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1 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Introdução Evolução: Organismos primitivos, unicelulares, tinham toda a sua superfície em contato com meio externo, facilitando a ocorrência de difusão de nutrientes para o meio intracelular e a excreção de sustâncias finais do metabolismo para o meio extracelular. O gradiente de difusão é relativamente grande, a célula está sempre consumindo nutrientes, logo, o esperado é que haja menos nutrientes na célula do que no meio externo e exista uma tendência desses nutrientes se difundirem para dentro da célula; com os produtos de excreção é o contrário: como célula é produtora dessas substâncias, elas tendem a estar mais concentradas no meio intracelular do que no meio extracelular. Quando esses organismos evoluem e se tornam extracelulares, podemos observar que as células da porção mais interna estão muito longe da superfície, dificultando troca de substâncias por difusão. À medida que o nutriente se movimenta do nutriente em direção a célula, o que se observa é declínio progressivo do gradiente de concentração entre ambiente e meio intracelular, de forma que, no final, tenho gradiente pequeno demais para fazer trocas e a captação de nutrientes vai ficar prejudicada; o mesmo ocorre com a excreção de produtos finais do metabolismo. Esses gradientes são pequenos pois as trocas dependem de simples difusão, precisam se difundir do meio ambiente até a célula mais interna = processo lento; esses sistemas não permitiriam a evolução de organismos tão complexos como o nosso. Dessa forma, foi necessário surgir um sistema de convecção que facilitasse a distribuição de nutrientes e a excreção de produtos finais do metabolismo; nesse sistema de convecção, existe uma bomba para ocasionar o fluxo de um líquido, o sangue, que facilitará a distribuição. É um sistema de três compartimentos: o meio interno, meio ambiente e o sistema circulatório, sangue, entre eles, o qual faz interface com superfícies de equilíbrio, as quais fazem trocas com o meio ambiente (Exemplo: Sistema Respiratório, Sistema Digestório, Sistema Renal, etc). O fato de ter superfícies de troca entre o sangue e o “ambiente” permite que existam gradientes apropriados para excretar catabólitos e captar nutrientes. À medida que organismos evoluem em termos metabólicos, como os seres humanos, surgem sistemas organizados em paralelo, de forma que se garanta que todo o sangue, antes de ser levado para os tecidos, seja oxigenado (quanto mais alta a taxa metabólica, maior a necessidade de oxigenação); assim surge o Sistema Circulatório organizado em paralelo. O Sistema Cardiovascular é uma rede de transporte de material com o objetivo de manter a homeostase do meio interno. 2 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 FUNÇÕES DO SISTEMA CARDIOVASCULAR • Distribuição de gases respiratórios, substâncias necessárias ao metabolismo energético, crescimento e reparo do organismo; • Transporte de moléculas de sinalização e calor – Sistema Endócrino, junto com o SNC, controla e regula todas as funções do organismo, mas quem transporta os hormônios das glândulas produtoras até os órgãos alvo é o Sistema Cardiovascular. Também transporta calor, do interior do corpo/vísceras, para a superfície, ode esse calor pode ser dissipado em situação de aumento de temperatura corporal; • Transporte de catabólitos – como gás carbônico, produtos finais do metabolismo de proteínas, produtos nitrogenados, etc; • Defesa do organismo contra agentes agressores (sistema imune) – ajuda no transporte e distribuição dos elementos figurados do sangue que constituem o Sistema Imune, assim como faz a distribuição de substâncias como os anticorpos. ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA CIRCULATÓRIO De modo geral, o Sistema Circulatório vai ser constituído por uma bomba que gera pressão, o Coração, e por vasos sanguíneos que conduzem o sangue para os tecidos e vão recolher esse sangue, levando-o de volta ao coração. Temos diferentes tipos de vasos sanguíneos: 1. Arteriais: conduzem o sangue do coração para os tecidos. Vaso arterial da saída do coração do lado esquerdo é a Aorta; do direito, é a Artéria Pulmonar, que leva sangue para o pulmão; 2. Vasos venosos: devolvem o sangue dos tecidos para o coração. Do lado direito do coração, o aporte sanguíneo venoso é realizado pela Veia Cava superior e a Veia Cava Inferior; o lado esquerdo vai ter aporte pela Veia Pulmonar; 3. Capilares: vasos que fazem troca entre sangue e tecidos. São extremamente finos, formados por única camada de células endoteliais para facilitar a difusão de substâncias. Na maior parte do nosso organismo, o vaso arterial se abrindo para o capilar e esse capilar sendo drenado por um vaso venoso (mas existem exceções em algumas estruturas, apresentando leitos capilares em série, como os rins). O sangue que sai do Ventrículo Esquerdo em direção aos tecidos é rico em oxigênio, ele acabou de vir para o pulmão, onde fez trocas, e agora vai ser reconduzido para os tecidos (Vaso Arterial conduzindo sangue oxigenado). Entretanto, a Artéria Pulmonar, apesar de ser um Vaso Arterial está recebendo sangue do lado direito do coração, um sangue desoxigenado. Para relacionar com grau de oxigenação, precisa afirmar claramente que é um vaso arterial da Circulação Sistêmica, tendo em vista que daí sim, todo vaso arterial circula sangue oxigenado; diferente da Circulação Pulmonar, onde vasos arteriais vão conduzir sangue desoxigenado. O mesmo vale para os vasos venosos: os vasos da Circulação Sistêmica conduzem sangue pobre em oxigênio; os da Circulação Pulmonar são ricos em oxigênio. Observação: O termo “Vaso Arterial” e “Vaso Venoso” não tem nada a ver com o grau de oxigenação do sangue. 3 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 ORGANIZAÇÃO EM SÉRIE E EM PARALELO Leitos capilares do baço e do intestino estão em paralelo e vão drenar para um vaso venoso comum que constitui o Sistema Venoso Portal; estão em série com o leito capilar hepático. Fígado recebe sangue proveniente da Circulação Mesentérica e da Esplênica, pobres em oxigênio, por isso sangue que está chegando já cedeu, nos outros 2 órgãos, oxigênio e recebeu CO2, por isso fígado ainda recebe aporte sanguíneo arterial através da artéria hepática (75% do oxigênio que chega no fígado); do fígado, temos drenagem venosa em direção ao lado direito do coração. Função do coração e dos vasos pode se adaptar dependendo da situação fisiológica e patológica. CORAÇÃO Graças ao coração que existe a convecção, fluxo de sangue em direção aos vasos. Ele é tetracavitário (2 átrios e 2 ventrículos), completamente dividido em um lado direito (recebe retorno venoso das Veias Cavas, sangue pobre em oxigênio); lado esquerdo recebe sangue das Veias Pulmonares (sangue que acabou de fazer trocas gasosas, é oxigenado e pobre em CO2), e ejeta esse sangue para alimentar os tecidos. Os ventrículos tem uma musculatura muito mais desenvolvida (especialmente o esquerdo – sangue ejetado na Circulação Sistêmica, a qual alimenta todos os órgãos e tecidos do corpo com exceção ao pulmão, por isso precisa de maior pressão de fluxo sanguíneo para que sangue circule) e são maiores do que os átrios. Átrios são os receptáculos do sangue, enquanto os ventrículos se contraem para ejetar o sangue; saída do sangue dos átrios para os ventrículos ocorre, principalmente, em função do gradiente de pressão formado pelo esvaziamento ventricular, quando ventrículo se esvazia, o átrio que estava coletando sangue ficou cheio, de forma que a pressão no átrio vai ser maior do que no ventrículo, abrindo válvulas atrioventriculares e permitindo o influxo de sangue. A circulação ao longo do coração é unidirecional, ocorresempre dos átrios para os ventrículos e dos ventrículos para os vasos arteriais (fluxo depende do gradiente de pressão e do funcionamento das válvulas atrioventriculares e das válvulas semilunares). • Átrio Direito: recebe sangue venoso das veias cavas superior e inferior e do seio coronariano (drena sangue venoso do próprio miocárdio); • Ventrículo Direito: recebe sangue do átrio direito e bombeia para o pulmão – Circulação pulmonar: baixa pressão, não precisa gerar pressão tão elevada para essa circulação; • Átrio Esquerdo: recebe sangue arterial das veias pulmonares; 4 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 • Ventrículo Esquerdo: recebe sangue do átrio esquerdo e bombeia para a circulação sistêmica - Circulação sistêmica: alta pressão; • Valvas cardíacas garantem fluxo unidirecional. CIRCULAÇÃO PULMONAR E SISTÊMICA Sangue ejetado pelo lado esquerdo do coração vai alimentar a Circulação Sistêmica (oferece mais resistência ao fluxo sanguíneo do que a Pulmonar, por isso, coração precisa ser capaz de gerar pressões sanguíneas mais elevadas para garantir que o sangue flua e possa retornar para o lado direito); dali o sangue volta para o lado direito do coração e é ejetado para a Circulação Pulmonar. Em vasos arteriais de grande porte como a Aorta, o coração gera uma pressão sistólica (máxima) de 120 mmHg e uma pressão arterial diastólica (mínima) de 80mmHg; à medida que percorremos árvore arterial, pressão arterial média vai decrescendo, de forma que quando vaso entra nos capilares, pressão já está bem mais baixa (importante para proteger os finos capilares); já nos capilares, pressão sanguínea vai caindo ainda mais até o sangue ser drenado para o sistema venoso, onde a pressão sistólica é de 2 mmHg quando o sangue é devolvido ao coração no átrio direito. Depois disso, o sangue será conduzido para a Circulação Pulmonar, cuja resistência é menor que a da árvore sistêmica; nos grandes vasos arteriais pulmonares, a pressão sistólica é de 22mmHg e a diastólica é de 8mmHg, ou seja, pressão arterial média na artéria pulmonar é muito inferior do que a da aorta. Isso pode ocorrer também porque leito vascular pulmonar tem artérias mais distensíveis, com calibre maior e, sobretudo, a manutenção de baixas pressões nos vasos arteriais é essencial para evitar a formação de edema pulmonar (se pressão no capilar é muito grande, pode haver saída de líquido exagerada dos alvéolos, causando edema pulmonar e problemas de trocas gasosas). DISTRIBUIÇÃO DO DÉBITO CARDÍACO Coração e cérebro recebem muito mais fluxo sanguíneo do que maioria dos outros órgãos porque sua atividade metabólica é muito mais elevada. Logo um dos determinantes de quanto órgão vai receber de aporte sanguíneo é sua taxa metabólica, quanto maior a atividade, mais sangue recebe. Outro fator determinante é a função do tecido, podendo ser observada na irrigação dos rins (função de excreção demanda filtração repetitivamente do sangue). Distribuição do débito cardíaco pode ser ajustada às demandas do organismo. A cada momento está sendo ajustado. No exemplo, está a variação do aporte sanguíneo durante uma atividade física de intensidade crescente (relacionada com consumo de oxigênio). Em repouso, vísceras e coração recebem mais fluxo do que a musculatura esquelética e a pele; à medida que indivíduo entra em atividade física cada vez mais intensa, ocorre aumento do débito cardíaco, que agora tem diferente proporção de distribuição entre os tecidos: os tecidos com aumento do suprimento sanguíneo durante a atividade física são o coração, a pele (termorregulação) e os 5 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 músculos esqueléticos; enquanto o fluxo sanguíneo das vísceras diminui. DISTRIBUIÇÃO DE SANGUE NOS DIFERENTES TIPOS DE VASOS Maior parte do sangue está presente na Circulação Sistêmica, e a distribuição de sangue dentro dos próprios vasos dela é heterogênea (sendo essa diferença relacionada com a função). Vasos venosos (64%) são os reservatórios de sangue (por isso maior quantidade de sangue), os capilares (7%) são áreas de troca, e os vasos arteriais (13%) têm como função atuarem como reservatórios de pressão. CONSTITUIÇÃO DOS DIFERENTES TIPOS DE VASOS Vasos venosos têm um maior diâmetro do que os vasos arteriais, são constituídos por uma camada elástica menos desenvolvida do que a dos vasos arteriais (uma vez que aumenta o volume de sangue dentro deles, eles se distendem e vão se manter distendidos - complacentes); os vasos arteriais têm camada elástica bem desenvolvida que vai fazer com que eles se oponham a força de distensão. A função dos vasos venosos é serem reservatórios de sangue (maior parte do sangue da Circulação Sistêmica e porque, em situações que exigem um aumento do volume sanguíneo circulante, esse sangue pode ser mobilizado por venoconstrição – atividade física intensa, hemorragia, etc). Outro fator que diferencia os vasos venosos dos arteriais é que, os vasos venosos, contém válvulas que garantem o fluxo unidirecional do sangue venoso dos tecidos em direção ao coração. Além disso, os vasos arteriais são reservatórios de pressão (diferentemente dos venosos que são de sangue), que está relacionada com a camada elástica desenvolvida desses vasos (quando aumento a pressão dentro desse vaso, ele vai distender, mas os componentes elásticos permitem que ele retorne ao normal). Quando o ventrículo entra em sístole, a pressão aumenta dentro dos vasos arteriais, que vai causar distensão; quando o ventrículo direito entrar em diástole, relaxar, ocorre uma retração elástica dos vasos arteriais, voltando ao tamanho original e garantindo que o fluxo sanguíneo seja contínuo. Sistema de Excitação/Condução CORAÇÃO • Miogênico (estímulos para ciclo cardíaco são gerados no próprio miocárdio em fibras musculares especializadas) e apresenta um sistema especializado não só de excitação, mas também de condução; • Eficiência como bomba depende de: o Contrações alternadas entre átrios e ventrículos (antes do ventrículo contrair, átrio precisa relaxar e vice-versa); o Contração síncrona das fibras musculares atriais (enchimento adicional dos ventrículos); o Contração síncrona das fibras musculares ventriculares (pressão para empurrar o sangue ao longo do sistema circulatório); • Natureza sincicial: o Sincício atrial e sincício ventricular são separados por tecido conjuntivo. 