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Fisiologia Cardiovascular ANA LUISA ARRABAL DE ALMEIDA – VET 112 INTRODUÇÃO – ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS -Sistema cardiovascular consiste em duas circulações abertas (pulmonar e sistêmica) no coração dispostas em série. -Cada circulação contém: -Sistema de distribuição: ventrículos, artérias e arteríolas. -Sistema de perfusão e troca: capilares. -Sistema de coleta: vênulas, veias e átrios. -Os órgãos estão dispostos em “paralelo”, com exceção dos sistemas porta. -Sistema porta: dois leitos capilares conectados em série entre uma artéria e uma veia. Ex.: sistema porta hepático -> veia faz o recolhimento do sangue dos órgãos digestórios para levar ao fígado. Na circulação renal, há um leito capilar glomerular entre duas arteríolas e outro leito capilar normal entre uma arteríola e uma vênula. SISTEMA ARTERIAL -Alta pressão produzida pelo coração e pela própria características dos vasos – tecido elástico nos vasos tem função de retribuir a força feita pela coração para o sangue, movimentando-o. -Baixa complacência: baixa capacidade de comportar mais volume sem alterar a pressão. Obs.: complacência é a relação entre volume e pressão. Ou seja, quanto mais volume colocado em um recipiente, maior a pressão na parede desse recipiente. 𝑪𝑶𝑴𝑷𝑳𝑨𝑪Ê𝑵𝑪𝑰𝑨 = 𝑽𝑶𝑳𝑼𝑴𝑬 𝑷𝑹𝑬𝑺𝑺Ã𝑶 SISTEMA VENOSO -Baixa pressão devido à baixa elasticidade dos vasos. O próprio movimento hidráulico é responsável pelo movimento do sangue. -Alta complacência: grande capacidade de variar o volume nesse vaso sem obter alteração na pressão. -DÉBITO CARDÍACO (DC): quantidade de volume que sai do coração em um determinado espaço de tempo (em litros por minuto). O débito cardíaco pode ser esquerdo ou direito, sendo ele o principal parâmetro responsável por assegurar as necessidades de oxigênio nos tecidos. Obs.: o débito cardíaco esquerdo é igual ao direito. Uma insuficiência em algum dos débitos cardíacos indica distribuição desigual de sangue pelo organismo. O acúmulo de sangue causa EDEMA. -Existem prioridades para o recebimento de débito cardíaco, ou seja, a quantidade de sangue recebida não pode ser alterada três locais específicos: sistema nervoso, coronárias e músculo esquelético em atividade. -O coração não pode bombear para o sistema arterial mais sangue do que chega pelo sistema venoso. A quantidade de sangue expulsada pelo ventrículo precisa ser proporcional à quantidade que chega. -As veias concentram dentro de si o maior volume de sangue corporal. Porém, quando se trata de área em contato com tecidos, capilares e vênulas concentram o sangue. 𝑭𝑳𝑼𝑿𝑶 = 𝑫𝑰𝑭𝑬𝑹𝑬𝑵Ç𝑨 𝑫𝑬 𝑷𝑹𝑬𝑺𝑺Ã𝑶 𝑬𝑵𝑻𝑹𝑬 𝑫𝑶𝑰𝑺 𝑷𝑶𝑵𝑻𝑶𝑺 𝑹𝑬𝑺𝑰𝑺𝑻Ê𝑵𝑪𝑰𝑨 -É possível então estimar a pressão sanguínea entre dois pontos sabendo a distância entre eles no vaso e o seu diâmetro. -O corpo emite sinais em regiões em que há maior necessidade de fluxo sanguíneo: acúmulo de metabólicos, aumento de temperatura, diminuição da concentração de oxigênio etc. -Quando há vasodilatação, há aumento de fluxo na região e no caso de vasoconstrição, há diminuição de fluxo. 𝑷 = 𝑫𝑪 𝒙 𝑹𝑷𝑻 (𝟏) 𝑫𝑪 = 𝑽𝑺 𝒙 𝑭𝑪 (𝟐) D.C.: débito cardíaco. V.S.: volume sistólico – volume que sai do ventrículo a cada batida. F.C.: número de contrações cardíacas por unidade de tempo. R.P.T.: resistência periférica total, é a resistência dos vasos como um todo. -Em caso de atividade física, por exemplo, o corpo aumenta o fluxo sanguíneo para o músculo esquelético. Dessa forma, a resistência dos vasos cai e consequentemente a pressão cai. Com a queda de pressão, o corpo possui formas de reajuste, como aumento da FC e do VS, por exemplo. OU SEJA, a pressão arterial sistêmica é monitorada pelo sistema nervoso central e controlada por vários mecanismos: FC e