destinos na célula. Após esses eventos, o GTP é hidrolisado em GDP novamente, e a molécula sinalizadora se solta do sítio de ligação do GPCR. Por fim, as subunidades beta e gama da proteína G voltam a se ligar com a subunidade alfa. Uma das ações de quando a molécula- sinal de adrenalina se liga a receptores acoplados a proteína G (receptor adrenérgico α1) é estimulação é o aumento de cálcio no interior da célula. Como consequência, contração do músculo radial e também a dilatação da pupila. Os receptores adrenérgicos ou adrenorreceptores pertencem à classe de receptores ligados à proteína G e que são alvos das catecolaminas (grupo de hormônios, como adrenalina). Também por conta da adrenalina estimulando a entrada de cálcio no interior da célula, outro efeito extremamente importante nas células que compõe o tecido muscular liso dos vasos é a vasoconstrição. A vasoconstrição aumenta a resistência vascular periférica (RVP) e, dessa forma, aumenta a pressão arterial (PA= DC x RVP). Além disso, realiza a contração dos vasos Tutoria venosos, provocando aumento do retorno venoso. Outra ação da molécula-sinal de adrenalina se liga a receptores acoplados a proteína G (receptor adrenérgico β1, esse receptor está presente principalmente no coração) é estimular o aumento da velocidade de condução do potencial de ação nas células contráteis, permitindo uma maior força de contração e consequentemente um aumento da frequência cardíaca. Neste caso, quando a subunidade alfa se liga a uma enzima-alvo, essa enzima-alvo é a fosfolipase C, que irá participar da formação de segundos mensageiros. Depois que a enzima fosfolipase C é ativada, ela degrada um lipídio presente na membrana chamado fosfatidil inositol 4,5 bifosfato (PI 4,5-bifosfato). A quebra do fosfatidil-inosital resulta em dois mensageiros secundários: trifosfato de inositol e diacilglicerol. Estes são os dois segundos mensageiros envolvidos nas respostas fisiológicas mediadas pela proteína G. Quando ocorre a degradação, o trifosfato de inositol (inositol 1,4,5-trifosfato – IP³) migra para o retículo endoplasmático, local onde se armazena cálcio na célula. Quando o trifosfato de inositol chega no retículo endoplasmático, ele vai abrir o canal de cálcio presente na membrana do retículo endoplasmático e liberar o cálcio. O cálcio liberado pode realizar inúmeras funções, como, por exemplo, se ligar proteína cinase dependente de Cálcio (PKC). O diacilglicerol, o outro mensageiro resultante da quebra do lipídio da membrana, é um lipídeo que permanece inserido na membrana plasmática após ser produzido pela fosfolipase C. O diacilglicerol irá atuar ancorando proteínas-cinase C (PKC) e ativando o PKC juntamente com o cálcio. Entretanto, com todo esse aumento de frequência cardíaca, da condução, e do inotropismo (maior força de contração), há um grande potencial de ocorrerem arritmias (alterações no ritmo cardíaco). E não podemos nos esquecer de que, uma vez que a frequência cardíaca e o débito cardíaco aumentaram, há aumento também da pressão arterial (PA = DC x RVP). Questão: No filme clássico Jurassic Park, o Dr. Ian Malcolm deve escapar do T. rex. Desenhe um mapa reflexomostrando a resposta cardiovascular a esta situação de luta ou fuga. Lembre-se que a luta ou fuga promove secreção de adrenalina, assim como descarga do centro de controle cardiovascular. (Dica: qual é o estímulo? O medo é integrado no sistema límbico.) Um desses reflexos é a síncope vasovagal, a qual pode ser desencadeada em algumas pessoas quando veem sangue ou uma agulha hipodérmica. (Lembre-se da experiência de Antônio, no começo deste capítulo.) Neste caso, aumentando a atividade parassimpática e diminuindo a atividade simpática, a frequência cardíaca diminui e ocorre vasodilatação generalizada. O débito cardíaco e a resistência periférica diminuem, provocando uma queda abrupta na pressão arterial. Sem sangue o suficiente para o encéfalo, a pessoa desmaia. A regulação da pressão arterial no sistema circulatório está intimamente associada à regulação do equilíbrio hídrico pelos rins. Certos hormônios secretados pelo coração atuam sobre os rins, e hormônios secretados pelos rins atuam sobre o coração e os vasos sanguíneos. Juntos, o coração e os rins desempenham um papel fundamental na manutenção da homeostasia dos fluidos corporais, um exemplo excelente da integração da função dos órgãos sistêmicos.
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