6 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 SINCÍCIO ATRIAL Fibras musculares do miocárdio e células são organizadas em série e em paralelo; a membrana plasmática existente entre duas células é chamada de disco intercalar, e, nesses discos intercalares, temos as junções GAP, que formam canais entre 2 células vizinhas. Essas pontes formadas pelas junções, na verdade, permitem o fluxo de corrente e de íons de uma célula diretamente para a outra célula, acelerando a condução do potencial de ação ao longo das células do Sincício Atrial e do Sincício Ventricular. Distribuição rápida do potencial de ação tem como função a estimulação síncrona de todas as fibras musculares de forma que a contração da câmara cardíaca gere pressão suficiente para ocasionar fluxo sanguíneo. SISTEMA DE EXCITAÇÃO/CONDUÇÃO • Fibras musculares atriais – geram pressão de fluxo sanguíneo de átrios para ventrículos; • Fibras musculares ventriculares – geram pressão pro efluxo do fluxo sanguíneo para a circulação; • Fibras musculares especializadas excitatórias e condutoras → Controlam o ciclo cardíaco; SISTEMA DE EXITAÇÃO Constituído pelo Nodo sino-atrial, localizado próximo a abertura da Veia Cava no Átrio Direito. Partindo dele, temos 4 feixes (como o interatrial: Feixe de Bachman – conduz potencial rapidamente do átrio direito para o átrio esquerdo. Noátrio esquerdo por condução célula-célula ocasionada pela natureza sincicial, potencial de ação vai se disseminar) que vão conduzir potencial de ação para segunda estação, o nodo átrio-ventricular. Desse último, o potencial de ação tem um retardo na transmissão (precisa da contração alternada de átrios e ventrículos para coração ser eficiente) durante a entrada no Sincício Ventricular, velocidade de condução volta a ser acelerada através do Feixe de His e das Fibras de Purkinje. RESUMO • Nodo sino-atrial (S-A): atividade de marca-passo (automaticidade), despolarização espontânea – disparo de potenciais de ação regularmente (60 - 100/min); • Vias Internodais: conduzem o impulso do nodo S- A ao nodo A-V; • Nodo átrio-ventricular (A-V): células de condução mais lenta; • Sistema His-Pukinje: condução rápida dos impulsos recebidos pelo nodo A-V aos ventrículos. VELOCIDADE DE CONDUÇÃO DO PA AO LONGO DO CORAÇÃO Único ponto onde potencial de ação gerado em nosso marcapasso natural pode passar dos átrios para os ventrículos é ao nível do Nodo átrio- ventricular/Fibras de His. Distribuição do potencial de ação para as porções mais distantes do nodo sinoatrial (tanto no átrio direito quanto esquerdo) é feita em torno de 0,07 a 0,09 segundos = muito rápida. Para potencial vir do nodo átrio- ventricular e dar entrada no Sistema de Condução Ventricular, ocorre retardo de 0,13 segundos (importante para átrios contraírem e relaxaram antes do ventrículo contrair). 7 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 DESPOLARIZAÇÃO Potencial de ação vai se propagar para a esquerda pelo feixe que o conduz diretamente para o átrio esquerdo do nodo sinoatrial e para baixo em direção ao nodo atrioventricular; chegando lá, distribuição do potencial começa a ocorrer em direção ao ápice ventricular e, desse ápice, para todas as regiões do ventrículo de forma que tenho contração síncrona do músculo ventricular. A despolarização segue uma sequência ordenada e bem definida. MARCA-PASSO Atividade marca-passo de estruturas capazes de gerar potencial de ação: • Ciclos regulares de despolarização e repolarização; • Hierarquia: estabelecida por propriedades eletrofisiológicas das células localizadas nessas 3 estruturas (diferenças permitem que gerem potenciais de ação espontaneamente em diferentes frequências); o Nodo SA (70 a 80/min) – quem “manda” no sistema de excitação/condução, maior frequência de disparos = marca-passo natural; o Nodo AV (40 a 60/min) – se, por algum problema, ele precisa assumir função do nodo AS, estimula o ventrículo, mas não estimula o átrio, causando insuficiência cardíaca; o Fibras de Purkinje (15 a 40/min) – se nodos AS e AV falham, indivíduo não tem parada cardíaca pois as fibras assumem controle da estimulação ventricular, mas a insuficiência cardíaca vai ser ainda maior (átrios não estimulados e frequência baixa de contração dos ventrículos). POTENCIAIS DE AÇÃO NO NODO SINOATRIAL (NSA) E MÚSCULO VENTRICULAR (MV) Diferenças eletrofisiológicas: • Potencial de repouso, menos negativos no NSA do que no MV; • Potencial de repouso “instável” (NSA) e estável (MV) – lentamente potencial de membrana vai se despolarizando; • Velocidade de desenvolvimento dos potenciais de ação, lento (NSA) X rápido (MV). POTENCIAIS DE AÇÃO EM DIFERENTES PONTOS DO CORAÇÃO 2 padrões de potencial: lento – nodo sinoatrial e atrioventricular; rápido – músculo atrial, músculo ventricular e fibras condutoras (feixe de HIS e Fibras de Purkinje). 8 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 POTENCIAL DE AÇÃO RÁPIDO Ocorre no músculo atrial, músculo ventricular, feixe de His e fibras de Purkinje. FASE 0 - DESPOLARIZAÇÃO RÁPIDA • INa: canais de sódio voltagem dependentes geram corrente despolarizante de Na+; • Despolarização rápida está ocasionando influxo de corrente carreado por sódio – quando potencial de ação chega no músculo ventricular, imediatamente se abrem os canais iônicos voltagem dependentes para sódio, abertura (abrem para promover entrada de cargas positivas e despolarização das fibras musculares) é muito rápida e fechamento também; • No gráfico abaixo, o influxo de corrente é representado por deflexões negativas e o efluxo de corrente por deflexões positivas. FASE 1 - REPOLARIZAÇÃO RÁPIDA E TRANSITÓRIA • It01: corrente repolarizante de K+, através de canais iônicos voltagem dependentes (ativados por despolarização) – efluxo de cargas positivas; • It02: nas fibras de Purkinje provavelmente existe também uma corrente repolarizante de cloreto (It02) – cloreto acrescenta carga negativa para meio intracelular que está muito positvo. No gráfico abaixo o influxo de corrente é representado por deflexões negativas e o efluxo de corrente por deflexões positivas. FASE 2 - PLATÔ Correntes despolarizantes: cargas positivas entrando na célula. • ICa: corrente de Ca++ com diminuição progressiva e lenta; • INa: componente não inativável ou de inativação lenta da corrente de Na+; • INa/Ca: corrente de influxo de Ca++ pelo trocador Na+/Ca++; Correntes repolarizantes • IK1: retificador de influxo (fica aberto durante o repouso, fecha-se instantaneamente durante a despolarização da fase 0) impede saída de K+ Bomba de Na+/K+ (eletrogênica); • It0: lenta inativação das correntes repolarizantes (K+, Cl -). FASE 3 - REPOLARIZAÇÃO • Predominância de correntes repolarizantes IKs, IKr, IKur: correntes retificadoras com retardo, causadas por canais para K+ ativados pela despolarização da fase 0. Essas correntes promovem grande efluxo de K+ e rápida repolarização; 9 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 • IK1 reabertura dos canais iônicos responsáveis pelo efluxo de K+ no repouso, auxiliando a repolarização. FASE 4 – REPOUSO Balanço entre as correntes de influxo e efluxo, de modo que o saldo é uma corrente efetiva nula e um potencial de repouso estável. POTENCIAL DE AÇÃO LENTO Ocorre no Nó Sinusal e Atrioventricular FASE 0 - DESPOLARIZAÇÃO Não há participação de canais de sódio em sua gênese. ICaL: ativação lenta, de forma que a propagação do PA nos nós também é lenta – influxo muito pronunciado de cálcio através dos canais de tipo L. FASE 3 - REPOLARIZAÇÃO IKr e IKs: responsáveis pela corrente de repolarização do K+. Marcada pelo efluxo de potássio da célula (diferentes canais voltagem-dependentes relacionados a essas correntes de efluxo de potássio). FASE 4 – CORRENTE MARCA-PASSO • If (funny current): corrente despolarizante, contribui para a atividade marcapasso em células nodais SA, AV e fibras de Purkinje. Envolve canais HCN, permeáveis a Na+/K+, os quais são ativados pela hiperpolarização na fase 3; • Correntes de Ca++ e outros componentes da corrente de K+ também contribuem para a despolarização nesta fase. RESUMO • Corrente de Na + (INa): é responsável pela fase de rápida despolarização do potencial de ação dos músculos atrial e ventricular e fibras de Purkinje. – Via canais de Na + dependentes de voltagem; • Corrente de Ca2+ (ICa): é responsável pela fase de despolarização do potencial de ação dos nodos SA e AV; também desencadeia a contração em todos os cardiomiócitos. Principalmente via canais de Ca++ do tipo L; • Corrente de K+ (IK): é responsável pela fase de repolarização dos potenciais de ação em todos os cardiomiócitos. Vários tipos de canais de K+: dependentes de voltagem; Canais ativados por proteína G (predominante nas células nodais); canais de K + sensíveis à ATP; • “Corrente marcapasso " (If) - funny) é responsável, em parte, pela atividade marcapasso em células nodais SA, AV e fibras de Purkinje (Via canais de cátions inespecíficos/permeáveis a Na+ e K+ que são ativados pela hiperpolarização). Esta corrente é lenta. 10 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Visão Integrada dos Componentes do Potencial de Ação: Fluxo de corrente gera a base do eletrocardiograma. Além disso, conhecimento das características das correntes e dos canais é importante para o estabelecimento de intervenção e tratamento em disfunções cardiovasculares. Exemplo: bloqueadores canais Ca++ tipo L (envolvidos na gênese do potencial de ação no nodo sinoatrial, nas estruturas de condução e no miócito) utilizados no tratamento de distúrbios cardiovasculares (reduz frequência de ejeção de potencial de ação, reduz a velocidade de condução dos potenciais e vai reduzir a contratilidade cardíaca). PERÍODO REFRATÁRIO Miocárdio tem contração mais longa do que músculo esquelético. Platô para o músculo ventricular é extremamente importante, tendo em vista que é nesse momento que ocorre a entrada de cálcio e acoplamento actina/miosina – logo, miocárdio não depende apenas de depósitos intracelulares para a contração, mas também depende da entrada de cálcio extracelular. • PRA: Período Refratário Absoluto – ocorre desde a fase 0 até que se tenha atingido cerca de 50% do processo de repolarização; não adianta dar outro estímulo para fibra muscular que ela não irá contrair (canais iônicos importantes para despolarização estão inativados); • PRR: Período Refratário Relativo – ocorre quando já tenho 50% do processo de repolarização atingido até fase de repouso da fibra muscular; • PRE: Período Refratário Efetivo – período de tempo que preciso entre um potencial e o desenvolvimento de um segundo potencial (período mínimo entre 2 potenciais de ação para que eu consiga excitar novamente a mesma célula). Se eu gerar potenciais de ação com frequência muito elevada, não vai ter nem enchimento nem esvaziamento ventricular adequado, prejudicando eficiência do coração como bomba. ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO • Processo no qual os potenciais de ação do músculo desencadeiam a contração mecânica; • Depende do aumento drástico na [Ca+2] livre intracelular; • Canais de cálcio do tipo L – desencadeamento da liberação maciça de Ca+2 pelo RS; • A [Ca+2] pode modular (variar) a força contrátil (contratilidade). Fluxo de cálcio atinge seu pico na fase de platô do potencial de ação; logo depois disso, ocorre o pico de contração muscular no ventrículo. Cálcio proveniente do meio extracelular vai entrar principalmente por canais do tipo L, e um dos efeitos desse influxo de cálcio é estimular a mobilização de cálcio do retículo sarcoplasmático. Esse cálcio do retículo + cálcio que está entrando, vão disparar mecanismo de interação entre a actina e a miosina. Para que ocorra o relaxamento do músculo após a contração, é necessário que a concentração intracelular de cálcio que foi elevada para ocorrer a contração volte ao normal 11 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 (tenho que tirar cálcio livre do citoplasma através de bombas iônicas que jogam o cálcio no meio extracelular – cálcio ATPases, trocadores de Na/Ca, etc). Uma vez diminuindo o nível de cálcio, o miocárdio pode relaxar até ocorrer nova contração. Regulação da Atividade Cardíaca Regulação dos batimentos cardíacos • Extrínseca – Sistema Nervoso Autônomo: alteração do curso da despolarização espontânea nas células marca-passo do nodo SA, da condução do potencial de ação e da eficiência e duração da contração ventricular; • Intrínseca – permitem que um maior enchimento ventricular (diástole) gere maior eficiência de ejeção de sangue (sístole). Essa característica do miocárdio é chamada de Lei de Frank-Starling). INERVAÇÃO AUTONÔMICA DO CORAÇÃO Inervação é muito densa, principalmente da porção ventricular. Tônus parassimpático costuma a ser mais intenso do que o tônus simpático. SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO – EFEITOS DA CATECOLAMINAS Inervação simpática se distribui por todo coração. Porção endócrina do simpático é representada pela inervação simpática da adrenal – que libera adrenalina (uma das catecolaminas que age no coração). A adrenalina e a noradrenalina vão interagir com receptores ß1, os quais estão localizados tanto no sistema de excitação e condução quanto no próprio miocárdio. Esses receptores, ao interagiram com as catecolaminas, sofrem alteração conformacional e vão interagir com uma proteína G, que estimula uma enzima chamada adenilato ciclase, e à medida que a atividade nessa enzima aumenta, mais cAMP é produzido. O cAMP é um segundo mensageiro importante no meio intracelular, e uma das suas funções é estimular a proteína quinase A, que passa a fosforilar diferentes proteínas intracelulares. Entre as proteínas fosforiladas, estão aquelas que constituem os canais iônicos que vão estar envolvidas na excitabilidade cardíaca. Nas células do marcapasso: Efeito cronotrópico = aumento da frequência de geração de potenciais de ação (duas correntes ajudam a despolarizar célula durante a fase 4). No miocárdio: No momento em que temos estimulação simpática, organismo precisa de maior aporte sanguíneo; acoplado a maior frequência cardíaca, também precisa de aumento de eficiência de coração do miocárdio (para ejetar mais sangue). Ao mesmo tempo, preciso que a duração de cada contração seja menor, pois como aumentei frequência, contração precisa durar menos para que dê tempo do 12 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 ventrículo encher novamente para ter eficiência na ejeção de sangue. A PKA nos miócitos tem vários alvos diferentes, um deles são os canais de cálcio do tipo L (importantes na fase de platô). Entrada de cálcio vai estimular a liberação de cálcio do reticulo sarcoplasmático, aumentando muito a quantidade de cálcio no citosol, disparando a contratilidade (interação mais eficiente entre actina e miosina). Além disso, a PKA também vai fosforilar a bomba de cálcio do retículo sarcoplasmático – diminuindo o tempo de contração por retirar o cálcio do citosol para dentro do retículo. O outro alvo da PKA é a fosforilação da troponina 1 – permite desacoplamento do cálcio da proteína C (mais uma forma de relaxamento dos miócitos, dando tempo dos ventrículos se encherem durante a diástole e diminuir a contração dos miócitos). Fosforilação da fosfolamban pela PKA: A bomba que faz a captação de cálcio do citosol e que vai jogar ele no lúmen do retículo sarcoplasmático é a SERCA2. Acoplada a ela, está a proteína fosfolamban (PLN), a qual normalmente inibe a atividade dessa bomba, não permitindo que ela atue captando cálcio. A PKA fosforila a fosfolamban, fazendo com que ela perda sua capacidade inibitória e a bomba consegue captar cálcio do citosol para o lúmen do retículo sarcoplasmático. Fosforilação da Troponina 1 pela PKA: A Troponina 1 faz parte do complexo das troponinas, e ela encobre o sítio de acoplamento da actina na miosina quando não tenho cálcio livre no citosol. Quando ocorre aumento de cálcio intracelular na fase de platô, esse cálcio vai se acoplar a uma das troponinas do complexo, a C, e quando essa interação ocorre, o complexo sofre uma alteração conformacional, de forma que a tropomiosina vai interagir com a actina e estimular a miosina a se acoplar; o acoplamento ocorre porque a troponina 1 foi deslocada e o sítio de ligação fica livre. SISTEMA NERVOSO PARASSIMPÁTICO – EFEITOS DA ACETILCOLINA Efeito mais importante da acetilcolina é sobre os tecidos auto excitáveis. Resultado dos 3 efeitos da acetilcolina: Bradicardia, redução da força de contração e bloqueio atrioventricular (pode gerar parada cardíaca transitória. Depois dela, pelos potenciais de ação não estarem entrando no ventrículo, ocorre o escape vagal, ou seja, o ventrículo vai voltar a contrair independentemente dobloqueio atrioventricular; fibras de Purkinje escapam da ação do parassimpático, não sofrem efeito com a acetilcolina, por isso que o ventrículo volta a bater). Quando acetilcolina interage com os receptores metabotrópicos M2, esses receptores ativam proteínas G e as subunidades inibitórias dessas proteínas vão alterar o fluxo de potássio através da membrana (saída de carga positiva) e vão inibir a entrada de cálcio (carga positiva). No momento em que não deixo as cargas positivas entrarem e favoreço a saída delas, uma hiperpolarização está sendo gerada. 