VS, os quais são regulados por fatores tanto extrínsecos quanto intrínsecos. -Dessa forma, o organismo ajusta a pressão sanguínea mexendo no DC (quantidade de litros de sangue saindo do coração por minuto) e na RPT. Obs.: o coração tem capacidade de aumentar o volume sistólico porque, a cada contração dos ventrículos, nunca sai a quantidade total de sangue contida nele. -A quantidade de água dentro dos vasos também influencia no volume sistólico (animal desidratado se encontra com uma pressão menor). -Pressão alta: a maior força com que o sangue passa aumenta o risco de edema (maior saída de plasma do sangue do que deveria). -Tônus vascular é o grau de contração natural de um vaso. O tônus basal determina a resistência natural do vaso. -As arteríolas têm seu diâmetro controlado pela dinâmica entre sistema nervoso simpático e parassimpático. -Agentes vasoativos: moléculas que sinalizam necessidade de aumento de fluxo sanguíneo. -Ambiente iônico e metabólico: se refere em como a concentração de oxigênio influencia no fluxo sanguíneo. PRESSÃO SANGUÍNEA -Pressão sistólica (mais alta); -Pressão diastólica (mais baixa, seja nas artérias ou nos ventrículos); -Pressão de pulso: é a pressão detectada pelo tato na região do pulso – é a diferença entre a pressão sistólica e diastólica. -Pressão média: valor médio referente à pressão sistólica e diastólica -> PRESSÃO MÉDIA AÓRTICA. É aproximadamente um terço da pressão de pulso + pressão diastólica. - A pressão arterial média irá variar ligeiramente, dependendo dos efeitos da gravidade sobre os leitos vasculares. Um bom exemplo disso é a pressão arterial aórtica média da girafa (média de 190 mmHg) ou de outros animais de pescoço longo. Nesse exemplo, a pressão vascular no nível do coração precisa ser aumentada para superar a pressão hidrostática criada pela coluna de sangue proveniente da cabeça da girafa até o nível do coração, a fim de perfundir adequadamente o cérebro. -No gráfico, o retorno do sangue impedido pelas valvas é visualizado. A pressão média é a média de um ciclo de pressão mostrado pela área sombreada. Formas de onda de pressão características nos sistemas vasculares sistêmico e pulmonar (mmHg). (A) Ventrículo esquerdo; (B) aorta; (C) pequenas artérias e arteríolas; (D) capilares; (E) veia cava; (F) ventrículo direito; (G) artéria pulmonar; (H) pequenas artérias pulmonares e arteríolas; (I) capilares pulmonares; (J) ventrículo esquerdo. -É válido observar nesse gráfico uma gradativa redução da pressão sanguínea conforme o sangue passa pela circulação pulmonar. Isso porque, por ser um tecido delicado, uma pressão alta nessa região resultaria no extravasamento de plasma (edema). NODO SINOATRIAL E ATRIOVENTRICULAR -Estruturas que possuem células com fibras modificadas com feixes que se espalham pela estrutura do coração, sendo especializadas em condução rápida. -Sincício atrial: tecido conjuntivo fibroso entre os átrios e os ventrículos, atuando como isolante elétrico e possibilitando a correta coordenação entre átrios e ventrículos (atraso do potencial de ação). -O nodo atrioventricular atua como um mecanismo de segurança caso o nodo sinoatrial não funcione. 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒔𝒊𝒔𝒕ó𝒍𝒊𝒄𝒐 = 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒔𝒕ó𝒍𝒊𝒄𝒐 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 − 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒔𝒊𝒔𝒕ó𝒍𝒊𝒄𝒐 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 -O volume diastólico final é a quantidade de sangue dentro do coração ao final da diástole. 