13 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 LEI DE FRANK-STARLING “A Energia produzida pelo coração ao contrair é uma função do comprimento das fibras ao final da diástole” – quanto mais distendidas as fibras de um ventrículo ao final da diástole, maior vai ser a força na contração desse ventrículo quando ele entrar em sístole. Os músculos esqueléticos são mais distensíveis que o miocárdio, por isso não desenvolvem muita tensão mesmo quando os sarcômeros são estirados, ao passo que músculo cardíaco é mais rígido, de forma que qualquer pequena alteração no comprimento desse músculo vai se refletir em um aumento de tensão. Gráfico 1 nos diz que à medida que vou diminuindo o comprimento do sarcômero, vou diminuindo a tensão gerada pelo miocárdio, o que significa que, quanto menos distendido o músculo, quanto menor o sarcômero, menor a tensão que ele vai desenvolver. Isso está relacionado com o fato que sarcômeros menores vão ter uma menor entrada de cálcio (importante para estimular liberação do cálcio intracelular do retículo sarcoplasmático) além de diminuir a interação do cálcio com a troponina C (processo que culmina na interação da actina e miosina). No gráfico 2, analisamos a pré-carga, que é a quantidade de sangue que tenho dentro do ventrículo logo antes dele contrair, é o momento em que ele está com sua distensão máxima (sangue está distendendo ventrículo em diástole), causando distensão do músculo do miocárdio. Á medida que aumenta o volume diastólico final, temos, no ventrículo em repouso, um aumento de pressão (aumento de comprimento do sarcômero aumenta a tensão desenvolvida). A alteração mais marcante da pressão, entretanto, vai ocorrer na sístole. Quanto mais distendidos os miócitos, maior a força, maior a tensão, que eles vão desenvolver na sístole – importante para aumento da força de contração do coração. Ciclo cardíaco • É a sequência de eventos elétricos e mecânicos que se repete a cada batimento cardíaco; • Cada ciclo inicia com a geração de potencial de ação pelo nodo sinoatrial; • 1 ciclo (em repouso) – aproximadamente 800 ms de duração; o Fases: Diástole (relaxamento, 500 ms) e sístole (contração, 300 ms); • O ciclo cardíaco deve prover o débito cardíaco apropriado frente à demanda metabólica do organismo, sendo regulado de acordo com as necessidades do organismo. DEFINIÇÕES • Débito Cardíaco (Q) = fluxo de sangue gerado por minuto, por cada ventrículo; • Q = volume de ejeção x frequência cardíaca. VENTRÍCULOS • Volume diastólico final (VVDF): o Quantidade de sangue no ventrículo ao final da diástole ventricular (geralmente volume é de 120 - 140 ml); o Aumento do retorno venoso pode fazer este volume chegar a 150 – 180 ml; • Volume sistólico final (VVSF): o Quantidade de sangue que permanece no ventrículo ao final da sístole (40 - 70 ml de sangue); o Aumento da força de contração pode fazer este volume chegar a 10 a 20ml; 14 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 • Volume de ejeção (Débito Sistólico): volume de sangue ejetado em cada batimento – dá entrada para circulação pulmonar e sistêmica; o É igual a: DS = VVDF – VVSF; • Fração de ejeção = (Volume de ejeção/VVDF)*100; o Fração do volume diastólico final que foi ejetado. Normalmente corresponde a 60 - 70%, mas pode diminuir bastante em situações de disfunção ventricular. VALVAS Importante para o direcionamento unidirecional do sangue dos átrios para os ventrículos e dos ventrículos para os vasos que dão saída do coração. A abertura e o fechamento das valvas definem as 4 fases do ciclo cardíaco. • Enchimento: Atrioventriculares (AV): normalmente se fecham quando existe contração ventricular e se abrem quando ventrículo está vazio e átrio está cheio de sangue. Estão conectadas aos músculos papilares por cordões tendinosos (quando miocárdio contrai, gera aumento de pressão intraventricular que poderia gerar abaulamento das valvas em direção ao ventrículo com risco de refluxo – para que isso não ocorra, no momento em que músculo ventricular se contrai, músculos papilares também se contraem, puxando as valvas atrioventriculares em direção ao ventrículo para impedir abaulamento e refluxo); o Tricúspide (direito); o Mitral (esquerdo); • Esvaziamento: Semilunares (Ambas são tricúspides): normalmente, sua luz é menor, de forma que sangue é ejetado muito rapidamente, gerando atrito; são mais resistentes. Seu fechamento ocorre no final do esvaziamento ventricular por pequeno refluxo de sangue dos vasos em direção ao ventrículo; o Pulmonar; o Aórtica; • Seus fechamentos originam os “sons (bulhas) cardíacos”; • Lesões regurgitantes ou estenóticas podem ser detectadas como “murmúrios”. QUATRO FASES DISTINTAS 1. Fase de influxo – as valvas de “enchimento” estão abertas e as de “esvaziamento” estão fechadas (diástole); 2. Contração isovolumétrica – todas as valvas estão fechadas (sístole) – volume constante dentro da câmara cardíaca; 3. Fase de esvaziamento - as valvas de “esvaziamento” estão abertas e as de “enchimento” estão fechadas (sístole); 4. Relaxamento isovolumétrico – as valvas estão fechadas e não há fluxo sanguíneo (diástole). Fase 1: fase de enchimento ventricular. 15 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Existe um enchimento inicial muito rápido porque o átrio está repleto de sangue (ventrículo acabou de se esvaziar- está com pouco sangue) = sangue pesa sobre valvas atrioventriculares, abrindo-as e iniciando o rápido enchimento ventricular. Na segunda fase, ocorre o enchimento lendo ocasionado pelo contínuo retorno venoso para o coração. Nessa fase de enchimento, no seu final, o átrio vai contrair e promover o enchimento adicional. Valvas atrioventriculares estão abertas, enquanto que as semilunares estão fechadas – ventrículo está se enchendo. Fase 3: fase da sístole. Esta fase está sendo caracterizada pelo esvaziamento/ejeção ventricular. Valvas atrioventriculares estão fechadas (impedindo refluxo de sangue de ventrículos para átrios) e as semilunares estão abertas (permitindo efluxo de sangue para circulação pulmonar ou para sistêmica. VARIAÇÕES DE VOLUME E PRESSÃO NO CICLO CARDÍACO Na porção inferior do gráfico, temos as variações de volume tanto no ventrículo direito como esquerdo; na porção superior, temos o registro de pressão das cavidades cardíacas (átrio e ventrículo direito e esquerdo) e o registro do vaso arterial que vai receber o sangue do ventrículo (artéria pulmonar – direito ou aorta - esquerdo). Além disso, estão indicados eventos das valvas cardíacas que determinam a progressão de uma fase para outra no ciclo. • Roxo: enchimento ventricular (diástole); • Vermelho: contração isovolumétrica (sístole); • Amarelo: ejeção ventricular (sístole); • Verde: relaxamento isovolumétrico (diástole). • O volume de sangue ejetado pelo lado esquerdo do coração é igual ao volume ejetado pelo lado direito (débito cardíaco é praticamente igual). Embora esteja ejetando mesma quantidade de sangue dos dois lados, observa-se pressões muito mais baixas tanto no ventrículo quanto na artéria pulmonar do lado direito em relação ao lado esquerdo. Ventrículo direito, na contração isovolumétrica, gera pressãode 8mm/Hg, que já é suficiente para abertura da valva pulmonar para ocorrer esvaziamento; do lado direito, essa pressão chega a 80mm/Hg. NO CORAÇÃO ESQUERDO Na fase de enchimento ventricular, ocorre o aumento do volume ventricular até ele ficar totalmente cheio – enchimento é muito rápido e ocorre porque, no inicio do enchimento, átrio está cheio e abre valvas atrioventriculares, promovendo enchimento do ventrículo. Após rápido enchimento, ele tende a um platô, fase de lento enchimento ventricular, que depende do retorno 16 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 venoso que continua chegando pela veia pulmonar e que escoa diretamente do átrio para o ventrículo. No final da fase de enchimento ventricular, ocorre um aumento adicional de sangue sendo jogado para dentro do ventrículo, sendo esse ocasionado pela contração atrial (que gera aumento na pressão dentro do átrio e dentro do ventrículo que recebe o volume adicional). Ventrículo já cheio vai passar para a fase de sístole ventricular – no momento em que ele começar a contrair, ele vai forçar o fechamento da valva mitral (rápido fechamento da valva mitral = passagem da fase 1 para fase 2). Esse fechamento gera uma câmara cardíaca totalmente fechada, pois a valva aórtica já estava fechada – quando ventrículo contrair, ocorre aumento rápido de pressão dentro dele sem influxo de sangue (fase isovolumétrica). Nesse momento, pressão intraventricular chega a 80mm/Hg, ultrapassando a pressão na aorta e fazendo com que a valva aórtica se abra (demarcando passagem da fase 2 para a fase 3.) Com isso, inicia a fase de esvaziamento ventricular, que tem fase rápida (grande pressão gerada durante a fase de contração isovolumétrica) e fase de enchimento mais lenta. Nessa fase de esvaziamento, a pressão da aorta também sobe, já que esse sangue está sendo ejetado dentro da aorta e ela está sendo distendida para comportar sangue – pico de pressão sistólica, cerca de 120mm/Hg. A partir daí, pressão no ventrículo começa a cair, assim como fluxo de sangue para aorta, gerando nó dicrótico, pressão intraventricular cai abaixo da pressão aórtica, fazendo com que ocorra um refluxo da aorta em direção ao ventrículo, fechando valva aórtica. Uma vez que essa valva está fechada e ventrículo está relaxando, a pressão intraventricular cai muito e ele está praticamente vazio. Enquanto ventrículo está em sístole ejetando sangue, o átrio está tendo aumento de pressão, pois retorno venoso está enchendo esse átrio e aumentando pressão dentro dele (até que ventrículo esteja totalmente relaxado e átrio cheio de sangue, reiniciando ciclo). FLUXO E PRESSÃO NO ARCO AÓRTICO A maior variação, tanto do fluxo sanguíneo quanto da pressão ocorre na fase de esvaziamento ventricular (quando coração está ejetando sangue para o arco aórtico). Variação de fluxo sanguíneo pode vir de valores levemente negativos até valores próximos a 30 L/min. A variação de pressão no arco aórtico varia de valores próximos a 80mm/Hg até 120mm/Hg (uma vez esse pico de pressão sistólica sendo atingido, a pressão vai decrescendo lentamente durante a diástole). Diferença entre pressão máxima e mínima é denominada pressão de pulso, e ela equivale cerca de 40mm/Hg. ONDAS DE PRESSÃO NAS ARTÉRIAS (PULSO ARTERIAL) Complacência = grau de distensibilidade dos vasos. Vaso muito complacente é aquele que vai receber quantidade adicional de sangue e acomodar ele sem promover alterações importantes de pressão intravascular. Vasos venosos: mais complacentes, alterações de volume sanguíneo significam menos aumento de pressão do que o aumento do volume sanguíneo dentro de um vaso arterial. O arco aórtico tem complacência diferente em relação aos vasos arteriais mais distantes, que apresentam distensibilidade menor (para cada volume de sangue que receberem, vão ter aumento mais pronunciado de pressão). Quando menor a complacência, maior a pressão de pulso (por isso curva dos gráficos muda de formato à medida que nos afastamos do coração). 17 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Alteração pressões de pulso nas artérias: Quando auscultamos paciente e, ao mesmo tempo, palpamos artéria radial, percebemos que para cada ejeção do ventrículo esquerdo, sentimos 1 pulso de pressão na artéria radial – podemos medir a frequência cardíaca assim. Alterações da pressão de pulso aórtica em diferentes condições: • Arteriosclerose: vasos menos complacentes (pela formação arteriosclerótica) são vasos menos distensíveis – aumento do volume sanguíneo nesses vasos vai promover aumento mais pronunciado de pressão; • Estenose aórtica: ventrículo não consegue ejetar quantidade normal de sangue para arco aórtico – curva da pressão se achata. • Artérias terminais e arteríolas: aumento da área de secção transversa (maior complacência combinada) + aumento da resistência = “achatamento” da curva, queda importante da pressão arterial média; • Capilares: achatamento tão importante que pulsos de pressão desparecem, fluxo contínuo. ONDAS DE FLUXO E O PICO SISTÓLICO DE FLUXO Vão sendo achatados à medida que nos afastamos do coração. Essas alterações se devem as sucessivas ramificações da árvore arterial, ou seja, todo fluxo que passou pelo arco aórtico vai sendo distribuído nos diferentes ramos dos vasos arteriais que vão se formando à medida que nos deslocamos do coração à periferia. • Pico sistólico no arco aórtico: em torno de 30L/min; • Pico sistólico na aorta abdominal: 6L/min; • Pico sistólico na artéria renal: menos de 1L/min; Componente diastólico do fluxo sanguíneo: Aparente especialmente na aorta abdominal e na ilíaca, é fundamental para manter fluxo sanguíneo durante a diástole ventricular (embora coração seja bomba intermitente, fluxo sanguíneo para os tecidos deve ser contínuo). É resultante das características das paredes dos vasos arteriais. 18 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Quando vasos recebem sangue durante a sístole ventricular, eles se distendem e acomodam sangue. No momento em que coração entra em diástole, as características elásticas do vaso fazem ele voltar ao diâmetro original, de forma que seja mantida pressão mínima dentro do conduto que manterá o fluxo sanguíneo constante nos tecidos. Ondas de pressão e volume nas artérias (pulsoarterial): resumo. ONDAS DE PRESSÃO NAS VEIAS (PULSO VENOSO) As ondas de pressão nas veias (pulso venoso) não se originam das ondas arteriais: 1. Ação retrógrada dos batimentos cardíacos durante o ciclo cardíaco; • Onda a: ocorre aumento do pulso venoso pois a contração atrial vem acompanhada de aumento de pressão dentro do átrio = mais difícil dos vasos venosos se esvaziarem (sangue venoso que fica no sistema venoso e não escoa facilmente vai aumentar a pressão dentro dos vasos venosos); • Onda av: ocorre relaxamento atrial, fazendo com que pressão dentro dele caia e que ele receba fluxo sanguíneo mais facilmente; • Onda X: no momento da contração ventricular, ocorre abaulamento da tricúspide em direção ao átrio direito, promovendo leve aumento da pressão dentro do átrio – onda de pressão retrógrada para sistema venoso. Queda bem pronunciada da pressão na jugular ocorre pois 19 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 quando miocárdio se contrai, ele traciona os vasos venosos, gerando queda de pressão dentro deles; • Onda v: aumento da pressão venosa pelo início do enchimento do átrio com valva atrioventricular ainda fechada; ventrículo tem relaxamento isovolumétrico e, durante esse período, ocorre o enchimento do átrio; • Onda y: momento da abertura da valva atrioventricular, rápido enchimento do ventrículo = nova queda de pressão atrial, que se reflete retrogradamente no sistema venoso. Fatores que podem alterar pressão venosa:2. Ciclo respiratório: • Inspiração: o pressão intratorácica = pressão venosa jugular = fluxo proveniente da região superior; o pressão intra-abdominal = pressão veias femorais = retorno venoso das regiões inferiores; 3. Contração dos músculos esqueléticos – principalmente membros inferiores (vasos venosos com valvas) ajudam retorno venoso contra gravidade em direção ao coração. BOMBEAMENTO VENTRICULAR • Curva de pressão diastólica: corresponde ao componente passivo do ciclo cardíaco, o ventrículo está relaxado e está se enchendo com sangue proveniente do átrio. No período de enchimento do VVSF até o VVDF, a pressão praticamente não muda. Em volumes acima de 150ml a pressão começa a subir de forma mais íngreme; • Curva de pressão sistólica: corresponde ao componente ativo do ciclo cardíaco, envolve contração do miocárdio, é muito sensível a alterações de volume. Pequenas alterações de volume intraventricular têm efeitos pronunciados na pressão sistólica; • Área em vermelho no gráfico: representa a alça pressão/volume e que indica o trabalho que o coração vai fazer para impulsionar o sangue ao longo de um circuito circulatório com alta resistência. DIAGRAMA PRESSÃO-VOLUME DO CICLO CARDÍACO Alterações na dinâmica do diagrama vão gerar modificações do débito sistólico. O diagrama de trabalho cardíaco pode ser modificado em situações nas quais ocorre alteração da: • Pré-carga (grau de tensão quando o ventrículo começa a contrair) – grau de tensão desenvolvido pelo enchimento ventricular. Quanto maior o volume diastólico final, mais distendo câmaras cardíacas e ventrículo precisa ejetar quantidade extra de sangue = + tensão = + pré-carga, deslocando eixo da contração isovolumétrica para direita, aumenta débito sistólico; • Pós-carga (carga contra a qual o músculo exerce sua força contrátil) – resistência contra qual o ventrículo vai ter que se esvaziar, é a 20 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 pressão na aorta. Quanto maior a pós carga, mais difícil é para ventrículo se esvaziar adequadamente. Eixo da contração isovolumétrica é alongado para cima, coração desenvolve pressão maior para forçar abertura da valva aórtica para promover esvaziamento ventricular. Diminuem o débito sistólico em relação a situação normal. Aumento da contratilidade independente da Pré e Pós- carga: • Agentes inotrópicos positivos [Ca++]i: deslocam curva da contratilidade para esquerda, puxando todo diagrama pressão/volume para esquerda. Eixo do esvaziamento ventricular DEF é prolongado, promovendo esvaziamento ventricular mais eficiente. Agora volume sistólico final tem volumes abaixo de 50ml; o Ex. agonistas adrenérgicos. DIMINUIÇÃO DA CONTRATILIDADE MIOCÁRDICA Mecanismo compensatório temporário: aumento da frequência cardíaca em situações de: • Hipóxia; • Isquemia; • Infarto. RESUMO DOS DETERMINANTES DO DÉBITO CARDÍACO Circulação Periférica e Mecanismos de Controle VASOS • A anatomia e a função dos vários segmentos de vasos variam enormemente; • Não são tubos rígidos = armazenam energia para propulsionar o sangue pelo leito vascular periférico; • Artérias – Sistema de distribuição (sangue do coração para os tecidos), capazes de armazenar energia e propulsionar sangue ao longo do leito vascular; • Microcirculação (arteríolas, capilares e vênulas) – Difusão, filtração e absorção; • Veias – Sistema de coleta, trazem sangue dos tecidos de volta para o coração. São importantes reservatórios de sangue, que pode ser mobilizado em situações emergenciais. COMPOSIÇÃO DOS VASOS SANGUÍNEOS Os vasos sanguíneos são compostos por 3 túnicas: 1. Túnica íntima (mais interna) – formada pelo endotélio vascular; 2. Camada média (musculatura lisa que regula diâmetro do vaso e fibras elásticas que se 21 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 organizam de forma concêntrica, tornando tecido distensível e elástico); 3. Túnica adventícia: mais externa, composta por fibras colágenas. Composição geral: • Células endoteliais; • Fibras elásticas; • Fibras colágenas; • Células musculatura lisa. Os vasos sanguíneos apresentam inervação, logo, uma das formas de controlar o diâmetro dos vasos é estimulando ou inibindo a musculatura lisa deles. COMPARAÇÃO VASOS ARTERIAIS X VASOS VENOSOS Vasos arteriais vão ter luz menor do que os venosos, tem parede muscular muito mais desenvolvida (túnica média mais desenvolvida importante para função reguladora dos vasos arteriais). Em contrapartida, os vasos venosos apresentam valvas para garantir que fluxo sanguíneo sempre ocorra do tecido em direção ao coração (sistema é de baixa pressão e contra a gravidade – valvas são muito importantes). *Capilares verdadeiros são aqueles que fazem as trocas – são compostos por apenas 1 camada de células epiteliais (precisam de parede fina para fazer trocas). Vasos mais abundantes e de menor raio são os capilares. Maior área de secção transversa está nos capilares = sucessivas divisões levam a maiores áreas. Essa área é inversamente proporcional a velocidade do fluxo sanguíneo. ARTÉRIAS • Artérias elásticas: o Mais calibrosas; o Principal: aorta; o Outras de grande calibre: ex. carótidas e ilíacas; o Funções: reservatório de pressão, acomodação do volume de sangue ejetado durante a sístole e retração elástica durante a diástole (manutenção do fluxo sanguíneo durante a fase diastólica do ciclo cardíaco); • Artérias musculares: o Compreendem a maioria das demais artérias; o Servem como canais de distribuição para os tecidos; o Importantes para regular aporte sanguíneo para os tecidos. Quando ventrículo esquerdo entra em sístole, ocorre aumento da pressão intraventricular e sangue será ejetado 22 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 para a árvore arterial; artérias elásticas por serem elásticas, se distendem (sangue aumenta pressão intravascular). No momento em que ventrículo relaxar, vaso não está mais recebendo grande aporte sanguíneo, sangue que está dentro desse vaso flui em direção aos capilares (continuo mesmo durante a diástole, ocorre acomodação do vaso pelo componente elástico). ARTERÍOLAS • Vasos musculares; • Local de maior queda na pressão dentro do sistema cardiovascular; • Funções: o Vasos de resistência: pequenas artérias e arteríolas; o Principal ponto de controle da distribuição do débito cardíaco aos órgãos e tecidos; o Ação dos nervos SNA (simpático), concentração local de metabólitos, hormônios e outros mediadores influenciam o tônus da musculatura lisa. VEIAS • Sistema de baixa resistência e baixa pressão, altamente distensível; • Funções: o Importante reservatório de sangue; o Conduto do sangue de volta ao coração; • Fatores que aumentam o retorno venoso: o Bombeamento de sangue pela musculatura esquelética; o Inspiração. Contém valvas, sangue precisa voltar para o coração contra a gravidade. Por isso, é necessário combinar sistema de valvas para promover o fluxo unidirecional e uma bomba muscular, quando musculatura esquelética está relaxada, vaso está distendido e valvas o fecham em diferentes compartimentos. Quando musculatura contrai, ela comprime vaso venoso, aumentando pressão dentro do vaso e, pelo formato das valvas, esse aumento vai conseguir abrir as valvas superiores (mas não inferiores) = dessa forma, contrações musculares são importantes para direcionar o sangue em direção ao coração. Valvas podem ser danificadas = valvas não conseguem mais se fechar e começam a ocorrer coleções de sangue nos compartimentos entre as valvas, originando as varizes. A pressão é mais alta nos vasos arteriais do que nos venosos pois eles estão recebendo toda pressão gerada pelo coração.Os vasos arteriais mais calibrosos e os vasos arteriais de médio e pequeno porte mantém pressão media relativamente constante, porque esses vasos são elásticos, sua função é distender na sístole (receber mais sangue) e se acomodar durante a diástole ventricular (promover a distribuição de sangue para os tecidos). Ocorre uma queda importante da pressão arterial nos vasos de menor calibre, as arteríolas (musculares), que é importante para proteger os capilares, os quais são formados por apenas uma camada de células endoteliais; se deixar pressão arterial muito alta, o capilar pode romper. Dentro do capilar, a pressão continua a cair, de forma que, quando esse sangue chega na circulação venosa, a pressão é bastante baixa (reforçando a importância das valvas para fazer retorno venoso dos membros inferiores para o coração). O que garante o fluxo sanguíneo ao longo da circulação sistêmica é o gradiente de pressão entre a saída de sangue do coração e a chegada nele (entre ventrículo esquerdo e átrio direito; gradiente é de aproximadamente 100mm/Hg e garante velocidade apropriada do fluxo sanguíneo). A velocidade adequada do fluxo sanguíneo é importante para prover nutrientes, 23 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 remover excretas dos tecidos e precisa ser distribuído para todo o organismo. Ao mesmo tempo que a pressão sanguínea é diminuída, a velocidade também cai, o que é extremamente adaptativo para o organismo tendo em vista que preciso que fluxo sanguíneo passe em velocidade apropriada no capilar para ele poder fazer as trocas; se sangue passar muito rápido, não dá tempo de fazer as trocas. A velocidade é inversamente proporcional a área total, ou seja, quanto maior a área de secção transversa, menor a velocidade. Dos capilares de volta para o coração, não temos vasos se dividindo, mas sim, coalescendo, diminuindo a área de secção transversa ao mesmo tempo que velocidade do fluxo tende a aumentar. CONTROLE VASOMOTOR • Vasos arteriais (vasos de resistência): o Controle do aporte se sangue aos tecidos (vasodilatação = chega mais sangue; vasoconstrição = chega menos sangue); • Vasos Venosos (vasos de capacitância – reservatório de sangue): o Controle do retorno venoso (vasoconstrição = cabe menos sangue dentro do vaso, contribui para aumento do débito cardíaco); • Mecanismos: o Neurais; o Miogênicos; o Metabólicos; o Endoteliais. MECANISMOS NERVOSOS • Vasos arteriais (vasos de resistência): o Controle do aporte de sangue aos tecidos; o Ampla inervação simpática e responsividade a catecolaminas circulantes; o Receptores adrenérgicos α1 (Noradrenalina): vasoconstrição; o Receptores β2 (Adrenalina): vasodilatação; o Em situações de estresse, espero vasoconstrição em leitos vasculares que não são importantes para luta ou fuga (como digestório) e vasodilatação em vasos que auxiliem (como coronárias e musculatura esquelética) • Vasos venosos (vasos de capacitância): o Controle do retorno venoso; o Inervação simpática mais esparsa que nos vasos arteriais, exceto na circulação esplâncnica e cutânea; o Receptores adrenérgicos α: vasoconstrição. O primeiro fator que vai determinar o efeito do sistema simpático em determinado vaso é qual tipo de receptor é mais denso, mais predominante; o outro, é a frequência de estimulação simpática, fisiologicamente, os vasos estão recebendo níveis basais de estimulação simpática que ajuda a manter determinado tônus vascular. Como na situação basal já existe frequência de estimulação, ou posso diminuir ainda mais essa estimulação (podendo levar a vasodilatação) ou aumentar a taxa de estimulação (podendo levar a vasoconstrição). Nossos vasos praticamente não possuem inervação parassimpática. MECANISMOS MIOGÊNICOS Importantes de controle para fluxo sanguíneo e vasomotricidade, dependem de características intrínsecas ao músculo liso vascular (dizem respeito a responsividade muscular a distensão). São ativos principalmente em artérias e arteríolas musculares: É muito importante para manter fluxo de sangue constante para o tecido, não permitindo que cada aumento de pressão arterial aumente o fluxo sanguíneo no tecido (ou o contrário). Alguns tecidos tem mecanismos muito mais desenvolvidos e precisos, como o SNC. 24 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Faixa Fisiológica de variação da Pressão (60-70 e 150- 160mmHg) – mecanismo protetor dos tecidos contra a flutuação que acontece na pressão arterial frente a várias situações. O que causa esse mecanismo miogênico parece ser uma sensibilidade a entrada de cálcio e ao incremento de cálcio no citosol em situações de distensão da musculatura lisa. MECANISMOS METABÓLICOS Relacionada ao controle do fluxo sanguíneo de acordo com cada tecido específico do organismo, vai casar resposta metabólica com necessidade vascular. - À medida que metabolismo aumenta no tecido, aumenta também o fluxo sanguíneo. (quanto maior o metabolismo, mais oxigênio consome). Regulação local ocorre em vasos pré-capilares. Um dos fatores envolvidos no controle é o nível de oxigênio, se aumento o metabolismo, tecido consome mais oxigênio (faltando oxigênio para musculatura lisa do vaso, que relaxa = vasodilatação). • Hiperemia funcional: quando controle metabólico está ajustando fluxo sanguíneo a aumentos ou diminuições do metabolismo do tecido; • Hiperemia relativa: acontece quando fluxo sanguíneo para determinado vaso ficou ocluído durante um tempo; quando volta, ele volta acima do normal para recuperar débitos. MECANISMOS ENDOTELIAIS As células endoteliais produzem uma série de substâncias vasoativas. RESUMO • O controle vasomotor depende de diferentes mecanismos, alguns dos quais relacionados a regulação global do fluxo sanguíneo, outros relacionados à regulação local; • A interação entre diferentes compartimentos gera respostas apropriadas dos vasos em diferentes condições. 25 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Microcirculação O arranjo espacial dos microvasos reflete o metabolismo tecidual e/ou a função do órgão. Quanto maior o metabolismo do tecido, mais densa vai ser sua rede de capilares. Vasos que vão compor a microcirculação (vasos com menos de 0,3mm de diâmetro). Tem função de trazer sangue para tecido e efetivamente fazer trocas entre sangue e células teciduais. São microvasos: arteríolas (extremamente finas, parede muscular bem desenvolvida, inervadas pelo sistema simpático e desaguam em metarteríola – não possui musculatura contínua) e vênulas (coletam sangue, tem musculatura lisa menos desenvolvida e descontínua, podem regular fluxo sanguíneo tecidual). Existe arteríola trazendo sangue para rede capilar, onde ele fará troca com tecidos nas adjacências. Além da rota arteríola → capilar para sangue retornar ao vaso venoso, existe conexão direta entre a arteríola e a vênula, a anastomose arteriovenosa (shunt). Esse tipo de anastomose é característico das extremidades do corpo (pele, mãos, pés) e está muito envolvida em termorregulação (reter ou circular calor). CAPILARES • Capilares contínuos: mais comuns do organismo, são compostos por membrana basal (tecido conjuntivo) e células endoteliais (aderem umas as outras por junções intercelulares, as quais não são contínuas, se localizam em alguns pontos de forma que permanecem espaços entre essas junções, permitindo trocas de substâncias). Além disso, no endotélio capilar, são observadas diversas cavéolas, importantes para auxiliar no movimento transcelular de substâncias. (substância sair do plasma em direção ao interstício). • Capilares fenestrados: mais permeáveis por apresentar fenestras (onde ocorrem trocas de substâncias). Estão em locais onde precisamos de uma maior capacidadede trocas entre capilar e tecido (como intestino). Fenestrações são bem maiores do que junções interendoteliais, facilitando muito trocas entre meio intra e extravascular; • Capilares sinusoidais: vasos descontínuos presentes em locais onde preciso de uma permeabilidade ainda maior; movimento não só de solutos e solventes, mas também de componentes celulares. Esses capilares possuem fenestras maiores e Gaps (regiões de descontinuidade entre as membranas plasmáticas). PAREDE DOS CAPILARES • Difusão através da membrana: Substâncias Lipossolúveis (O2, CO2); • Fenda Intercelular: ocorre entre duas células endoteliais contíguas; importante para troca de substâncias como Na+, K+, Cl-, H2O, glicose; • Cavéolas: endocitose de pequenas porções de plasma, transcitose de macromoléculas (proteínas). Podem se fusionar, formando canais vesiculares (cuja importância e localização ainda não se entende completamente). 26 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 MOVIMENTO DE SOLUTOS NOS CAPILARES SOLUTOS HIDROSSOLÚVEIS • Difusão transcapilar: • Passiva; • Depende da diferença de concentração, da área de superfície de troca, da distância da difusão e da permeabilidade da substância; PERMEABILIDADE CAPILAR Muito relacionada com as dimensões dos poros dos capilares por onde ocorrem as trocas de substâncias. Exemplo: Músculo Esquelético = permeabilidade relativa dos poros. Quanto maior o peso molecular, menor é a permeabilidade relativa. MOVIMENTOS DA ÁGUA NOS CAPILARES • Via transcelular (endotélio apresenta canais de água – aquaporina 1) e paracelular (água que flui através das fendas intercelulares); • Movimento depende das forças hidrostáticas e osmóticas; o Filtração: quando a pressão de filtração resultante é positiva; o Reabsorção: pressão de filtração é negativa. FORÇAS DE STARLING QUE DETERMINAM O MOVIMENTO DE FLUIDOS NOS CAPILARES Consideramos: 2 pressões hidrostáticas: • Pressão capilar; • Pressão intersticial dos fluidos. 2 pressões osmóticas: • Pressão coloidosmótica do plasma; • Pressão coloidosmótica intersticial. EXTREMIDADE ARTERIAL DO CAPILAR Possui pressão capilar mais elevada – filtração. Joga substâncias do capilar para o tecido e favorece saída dos fluidos do capilar para o interstício. EXTREMIDADE VENOSA DO CAPILAR 27 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Favorece a reabsorção de substâncias do capilar (pressão capilar muito baixa). FORÇAS DE STARLING AO LONGO DO CAPILAR - RESUMO ALTERAÇÕES NAS FORÇAS DE STARLING PODEM LEVAR AO EDEMA INTERSTICIAL • Forças Hidrostáticas: o Ação da gravidade – indivíduo em ortostatismo, pressão venosa nos membros inferiores é elevada (sangue pesando dentro dos vasos). Se aumenta a pressão, fica mais difícil para o capilar escoar para o sistema venoso = quanto mais líquido nos capilares, mais alta pressão hidrostática capilar, favorecendo edema; o Danos ao coração esquerdo podem provocar refluxo de sangue aos vasos pulmonares, aumentando a pressão hidrostática. nos capilares pulmonares, provocando edema pulmonar; o Danos ao coração direito podem provocar refluxo de sangue nas veias sistêmicas, aumentando a pressão hidrostática nos capilares das extremidades e vísceras abdominais, provocando edema periférico e ascite.; • Propriedades das paredes dos vasos: o Alteração de permeabilidade; o Inflamação – forma edema; • Forças coloidosmóticas: o Síndrome nefrótica; o Gestação; o Mal nutrição proteica. VASOS LINFÁTICOS Líquido que está sendo filtrado, mas não está sedo absorvido, não pode se acumular. Os vasos linfáticos completam o equilíbrio local de fluidos retornando ao sangue o excesso de fluido intersticial: - Constituídos por células endoteliais parcialmente sobrepostas, formando poros e Gaps; a entrada de líquidos para dentro do sistema linfático ocorre porque normalmente os tecidos são pouco complacentes, de forma que um pequeno aumento no volume de líquido neles aumenta a pressão intersticial. O ↑ da pressão dentro dos vasos linfáticos, promove a contração da musculatura lisa (mecanismo miogênico) promovendo o “bombeamento” da linfa. As células endoteliais que formam os capilares linfáticos estão presas ao parênquima tecidual por filamentos específicos (de ancoramento) 28 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Na fase de enchimento, a coleção de líquido tecidual gera aumento de volume e tração dos filamentos de ancoramento as quais as células endoteliais estão acopladas, fazendo com que se abram poros entre essas células, favorecendo o influxo de líquido do meio intersticial para o vaso linfático. Na fase de compressão, a pressão hidrostática dentro do capilar inicial aumenta, fazendo com que ocorra abertura de válvulas e o líquido seja impulsionado para estruturas cada vez mais calibrosas, até chegar naqueles vasos linfáticos com musculatura lisa e que tem contração miogênica dessa musculatura lisa, ajudando a propulsão da linfa ao longo do sistema linfático. CARACTERÍTICAS SISTEMA LINFÁTICO • Ausentes no miocárdio e encéfalo; • Locais de maior abundância: pele, tratos genito- urinário, respiratório e gastrointestinal; • Vasos linfáticos se abrem nas veias sublcávias. Sistema linfático devolve para o sistema sanguíneo o desbalanço entre filtração e reabsorção. Em alguns lugares ele é muito desenvolvido, primeiro por ter componentes do sistema imune associados e segundo pela função do tecido (como trato gastrointestinal – absorção). Gráfico que mostra ajustes do fluxo linfático em relação as variações da pressão intersticial: - Se pressão sobe, ocorre um aumento muito grande do fluxo relativo de linfa – meio intersticial não é muito complacente, de forma que mesmo pequeno aumento no volume de líquido aumenta significativamente pressão intersticial; uma vez que essa pressão intersticial se torna mais elevada que a pressão dentro dos vasos linfáticos, o fluxo de linfa aumenta bastante. Quando se forma edema, o sistema linfático se torna menos eficiente para drenar tecido, quanto mais alta se torna a pressão, o fluxo relativo de linfa chega a um platô, pois quando tecido já está edemaciado, distendido, preciso de aumentos muito maiores de volume nesse tecido para aumentar a pressão. Circulação Coronariana CARACTERÍSTICAS GERAIS DA CIRCULAÇÃO CORONARIANA Coração: • Corresponde a 0.5% do peso corporal e recebe 5% do débito cardíaco – indicador da necessidade de suprimento contínuo e elevado devido a sua demanda metabólica; • 40% de seu consumo de oxigênio está relacionado a oxidação de carboidratos; 60% está relacionado a oxidação de ácidos graxos (também a capaz oxidar corpos cetônicos no jejum e diabetes, assim como piruvato e lactato); • Seus estoques de glicogênio são capazes de suprir sua demanda energética por apenas um curto período em situações de hipóxia.; • A hipóxia ativa terminações nociceptivas, gerando a dor conhecida como angina pectoris – se não resolvida, pode levar a infarto do miocárdio. 29 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Irrigação arterial é feita por 2 artérias que surgem no arco aórtico: • Artéria coronária direita: normalmente irriga o átrio e o ventrículo direito; • Artéria coronária esquerda: normalmente irriga átrio e ventrículo esquerdo. Se divide em ramo circunflexo esquerdo (irriga lado esquerdo do coração – átrios e ventrículos) e ramo descendente anterior esquerdo (se direciona para o ápice do ventrículo, irriga parede interventricular e de porções do ventrículo direito e esquerdo). Uma vez conduzido por esses vasos, eles se aprofundam no miocárdio, se conectando aos leitos capilares. DRENAGEM Veias epicárdicas vão se esvaziar no átrio direito através do Seio Coronariano. No coração, Veias Tebesianasdrenam o miocárdio ventricular e se abrem nos ventrículos (sangue venoso conduzido por elas não passa pela circulação pulmonar, não é oxigenado). ANASTOMOSES Anastomoses em pequenos vasos arteriais coronarianos: rotas alternativas para garantir o fluxo sanguíneo adequado caso ramo principal seja ocluído. RELAÇÃO ENTRE O FLUXO CORONÁRIO FÁSICO NAS CORONÁRIAS DIREITA E ESQUERDA E A PRESSÃO AÓRTICA. Na maioria dos tecidos do nosso organismo, o fluxo sanguíneo ocorre paralelamente as alterações na pressão aórtica (aumentando durante a sístole e diminuindo durante a diástole). Entretanto, na circulação coronariana, ocorre um perfil diferente de fluxo sanguíneo, especialmente no ventrículo esquerdo. Fluxo coronariano esquerdo: O fluxo sanguíneo coronariano esquerdo depende de 2 fatores: pressão de perfusão gerada pela aorta e da compressão extravascular (toda vez que miocárdio contrai para ejeção de sangue, o encurtamento das fibras musculares comprime vasos sanguíneos – perfil de pressão aórtica intravascular tendendo a distender vaso sanguíneo e compressão extravascular tendendo a comprimir o vaso, gerando curva). O fluxo coronariano esquerdo, durante a sístole ventricular, é muito menor do que na diástole ventricular; no início da contração ventricular, quando temos a contração isovolumétrica, ocorre reversão do fluxo de sangue nas artérias coronárias (pois durante a contração ventricular isovolumétrica pressão na aorta é muito baixa). Em contrapartida, como está ocorrendo contração isovolumétrica, fibras musculares estão comprimindo vasos sanguíneos, causando pressão externa mais elevada do que a intravascular, promovendo o refluxo coronariano esquerdo. Durante a sístole, com a ejeção de sangue para árvore 30 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 aórtica pelo ventrículo esquerdo, o fluxo sanguíneo aumenta muito pouco. O fluxo sanguíneo aumenta significativamente quando o coração entra em diástole, já que quando coração entra no relaxamento isovolumétrico, tenho pressão aórtica mais elevada, que empurra sangue ao longo dos vasos coronarianos e também tenho músculos mais relaxados, não gerando compressão extravascular. 80% da irrigação do ventrículo esquerdo ocorre durante a diástole. Fluxo coronariano direito: O que ocorre no ventrículo direito, é que o padrão de alteração do fluxo sanguíneo é muito semelhante ao do fluxo sanguíneo no arco aórtico. Isso ocorre porque a massa ventricular e tensão do lado direito é menor do que a do ventrículo esquerdo (ejeta sangue para sistema de baixa resistência, não precisa gerar tanta pressão); quanto menor a tensão que se desenvolve, menor é a compressão dos vasos sanguíneos. Diversos fatores podem alterar a perfusão ventricular: • Fibrilação Ventricular: ↑ transitório da perfusão no início da arritmia – ventrículo não contrai mais eficientemente, não ejeta sangue, não relaxa mais – estado de semicontração fibrilando = levando ao aumento transitório da perfusão por diminuir a compressão extravascular sobre vasos que estão irrigando o miocárdio. À medida que a fibrilação ventricular se estabelece, a irrigação coronariana volta a cair; • Taquicardia: ↓ da perfusão ventricular esquerda – ocorre porque 80% do fluxo sanguíneo coronariano ocorre na fase da diástole, e a taquicardia diminui o período de diástole (se faço isso, estou restringindo o período em que estou tendo aumento do fluxo sanguíneo). Pode ser compensada por vasodilatação em indivíduos saudáveis, mas é muito perigosa em doenças coronarianas que diminuem o fluxo sanguíneo. RELAÇÃO ENTRE O FLUXO VENOSO CORONARIANO, PRESSÃO AÓRTICA E PRESSÃO VENTRICULAR ESQUERDA Pressão ventricular vai refletir o momento em que o coração em sístole vai ejetar o sangue para o arco aórtico. O fluxo venoso coronariano é máximo justamente quando a pressão venosa é máxima; logo, ao contrário do que acontece com a circulação arterial, a circulação coronariana venosa é alta durante a sístole ventricular (ocorre compressão dos vasos, que impede chegada de sangue arterial e promove saída venosa). FLUXO SANGUÍNEO CORONARIANO VARIA COM A PROFUNDIDADE DOS VASOS NA PAREDE CARDÍACA Artérias coronarianas epicárdicas, cursam sobre superfície do coração, se ramificam originando vasos arteriais cada vez mais finos até chegar as arteríolas → leitos capilares. Durante a sístole, a pressão intramuscular é maior no endocárdio do que no epicárdico = maior compressão extra vascular → a menor resistência vascular no endocárdio compensa a maior compressão extravascular = maior fluxo sanguíneo na diástole → fluxo sanguíneo no epi e endocárdio é praticamente igual. RELAÇÃO ENTRE FLUXO SANGUÍNEO E CONSUMO DE O2 Gráfico mostra que existe relação praticamente linear entre fluxo sanguíneo coronariano e consumo de 31 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 oxigênio pelo tecido, à medida que vai aumentando o metabolismo tecidual e consumo de oxigênio vai ocorrendo vasodilatação. Dependência do fluxo sanguíneo em relação ao consumo de oxigênio diz respeito a algumas características do miocárdio em situações de: • Repouso: o Fluxo sanguíneo: 60 a 70ml /min/ 100mg; o Extração de O2 pelo miocárdio: 80% (deixa pouca margem para extração adicional em situação de aumento metabólico). Quanto menor o gradiente de difusão, mais lenta é a passagem de O2 do sangue para tecido. A saída para situação de aumento do metabolismo, é aumentar o fluxo sanguíneo; • Exercício: o Fluxo sanguíneo: pode chegar a até 250ml/min/ 100g – leva mais oxigênio para determinada região. Fatores metabólicos locais são os principais determinantes do fluxo sanguíneo na circulação coronariana: Quando metabolismo tecidual aumenta, existe maior produção de adenosina, que pode interagir com receptores colinérgicos, diminuindo níveis intracelulares de cálcio. No músculo liso dos vasos coronarianos arteriais a diminuição de cálcio intracelular significa menor capacidade de manter o tônus vascular = vasodilatação por relaxamento da musculatura lisa. Estudos indicam que aumento do metabolismo tem alteração nos níveis de potássio, que embora aumente no meio extracelular e possa induzir a vasodilatação, é um mecanismo de curto prazo. Diminuição de oxigênio no local = miocárdio vai extrair mais do que 80% de oxigênio, produzindo mais CO2 (fatores vaso dilatadores). REGIÕES SUBENDOCÁRDICAS E SUBEPICÁRDICAS Fluxo sanguíneo permanece constante nos vasos subendocárdicos e subepicárdicos em uma ampla gama de pressões arteriais. Isso ocorre porque, no miocárdio, existem mecanismos autorreguladores do fluxo sanguíneo, em especial os miogênicos e metabólicos. O gráfico também informa que o subendocárdio perde capacidade de regular fluxo sanguíneo em situação de queda da pressão arterial mais cedo (pressão maiores do que o fluxo sanguíneo no subepicárdio; isso ocorre porque regiões epicárdicas tem menor efeito da força compressiva extravascular do miocárdio sobre os vasos sanguíneos – se pressão arterial vai caindo, pressão dentro dos vasos arteriais se torna menos eficiente para se opor a forças compressivas extravasculares. Como a região do epicárdio não tem forças compressivas tão elevadas como a região do endocárdio, a pressão pode cair de 100 até cerca de 20mm/Hg (quando mecanismos autorregulatórios vão parar de compensar queda da pressão e fluxo coronariano começa a diminuir com a queda da pressão). No subendocárdio, perdemos capacidade autorregulatória com cerca de 40mm/Hg de pressão coronariana, o que significa que esses vasos estão mais sugeitas a pressões compressivas externas e maior vulnerabilidade à isquemia. CONTROLE NEURAL DA CIRCULAÇÃO CORONARIANA • SNA Simpático: o Efeito indireto via receptoresβ1 leva a vasodilatação (por aumentar metabolismo do miocárdio); o Efeito direto sobre receptores α leva a vasoconstrição (receptores β precisam ser inibidos); • SNA Parassimpático: inervação restrita aos nodos sinoatrial e atrioventricular, portanto não tem efeito importante. 32 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 ANGIOGÊNESE Quando ocorre oclusão abrupta de um vaso coronariano ou de suas ramificações primárias, essa região onde ocorreu a oclusão vai ficar sem aporte sanguíneo e vai necrosar, gerando infarto do miocárdio. Se a redução do fluxo sanguíneo é gradual, pelo desenvolvimento de placa aterosclerótica, por exemplo, dá tempo de ser formarem novos vasos por angiogênese. Angiogênese é um mecanismo pelo qual se aumenta a densidade de capilares em determinada região para facilitar trocas entre plasma e tecido. Ela ocorre principalmente em função da responsividade as demandas metabólicas. Na isquemia, muitas vezes ocorre infarto e regeneração por angiogênese da árvore vascular, entretanto, nem sempre regeneração vai efetivamente aumentar fluxo sanguíneo no tecido lesado. Após infarto, regeneração até pode aumentar densidade capilar, mas isso pode não estar relacionado com aumento do fluxo sanguíneo (regeneração pode gerar anastomoses entre vasos de forma que aumenta densidade, aumenta fluxo, mas fluxo está aumentando não porque ele está irrigando capilares, mas sim as anastomoses, não servindo para fazer trocas). Mesmo assim, é um mecanismo muito interessante para regeneração, vasos colaterais podem suprir região isquêmica – angiogênese terapêutica está sendo investigada (fatores que induzem ela precisam ser introduzidos mais localmente, não existe medicação via oral ou venosa que possa estimular ela = obstáculo). Um dos fatores que se mostra promissor é o FGF, capaz de induzir a angiogênese terapêutica. Pressão Arterial – curto prazo DETERMINANTES DA PRESSÃO ARTERIAL SISTÊMICA Resultante da interação entre vários fatores, entre eles, os fisiológicos e os físicos. Dentre os fatores fisiológicos, temos: débito cardíaco e a resistência periférica, que compõe a fórmula de cálculo da pressão arterial (DC X RP). A pressão arterial é diretamente proporcional tanto ao débito cardíaco quanto a resistência periférica, ou seja, o que acontece com débito cardíaco, acontece com a pressão arterial (o mesmo vale para a resistência). Resistência periférica é determinada pelo diâmetro dos vasos arteriais (pode ser ajustada por vasoconstrição ou vasodilatação); quanto menor o diâmetro do vaso, mais resistência ele oferece ao fluxo de sangue (logo vasoconstrição sempre vai aumentar a resistência periférica) – quanto maior o diâmetro do vaso, mais fácil é do sangue fluir por ele., menos resistência (sempre que ocorrer vasodilatação, resistência periférica diminui). Outro fator fisiológico importante relacionado a pressão arterial é o envelhecimento, ou seja, ao longo das fases da vida v]ao ocorrendo modificações fisiológicas que influenciam a pressão arterial sistêmica; alterações na atividade cardíaca, alteração na estrutura de vaso, e esses fatores se refletem na pressão arterial. Dentre os fatores físicos, temos o volume de sangue arterial e a complacência arterial; o volume de sangue arterial determina a pressão arterial pois o sangue faz pressão sobre a parede do vaso (pressão arterial é a pressão do sangue sobre a parede do vaso). Quanto maior for o volume de sangue circulante, mais distendido está o vaso e maior é a pressão de sangue sobre a parede do vaso; o quanto esse vaso vai deformar sem alterar a pressão = complacência arterial, que varia ao longo da árvore arterial porque os componentes que dão elasticidade ao vaso sanguíneo vão diminuindo dos vasos arteriais mais calibrosos em direção as arteríolas, e essa diminuição de componente elástico gera diminuição da complacência/distensibilidade do vaso, da capacidade de acomodar volume extra de sangue sem promover alterações significativas da pressão vascular. Um dos fatores que o envelhecimento afeta é a complliância, reduz ela. Da interação dos fatores físicos com fisiológicos, temos o nível pressórico. 33 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 REGULAÇÃO DA PA A CURTO PRAZO Os mecanismos de curto prazo regulam a pressão de forma aguda, ou seja, em questão de segundos a minutos. Como esses mecanismos agem muito rápido, fica implícito que um sistema importante na regulação arterial é o próprio sistema nervoso. Nós monitoramos continuamente nossos níveis pressóricos através de terminações nervosas mecanorreceptoras, os Barorreceptores, os quais estão localizados sobre grandes vasos torácicos (arteriais) e são estimulados pela distensão desses vasos arteriais. Quanto maior a pressão arterial, mais os vasos arteriais são distendidos e mais os barorreceptores vão ser estimulados. Esses barorreceptores, então, vão informar, através de vias aferentes, o SNC do aumento pressórico, mais especificamente, o centro de coordenação da pressão que está no Tronco Encefálico, no Bulbo. No Bulbo, grupamentos neuronais vão analisar a informação que está chegando e vão gerar resposta apropriada para fazer com que pressão que esteja muito elevada volte ao normal. A pressão é diretamente proporcional ao débito cardíaco e a resistência dos vasos, logo nessa situação de aumento da pressão, o centro cardiovascular (bulbo) vai enviar informações eferentes para os dois órgãos efetores da pressão arterial: coração e vasos; essa informação é inibitória, se estou com pressão arterial aumentada, tenho que diminuir débito cardíaco (bradicardia) e tenho que diminuir a resistência periférica – induzindo vasodilatação para que pressão volte ao normal. BARORRECEPTORES Barorreceptores = terminações nervosas acopladas a parede dos vasos arteriais. Se caracterizam por serem neurônios sensoriais do tipo mecanorreceptor, ou seja, sensorial que responde a estímulos mecânicos de deformação. No caso dos barorreceptores, essa deformação é gerada pela pressão dentro dos vasos. Cada vez que o coração entra em sístole, ele ejeta sangue para árvore arterial, distendendo-a; essa distensão para acomodar quantidade extra de sangue é acompanhada pela distensão dos barorreceptores (que quando são distendidos despolarizam). Se pressão arterial aumentar, a pressão do sangue sobre parede do vaso faz ele distender mais e terminações nervosas acompanham esse movimento e são mais distendidas, avisando SNC que indivíduo está hipertenso; se pressão cair, vasos vão estar menos distendidos, portanto terminação nervosa também, fazendo com que gere menor frequência de potenciais de ação para o SNC. Além de estarem no Seio Carotídeo, também são encontrados no Arco Aórtico. Informações dos barorreceptores do seio carotídeo vão ser conduzidas para o SNC pelo 9º par craniano (nervo glossofaríngeo); as informações provenientes do arco aórtico vão ser conduzidas para o SNC pelos nervos vagos. Os barorreceptores estão próximos a quimiorreceptores (terminações nervosas que monitoram gases respiratórios 34 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 e níveis de íons hidrogênio). A regulação aguda da pressão arterial depende de vários tipos de reflexo, o mais importante é o barorreceptor, que opera em faixa muito ampla de pressões arteriais, inclusive na faixa de alteração de pressão cotidiana (relacionada ao sono, estados emocionais, etc). Os quimiorreceptores também podem auxiliar na regulação da pressão arterial, mas só se tornam importante quando níveis pressóricos estão bastante alterados. Se considerarmos indivíduo com nível pressórico normal, observamos que a medida que pressão arterial cai abaixo desse valor, diminui a frequência de potenciais de ação; a medida que pressão arterial aumenta,aumenta a frequência de potenciais de ação (que vão ser levadas para o SNC). COMPONENTES ENVOLVIDOS NA REGULAÇÃO REFEXA DA PRESSÃO PELOS BARORRECEPTORES Barorreceptores enviam informações pelo 10º e pelo 9º par craniano para o Bulbo (núcleo do trato solitário). Lá, terminações nervosas fazem sinapses com interneurônios excitatórios, que levam informações para áreas cardio- inibitórias no núcleo ambíguo e no núcleo dorsal do vago, assim como fazem sinapses com interneurônios inibitórios que vão para área vasomotora. Informações que saem do centro cardiovascular, sai via nervos vagos para o coração ou via simpático, sendo que o simpático inerva o coração e vasos e pode recrutar medula adrenal que libera adrenalina (que também chega nos vasos e coração). Em situação de hipertensão, vasos arteriais e arco aórtico vão ser distendidos, gerando uma maior frequência de estímulos pelos barorreceptores. Esses estímulos vão dar entrada no núcleo do trato solitário pelo 10º e pelo 9º par craniano. Chegando lá, terminações fazem sinapse com neurônios excitatórios do centro cardio-inibitório e essas sinapses excitatórias vão gerar estímulos do nervo vago para o coração (onde ele libera acetilcolina que deprime atividade cardíaca). Ao mesmo tempo que diminuímos atividade cardíaca por atividade vagal, informações que estão chegando dos barorreceptores também ativam interneurônios inibitórios, que vão inibir a via bulbo-espinhal, que também não estimula mais o sistema nervoso simpático = débito cardíaco não está aumentando e vaso constrição não está sendo promovida – promove vasodilatação (perde tônus vascular). 35 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Além do centro cardiovascular ter região cardio-inibitória, também uma excitatória/aceleratória, que conduz estímulos para medula espinal que ativam sistema nervoso simpático, o qual, via nervo cardíaco, estimula atividade cardíaca liberando noraepinefrina no coração (aumentando frequência e força de contração). A região inibitória, manda informação para o coração via nervos vagos. É muito provável que os dois centros, excitatório e inibitório, tenham inervação recíproca, ou seja, um influencia o outro. COMPONENTE VASCULAR DO REFLEXO BARORRECEPTOR Vasos têm inervação simpática, logo sempre que estimulo esse sistema tenho vasoconstrição, sempre que inibo, tenho vasodilatação. TÔNUS VASOMOTOR Depois de anestesia espinhal total, ocorre queda brusca da pressão (não tem informações simpática saindo da medula para os vasos = vasodilatação intensa que faz com que pressão despenque). Quando ocorre injeção de noradrenalina, ocorre aumento da pressão arterial, e a medida que ela vai sendo metabolizada pressão volta a cair enquanto a anestesia estiver ativa. Experimento mostra que tônus é determinado pelo sistema nervoso simpático. ESTRESSE EMOCIONAL AGUDO Centro cardiovascular localizado no bulbo não responde exclusivamente a estímulos provenientes de barorreceptores, ele integra diferentes estímulos provenientes tanto da periferia, quanto de regiões superiores do SNC. Resposta emocional gera resposta típica de luta ou fuga, que tem por função coordenar atividade entre órgãos e tecidos para que eles tenham função plena para o músculo poder agir. Nessas situações, a informação foi gerada em regiões superiores do SNC, dali, ela descende para o hipotálamo e para o centro cardiovascular (coordena várias respostas relacionadas a situação de estresse). É uma resposta integrada que se origina no SNC, sem envolver sensores ou reflexos periféricos. 36 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Informações, partindo do centro cardiovascular, originam resposta 3, 4, 5, 6 e 7 (recrutado para fazer ativação simpática e liberação de adrenalina pela adrenal). Ativação simpática vai gerar vasoconstrição em vários leitos vasculares (como circulação esplâncnica e os rins) que não são importantes para lutar nem para fugir. Também promove venoconstrição para facilitar o retorno venoso para o coração, a pré-carga, e o aumento do débito cardíaco. Além de estimular os nervos vagos, simpático atua diretamente na atividade cardíaca (noradrenalina aumentando força de contração e frequência no coração), aumentando volume de ejeção e débito cardíaco. O hipotálamo, controla diretamente sistema nervoso simpático, ativando as respostas 1 (ativação de vias nervosas simpáticas colinérgicas no órgão alvo – liberam acetilcolina que ocasiona vasodilatação na musculatura esquelética) e 2 (ativa sudorese, característica de situações de estresse). Centro cardiovascular = resposta simpática vasoconstritora e de aumento da atividade cardíaca; hipotálamo = resposta simpática vasodilatadora. SÍNCOPE VASO-VAGAL É um mecanismo que provoca queda da pressão arterial que leva ao desmaio (mais comum em adolescentes). Pode ocorrer em decorrência de: • Estresse emocional; • Dor aguda. O mecanismo gera hipotensão, informação cortical é levada para amígdala, de lá, para o hipotálamo e dele para o bulbo. O que ocorre no bulbo é uma diminuição da saída simpática e aumento da saída vagal = diminui resistência periférica total, diminui atividade cardíaca (diminuindo débito cardíaco, ejetando menos sangue). Diminuição da pressão arterial vai impedir fluxo adequado para o SNC = perda de consciência. Além de ativar os mecanismos que levam a queda da PA, a sincope-vasovagal inibe os reflexos compensatórios (barorreceptores não conseguem gerar reflexo habitual). Existe outro componente envolvido nesse reflexo, a distensão atrial (menor distensão artrial gera estímulos nervosos mandando hipotálamo aumentar a liberação de hormônio antidiurético, envolvido na regulação a longo prazo da pressão – diminui a excreção de urina para reter mais líquido e expandir volume sanguíneo). 37 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 RECEPTORES DE BAIXA PRESSÃO Se localizam na artéria pulmonar, na junção da veia cava com átrio, no átrio direito, no átrio esquerdo, na junção da veia pulmonar com átrio esquerdo e no ventrículo direito. Trabalham com níveis pressóricos inferiores. Existem vários tipos de receptores: • Tipo A: disparam a cada contração ventricular, marcam o ciclo cardíaco. Disparam quando átrio despolariza para promover o enchimento ventricular; • Tipo B: estiramento = aumentam frequência de disparos a medida que o átrio vai se enchendo (iniciam ao mesmo tempo que o ventrículo está despolarizando); aumentando da eliminação de líquido (taquicardia, vasodilatação renal e diminuição da secreção de AVP). HEMORRAGIA Na hemorragia, estamos perdendo sangue para o meio externo, diminui o volume de sangue circulante. Esse volume sanguíneo central é o presente no sistema venoso; se tenho menos sangue no sistema venoso, menos sangue está retornando para o coração, logo átrios vão se tornar menos distendidos = receptores de baixa pressão menos distendidos e mandam menor frequência de potenciais de ação para o centro cardiovascular. Simultaneamente, diminuição do retorno venoso diminui o débito sistólico, diminui débito cardíaco e diminui a pressão arterial = captada pelos barorreceptores que estão menos distendidos também gerando menos estímulos para o centro cardiovascular. Adicionalmente, se a pressão arterial está baixa, perfusão dos tecidos está comprometida, gerando alterações nos níveis de gases respiratórios; se chega menos sangue e menos oxigênio nos tecidos, nível de CO2 aumenta, pH se torna ácido = estimulam quimiorreceptores periféricos, que disparam intensamente. Queda de fluxo sanguíneo também altera pH no SNC. A resposta do centro cardiovascular a esses diferentes padrões de estímulos, é ativação do sistema nervoso simpático, para aumentar frequência e força de coração(aumentando débito cardíaco e pressão arterial), para fazer vasoconstrição e constrição de vasos venosos (aumenta resistência periférica e pressão) e para diminuir capacidade venosa dos vasos para que eles retenham menos sangue que vai ir alimentar o sistema venoso e retorno para o coração. Organismo também repõe líquido perdido na hemorragia, que é e, grande parte, resultado da entrada de líquido dos tecidos para dentro dos capilares, que faz com que sangue se torne diluído (hematócrito baixo). Primeira fase depende das Forças de Starling que vão gerar absorção de líquido pelo capilar – na hemorragia, cai a pressão em todos os compartimentos (arteríola, capilar e vênula), e ela acaba gerando condições para absorção de líquido a partir dos capilares (queda da pressão hidrostática capilar faz com 38 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 que ocorra mais absorção do que filtração no capilar). À medida que tempo passa, própria entrada de líquido vai diminuindo, pois quanto mais líquido entra no capilar, mais aumenta a pressão capilar, já dificultando absorção. Adicionalmente, como está saindo muita água do interstício para o capilar, esse interstício está ficando com pressão mais negativa, que favorece a filtração. A segunda fase de absorção é a entrada de proteínas provenientes de capilares hepáticos e mesentério. CHOQUE HIPOVOLÊMICO Combinação de reflexos nervosos e mecanismos de restabelecimento do volume sanguíneo pode fazer com que situações de hemorragia e que coloquem indivíduo em risco, como o choque hipovolêmico sejam reversíveis. Quando mecanismos falham, pode ocorre o choque hipovolêmico, que consiste na perda de 30% ou + de volume sanguíneo e pressão sistólica < 90 mmHg. Aterosclerose As doenças cardiovasculares, em especial o infarto do miocárdio, são as principais causas de morte no mundo. A OMS estima que cerca de 17,9 milhões de pessoas morreram por eventos cardiovasculares no mundo em 2016 No Brasil, o Infarto Agudo do Miocárdio (IAM) é responsável por cerca de 100 mil óbitos anuais, sendo a terceira maior causa de incapacidade em adultos, segundo DATASUS. RELEVÂNCIA CLÍNICA • Principal causa de: o IAM; o AVC; o Doença Arterial periférica; • Maior causa de: o IC; o Demência; • Estima-se que são devidos à Aterosclerose: o 90% dos IAM; o 60% dos AVC; o Maioria dos casos de IC; o 1/3 dos casos de demência.; • Processo silente por anos/décadas que pode se expressar por: o Ruptura (fissura da placa em 60-70% das SCA); o Erosão da superfície da placa: o 20-40% dos casos de trombose coronária, especialmente em mulheres e jovens vítimas da Morte Súbita por DAC. 39 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS FATORES DE RISCO • Fatores de Risco Maiores: o Elevado LDL-c o Tabagismo; o DM 2; o HAS; o HF de DCV (DAC, AVC. DAP); • Outras condições que aumentam o risco: o Adiposidade abdominal; o TG elevado/HDL-c baixo; o Lpa; o Hiperfibrinogenemia; o Marcador inflamatório –PCR-us; o Sedentarismo; • Fatores emergentes: o Aumento do Ácido Úrico; o Estresse Psicossocial; o Distúrbio do Sono. EVOLUÇÃO DA ATEROSCLEROSE DISFUNÇÃO ENDOTELIAL NA ATEROSCLEROSE Deposição de elementos celulares que migram para camada íntima = alteração da capacidade do endotélio de proteção. FORMAÇÃO DE ESTRIAS GORDUROSAS Decorrem da migração das células, da formação de célula espumosa, ativação dos linfócitos T, aderência e agregação de plaquetas e penetração de leucócitos. FORMAÇÃO DE LESÃO AVANÇADA E COMPLICADA DE ATEROSCLEROSE Ocorre início da formação da placa = acúmulo de macrófagos, formação de tecido necrótico e formação da capa fibrosa. 40 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 PLACAS FIBROSAS INSTÁVEIS EM ATEROSCLEROSE Placas fibrosas podem instabilizar, ocorrendo a ruptura, com exposição de tecidos, pode agregar plaquetas, formar trombo oclusivo que resulta no evento isquêmico agudo. LESÃO ATEROSCLERÓTICA EM ARTÉRIA HUMANA • Consequências da ativação de células imunes na placa coronária: o Microbactérias, antígenos e várias moléculas podem ativar células T, macrófagos e mastócitos, provocando secreção de citocinas inflamatórias; o Interferon γ e Fator de necrose tumoral - que reduzem a estabilidade da placa. Painel A mostra o conteúdo da placa ateromatosa, sugerindo que a ruptura precede a trombose; painel B mostra, em maior aumento, a projeção de cristais de colesterol na luz do vaso e formação de trombo oclusivo. MORFOLOGIA DA PLACA: VULNERÁVEL X ESTÁVEL “ULTRA-SOM INTRAVASCULAR” • Esquerda = placa estável, não sofre erosão ou ruptura; • Direita = capa fibrosa fina e núcleo lipídico abundante, caracterizando placa instável que é propensa a ruptura. MECANISMO INFLAMATÓRIO PREDISPONDO RUPTURA E TROMBOSE DAS ARTÉRIAS CORONÁRIAS NAS SCA DISLIPIDEMIA E INFLAMAÇÃO & MECANISMOS PARA SCA 41 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 INFLAMAÇÃO DA PAREDE DA ARTÉRIA Rudolf Virchow (1821-1902): relacionava inflamação da parede da artéria como um dos mecanismos da doença ateromatosa. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DO ATEROMA EVENTO CARDIOVASCULAR AGUDO “FENÔMENO ATEROTROMBÓTICO E INFLAMATÓRIO” • Grande conteúdo lipídico; • Rico em colesterol; • Capa fibrosa fina; • Rico em macrófagos; • Pobre em células musculares lisas; • Baixo grau de estenose. DESENCADEANTES INFLAMATÓRIOS NA ATEROSCLEROSE • LDL-c (partículas pequenas e densas); • Radicais livres (tabagismo) – agridem endotélio; • Hipertensão Arterial; • Diabete melito; • Hemocisteína elevada; • Turbulência e “sheer stress”; • Agentes infecciosos (Clamídia, herpes vírus). TRATAMENTO • Até o presente momento, as intervenções mais eficientes são: o Suspensão do tabagismo; o Dieta e redução farmacológica do LDL- colesterol; o Controle da PA; • Outras intervenções também suportam benefícios adicionais com o controle da: o Hiperglicemia; o Hipertrigliceridemia; o Obesidade; o Inatividade física. TRATAMENTO MEDICAMENTOSO • Aspirina: anti-trombótico; • Inibidores dos receptores P2Y12: Clopidogrel, prasugrel e ticagrelor: anti-trombóticos potentes; • Estatinas: hipolipemiante, estabilizador do endotélio e da placa aterosclerótica; • Inibidores da ECA: vasodilatador arterial e venoso com ação antiaterosclerótica. • Betabloqueadores: antagonista adrenérgico; ação anti-isquêmica e antiarrítmica; • Bloqueadores dos canais da Ca: alternativa aos betabloqueadores; • Nitratos: Vasodilatadores predominantemente venosos. TRATAMENTO INTERVENCIOSNISTA Angioplastia Coronária: • Consiste na inserção de um catéter com um balão em sua extremidade; • O cateter é guiado sob orientação radiográfica até o local da obstrução coronária; • O balão é inflado sob alta pressão, comprimindo a lesão contra a parede; • Implante de “stent” – prótese metálica que impede uma nova estenose (re-estenose?). 42 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 Angioplastia com implante de Stent: TRATAMENTO CIRÚRGICO • Ponte Mamária – Consiste na anastomose da artéria mamária interna com a artéria coronária, geralmente artéria descendente anterior; • Ponte Safena - Consiste na retirada da veia safena do paciente e inserção desse enxerto entre a raiz da aorta e a artéria lesada, na sua porção distal; • Ponte com artéria Radial – Anastomose arterial em pacientes que não se pode proceder anastomose com artéria mamária. OUTRAS OPÇÕES TERAPÊUTICAS • Vacina: Contra epitopos imunogênicos de proteínas e lipídios do LDL-c podem produzir imunidade regulatória anti-inflamatória e também reduzir a captação de LDL-c das lesões ateroscleróticas; • Terapia Gênica: Identificaçãode genes que aumentam o risco de DAC (Os genes ABO e ADAMTS7 estão associados com aterosclerose coronariana confirmada angiograficamente – lócus 9p21- e podem ser potenciais alvos terapêuticos futuros Vacinação contra a gripe • Vacinação anual contra influenza pode melhorar a prevenção de: o Infarto agudo do miocárdio em pacientes com SCC; o Altera o prognóstico da IC; o Diminuir a mortalidade cardiovascular em adultos com idade ≥ 65 anos; • Portanto, a vacinação anual contra influenza é recomendada para pacientes com DAC, principalmente em idosos. Pressão arterial – longo prazo Controle da PA a longo prazo → mantém a pressão constante ao longo de semanas e meses → Controle do volume de líquidos corporais → Sistema Rim – faz controle da composição do volume de líquidos corporais. 43 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 DIURESE DE PRESSÃO Regulação da pressão arterial pelo ajuste do volume sanguíneo pelo rim – um dos principais mecanismos de manutenção da pressão arterial ao longo prazo. Acoplada a Natriurese de Pressão (apresenta comportamento semelhante a diurese: quanto mais pressão arterial aumenta, mais volume urinário formamos e mais sódio perdemos; diminuição da pressão gera retenção de líquido por diminuição do débito urinário e favorece retenção de sódio). Quantidade de sódio no organismo determina a maior ou menor retenção de líquido (que compõe o volume sanguíneo, diretamente relacionado com a pressão arterial). À medida que a pressão arterial aumenta, o débito do volume urinário também aumenta; quando pressão cai, débito urinário cai. Néfron = unidade funcional do rim. Porão inicial do néfron é um sistema de túbulos alimentado pela arteríola aferente, que dá origem a capilares glomerulares (dentro da Cápsula de Bowman) os quais vão estar envolvidos em um processo primário de formação de urina, a filtração glomerular. Sangue que entra nos capilares glomerulares vai abandonar eles por arteríola eferente, que desemboca em outro leito capilar, o capilar peritubular. Esse capilar peritubular está relacionado a dois outros processos de formação de urina: a reabsorção de substâncias a partir dos túbulos renais e a secreção de substâncias que não puderam ser filtradas inicialmente pela Cápsula de Bowman ou que serão acrescentados em maior quantidade na urina mesmo que já tenham sido filtrados. O sistema renal vai ser muito importante na regulação da pressão, pois existem 2 processos da formação de urina extremamente importantes que dependem de alterações de pressão e que vão envolver movimentos de fluidos e líquidos entre a luz capilar e a Cápsula e Bowman – em situação de aumento da pressão arterial, sangue vai chegar com maior pressão na arteríola aferente e nos capilares glomerulares (principal fator que favorece a filtração do capilar para o tecido adjacente ou Cápsula é a pressão capilar) = maior filtração glomerular (mais volume líquido será jogado do plasma para dentro do sistema de túbulos do néfron) – filtrado (tem água, sais minerais, vitaminas, nutrientes, glicose) é praticamente igual ao plasma sanguíneo, com exceção das proteínas. Nem todas as substâncias filtradas a partir do plasma devem ser eliminadas na urina – maior parte do filtrado glomerular é reabsorvido. Reabsorção é tão importante quanto a filtração. Permanece no túbulo do néfron aquelas substâncias que precisamos excretar. Sangue que abandona os capilares vai ser levado pela arteríola eferente para o sistema de capilares peritubulares (que também vão sofrer alterações com o aumento de pressão), como pressão capilar é a principal força que gera filtração, a reabsorção de substâncias vai ficar prejudicada (formo mais filtrado e reabsorvo proporção menor) – menor reabsorção = mais líquido nos túbulos renais que vai ser excretado na urina. Em situação que a pressão arterial cai, cai a pressão capilar = menos filtração de líquido; como pressão capilar também cai nos capilares peritubulares, a absorção a partir dos túbulos do néfron vai estar mais fácil, logo em hipotensão eu filtro menos e vou absorver maior proporção (diminuindo quantidade de líquido que será excretado = diminui débito urinário) 44 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 EFEITOS DO AUMENTO DO VOLUME SANGUÍNEO E FUNÇÃO COMPENSATÓRIA DO SISTEMA RENAL Quando infusão de sangue é feita no experimento, percebemos aumento imediato no débito cardíaco, levando a um aumento da pressão arterial. Isso ocorre porque infusão do sangue expande volume sanguíneo, tendo mais líquido circulando no sistema circulatório = aumento de retorno venoso para o coração, que vai ter que ejetar esse sangue que está chegando e vai causar aumento do débito cardíaco. Tudo que ocorre com débito cardíaco acontece com a pressão arterial. Débito urinário também aumenta, pois rim vai ter papel de ejetar sangue que foi infundido no experimento. Se a pressão arterial aumentou, aumentou a pressão capilar de filtração, favorecendo a filtração dificultando a reabsorção. Ao longo do tempo, atividade renal excreta excesso de líquido – débito urinário vai lentamente caindo, simultaneamente ocorre queda do débito cardíaco e da pressão arterial. Sistema renal é muito mais preciso na regulação da pressão do que os mecanismos nervosos. DETERMINANTES DA PA A LONGO PRAZO • Débito renal de sal e água (diurese de pressão); • Ingestão de sal e água diária. Ponto de equilíbrio = equilíbrio de quanto ingerimos e excretamos de sal e água, está muito próximo da pressão arterial normal. Balanço desse equilíbrio é fundamental para manter a constância/alterações da pressão arterial. • Gráfico A: curva deslocada para direita. Se eu não vario a ingesta de sal e água, mas desloco curva de débito renal, será estabelecido um novo ponto de equilíbrio (pressão acima da pressão basal normal). Deslocamento da curva para direita é indicativo de que existe disfunção renal que dificulte a filtração ao nível dos capilares glomerulares (aumentando volume sanguíneo); • Gráfico B: ingestão inadequada de sal e água também altera níveis pressóricos mesmo sem deslocamento da função renal. Nessa situação, reta de ingestão é deslocado para cima, pressão também é elevada para acima da pressão basal. PA = DÉBITO CARDÍACO X RESISTÊNCIA PERIFÉRICA Alterações de volume modificam o débito cardíaco: • Volume sanguíneo → Pressão venosa periférica (volume sanguíneo nos vasos venosos) → Pressão venosa central (menos sangue volta para o coração) → Débito cardíaco (diminuição do enchimento ventricular) → Pressão arterial; • ↑ Volume sanguíneo → ↑ Pressão venosa periférica → ↑ Pressão venosa central → ↑ Débito cardíaco (maior enchimento ventricular) → ↑ Pressão arterial. 45 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 ESTÁGIOS SEQUENCIAIS PELOS QUAIS O AUMENTO DO VOLUME DO LÍQUIDO EXTRACELULAR ELEVA A PRESSÃO ARTERIAL Toda vez que aumenta o débito cardíaco esse sistema promove indiretamente vasoconstrição = aumento da resistência periférica total. (que também promove aumento da pressão arterial) PAPEL DO SÓDIO Excesso de sódio diminui a diurese ao mesmo tempo que aumenta a ingesta líquida, ou seja, permite a entrada de líquido no organismo, mas está diminuindo a saída de líquido = expansão do líquido extracelular (por isso em indivíduos hipertensos existe preocupação com a ingesta de sódio – sódio é fator que favorece a expansão do volume sanguíneo). Hipertensão Experimental por Sobrecarga de Volume Ocasionada pela Redução da Massa Renal com um Aumento Simultâneo na Ingestão de Sal: Rim tem capacidade de compensar disfunções de perda de massa ou relacionadas a eficiência dos néfrons. No momento em que se administra apenas solução fisiológica (sem água), isso estimula mecanismo dasede = aumenta bastante pressão arterial (nessa situação, pequena fração do rim não consegue dar conta do que está sendo ingerido). Se alternarmos para água, pressão cai e volta para níveis pressóricos semelhantes ao início do experimento. Esse experimento mostra o quanto um desbalanço na função renal e na ingesta de água e sal impactam na pressão arterial. Alterações progressivas durante as primeiras semanas de hipertensão por sobrecarga de volume: Queda da resistência periférica com aumento da pressão arterial acontece porque ela diz respeito aos reflexos nervosos que fazem a regulação a curto prazo da pressão (se pressão tende a sumir, imediatamente reflexo 46 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 barorreceptor é ativado para trazer essa pressão de volta a níveis próximos aos normais). Depois de alguns dias, esse reflexo barorreceptor se adapta, parando de responder a pressão arterial aumentada (vão considerar ela normal) – adaptação impede que eles regulem a pressão arterial a longo prazo (por isso resistência periférica volta a aumentar depois de um período). O que mantém o aumento da pressão a longo prazo (por mais que a sobrecarga de volume seja carga inicial) é o aumento da resistência periférica (aumentada porque reflexo miogênico acontece em vários órgãos e tecidos). ↑ Pressão arterial → ↑ Débito urinário (horas/dias) → ↓ Volume sanguíneo → Débito cardíaco → Pressão arterial (compensação). SISTEMA DE FEEDBACK: SISTEMA RENINA- ANGIOTENSINAALDOSTERONA Queda de pressão requer retenção de líquido não podemos excretar grandes volumes de líquido com a pressão baixa (não podemos jogar ele fora na urina). Liberação de Renina leva a formação de Angiotensina 2, que aumenta secreção de Aldosterona (interage com receptores localizados em células que formam as paredes dos túbulos dos néfrons), a qual por sua vez atua no rim aumentando absorção de sódio. A absorção renal de Na+ vai promover uma maior absorção renal de líquido. Túbulo distal do néfron está entre arteríola aferente e a arteríola eferente, formando aparelho justaglomerular. Essas células justaglomerulares vão secretar renina a partir de estímulos (quando cai pressão de perfusão, diminuição da pressão arterial – diminuição da pressão hidrostática dos capilares – diminuição da filtração e aumento da reabsorção. Líquido chega no túbulo distal com concentração mais baixa de cloreto de sódio – essa queda também é um dos fatores. Outro fator é a estimulação simpática, que ativa mecanismos compensatórios). O substrato da renina é o angiotensinogênio, originado no fígado, que converte ela em Angiotensina 1. A angiotensina 1 é convertida em Angiotensina 2 pela enzima conversora de angiotensina (rica nos capilares pulmonares). Angiotensina 2 interage com receptores específicos da adrenal, estimulando a secreção da aldosterona (reabsorção de sódio e água); simultaneamente a isso, a angiotensina 2 estimula outros fatores para corrigir a queda na pressão, ela estimula a sede (ingerir líquido para expandir volume sanguíneo e aumentar pressão) e vasoconstrição dos vasos sanguíneos. Em situações de hipertensão, o que ocorre é a inibição da secreção de renina. 47 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 SISTEMA DE FEEDBACK: RENINA – ANGIOTENSINA – ALDOSTERONA • Constrição arteríolas renais, o fluxo sanguíneo renal, a reabsorção de fluidos; • Reabsorção de Na+ (): direto (células tubulares); indireto (aldosterona). :Efeitos da angiotensina II e sítios de ação de fármacos utilizados no tratamento da hipertensão: Uma das drogas anti-hipertensivas mais comuns tem como princípio inibir a enzima conversora de angiotensina, produzindo menos angiotensina e não favorecendo retenção renal de água e sal. Outros fármacos são antagonistas dos receptores da angiotensina, dessa forma também se opõe aos efeitos da angiotensina em situação de hipertensão. Regulação diária da pressão: Sistema renina-angiotensina é extremamente importante para acomodarmos variações na ingestão de sódio, gerando alterações mínimas de pressão arterial em animais saudáveis. 48 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 HIPERTENSÃO FATORES DE RISCO 1. Obesidade; 2. Resistência à insulina; 3. Consumo elevado de álcool; 4. Consumo elevado de sal; 5. Envelhecimento; 6. Estilo de vida sedentário; 7. Estresse. Ajustes Cardiovasculares no Exercício As adaptações aos exercícios provavelmente representam uma das maiores demandas do Sistema Circulatório. Essas alterações, relacionadas as demandas metabólicas durante a atividade física, exigem a coordenação de um grande número de mecanismos para garantir um fluxo adequado à atividade da musculatura esquelética que está sendo exigida. Modelo inicial de como o exercício levaria a ajustes cardiovasculares (braço mecânico: alterações cardiovasculares induzidas pela atividade muscular esquelética e seu efeito sobre retorno venoso; braço químico: alterações relacionadas ao aumento do metabolismo na musculatura esquelética). Problemas: • Pressão diastólica final no VE não aumenta, fica constante; volume de ejeção tende a diminuir, não aumentar; • Não ocorre queda da PA; não existe delay, diferença temporal, entre início da atividade física e aumento da frequência cardíaca. RESPOSTA CARDIOVASCULAR INTEGRADA AO EXERCÍCIO COMPONENTE INICIAL/ANTECIPATÓRIO • Se inicia em regiões corticais, que podem influenciar o hipotálamo, que por sua vez influencia sistema cardiovascular. Essas informações que descendem ativam vias nervosas simpáticas (diretamente pelo hipotálamo ou indiretamente com hipotálamo estimulando centro cardiovascular); • Ativação Simpática: aumento da atividade cardíaca, estimulação do coração; redistribuição do fluxo sanguíneo fracional no organismo (diminuição da proporção de débito cardíaco mandada para esses tecidos onde ocorre vasoconstrição e aumenta proporção de débito cardíaco sendo encaminhada para músculos esqueléticos); aumento do retorno venoso (venoconstrição) e vasodilatação local. Essas vias ainda não têm seu mecanismo completamente comprovado; 49 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 • Essas alterações vão resultar em aumento da pressão arterial; o quanto essa pressão vai aumentar depende do tipo de exercício e intensidade dessa atividade física (tendência é que ocorra sempre um aumento da pressão arterial média). Aumento da pressão é favorável a irrigação muscular; • O estado de alerta, que normalmente acompanha a antecipação de um exercício, já é capaz de induzir os ajustes iniciais da atividade cardíaca e redistribuição de fluxo sanguíneo, de forma que levo maior volume de sangue para músculos esqueléticos. RESPOSTAS TARDIAS DE AJUSTE CARDIOVASCULAR AO EXERCÍCIO Necessários para manter fluxo sanguíneo estável no período que dura o exercício. • Aumento débito cardíaco: a sustentação de um débito cardíaco aumentado depende tanto do braço mecânico (bomba muscular, retorno venoso e Lei de Frank-Starling – quanto maior pré-carga, maior a força de conração do miocárdio) quanto do braço químico (reflexo barorreceptor); • Vasodilatação local do músculo ativo: pode aumentar até 20x em comparação com o estado basal, de repouso – importante para que fluxo sanguíneo seja exatamente o que o indivíduo precisa. Outras respostas tardias de ajuste cardiovascular ao exercício: • Simpatólise funcional permite liberação de histamina por mastócitos, que é agente vasodilatador; • Adrenalina (β1 coração, β2 vasos) – efeito tardio em relação a ajustes antecipatórios, modula a atividade cardíaca aumentando eficiência de contração do miocárdio e tem papel dilatador no músculo ativo; • Reflexos ativados por mecanorreceptorese quimiorreceptores musculares. MICROCIRCULAÇÃO NO MÚSCULO ESQUELÉTICO A microcirculação do músculo esquelético é composta por arteríola alimentadora, a partir da qual microvasos arteriais vão se dividindo sucessivamente, formando ramos cada vez mais finos até terminar em arteríolas terminais, as quais formam unidade microvascular composta por de 15 a 20 capilares dispostos longitudinalmente ao longo das fibras musculares. Além dessas arteríolas terminais, serão encontradas as vênulas que dão a saída do sangue do músculo. A inervação simpática acompanha toda a árvore arterial da microvasculatura esquelética, ou seja, desde as fibras primárias até todas as suas arteríolas terminais, temos inervação simpática. INERVAÇÃO SIMPÁTICA Vasos pré-capilares tem receptores: 50 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 • α1 e α2: vasoconstrição – por liberar principalmente noradrenalina); • β2: vasodilatação e contração – por liberar adrenalina. Não é importante só para o fluxo sanguíneo, a interação da adrenalina com esses receptores induz cascata bioquímica que vai acabar ativando a PKA, que atua em vários processos intracelulares que favorecem a eficiência da contração muscular esquelética. FATORES QUE ATUAM SOBRE MICROVASOS “Embora muitos mecanismos tenham sido descritos para a regulação do fluxo sanguíneo no músculo esquelético, a compreensão a respeito da interação e integração destes mecanismos ainda é fragmentária e limitada. Portanto o controle integrado do fluxo sanguíneo no músculo esquelético continua sendo um aspecto a ser resolvido.” Atuando sobre vaso celular, temos fatores do compartimento muscular esquelético, fatores relacionados a parâmetros físicos do fluxo sanguíneo (tensão de cisalhamento), fatores relacionados a elementos figurados do sangue circulantes e fatores relacionados ao próprio músculo liso dos vasos arteriais. Durante atividade física, ocorre ativação do simpático, que tem por função redistribuir o fluxo sanguíneo (sangue de leitos como renal e esplâncnico será redistribuído para músculo esquelético), estimula atividade cardíaca e é mantida pelo reflexo barorreceptor. Por um lado, simpático estimula vasoconstrição, por outro, vários fatores estimulam vasodilatação (que anulam/restringem efeito da estimulação simpática – efeito da noradrenalina é menor do que todos os efeitos vasodilatadores somados). MECANISMOS DE SIMPATÓLISE Interações entre diferentes compartimentos que possuem funções opostas entre atividade nervosa simpática e efeitos vasodilatadores. O nervo simpático, sobre o músculo liso está ativo, interagindo com receptores adrenérgicos que induzem, diretamente, a constrição da musculatura lisa e, indiretamente, ativa canal pelo qual ocorre saída do ATP, que interage com receptores P2Y, os quais reforçam a contração da musculatura lisa (vasoconstrição). Adicionalmente, existem vários fatores opositores que vão bloquear a contração da musculatura lisa dos vasos. Nosso músculo, quando aumenta sua taxa metabólica, libera substâncias vasodilatadoras (aumentando níveis de CO2, íons hidrogênio, nível de adenosina, nível de ADP e de ATP); liberação de ATP pode ter 2 efeitos: interação com receptores purinérgicos e auxiliar 51 Anna Luiza Ferreira – ATM 25 estimulação simpática ou interação com receptores purinérgicos do endotélio, promovendo abertura de canais de potássio dependentes de cálcio, o que faz com que células musculares lisas hiperpolarizem = mais difíceis de excitar, contrair, auxiliando na vasodilatação. Além disso, pode haver aumento na produção (por células endoteliais) de óxido nítrico, substância vasodilatadora por inibir canais por onde pode haver saída de ATP (que vai ir reforçar contração muscular). Manutenção de estimulação simpática (mantida pelo reflexo barorreceptor) é importante, pois sem mecanismos de vasoconstrição na musculatura, pressão arterial cairia muito pela grande vasodilatação induzida – hipotensão levaria ao desmaio.