𝒇𝒓𝒂çã𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒋𝒆çã𝒐 = 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒔𝒊𝒔𝒕ó𝒍𝒊𝒄𝒐 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒔𝒕ó𝒍𝒊𝒄𝒐 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 -A fração de ejeção e volume sistólico se referem à porcentagem de sangue que sai do coração a cada sístole. REGULAÇÃO DO CORAÇÃO -O coração possui dois tipos de regulação: -Intrínseca: são de dois tipos- -Mecanismo de Frank Starling ou Auto-regulação heterométrica: há alteração de tamanhodo sarcômero. O mecanismo afirma que a força de contração do coração é proporcional à quantidade de sangue que chega nele, ou seja, quanto mais o miocárdio for distendido durante o enchimento, maior será a força da contração e maior será a quantidade de sangue bombeada para a aorta. Ou, em outras palavras: dentro de limites fisiológicos, o coração bombeia todo o sangue que a ele retorna pelas veias. -O gráfico acima demonstra que, quando se elevam as pressões atriais esquerda e direita, o volume ventricular por minuto respectivo também aumenta (mecanismo que também ajuda a aumentar o débito cardíaco além do aumento do volume comportado no miocárdio). -Auto-regulação homeométrica: quanto maior a frequência cardíaca, maior a força de contração. -Extrínseca: realizada pelo sistema nervoso autônomo e endócrino. Pode ter controle simpático e parassimpático. -Sistema nervoso simpático possui efeito positivo sobre os efeitos da inervação autonômica, enquanto o parassimpático possui efeitos negativos. -O sistema nervoso simpático mantém o tônus cardiovascular. -ARRITMIA SINUSAL RESPIRATÓRIA: na inspiração, o aumento do volume torácico aumenta a pressão nessa região – o nervo vago é comprimido e a inibição do sistema parassimpático aumenta a frequência cardíaca. Dessa forma, arritmia sinusal respiratória é aceleração da frequência cardíaca durante a inspiração e sua redução durante a expiração -Alguns hormônios, ao modular o trabalho cardíaco, possuem efeitos contraditórios. CICLO CARDÍACO 1. Contração atrial: volume sistólico aumenta e, ao final, fecham-se as valvas atrioventriculares (mitral e tricúspide). 2. Contração isovolumétrica (diástole atrial): fase que, com uma contração ventricular, há fechamento das valvas semilunares e grande aumento de pressão no ventrículo, mas ainda não o suficiente para abrir as valvas atrioventriculares. 3. Ejeção ventricular: abertura das valvas semilunares devido à grande pressão nos ventrículos e saída do sangue. 4. Relaxamento isovolumétrico: sangue tenta retornar para os ventrículos, porém ocorre fechamento das valvas semilunares e os ventrículos continuam a relaxar, o que causa diminuição da pressão até retornar ao valor da pressão diastólica. 5. Enchimento atrial: entrada de sangue com abertura das valvas atrioventriculares (conforme há enchimento atrial, o sangue escorre para os ventrículos). 6. Enchimento ventricular: quando os ventrículos começam a se encher de sangue (valvas atrioventriculares abertas e semilunares fechadas. Potencial de Ação – Miocárdio Fases de potencial de ação no miocárdio 0- Despolarização com abertura dos canais de sódio e rápido influxo. 1- Fechamento dos canais de sódio e abertura dos canais de potássio. 2- FASE DE PLATÔ: canais de cálcio são abertos e os canais de potássio se fecham. Os canais de íons cálcio, ativados por voltagem, abrem lentamente durante as fases 1 e 0, e o cálcio entra na célula. Depois, os canais de potássio se fecham e a combinação da redução do efluxo de íons potássio e o aumento do influxo de íons cálcio conduz a que o potencial de ação alcance um platô. 3- Canais de cálcio se fecham e os canais de potássio se abrem. 4- Potencial de membrana em repouso. Potencial de Ação – Nó Sinoatrial -Potencial “de repouso”: as aspas se referem a um repouso não estável devido aos canais de sódio de resposta lenta. Esses canais respondem à voltagem da membrana, ou seja, quanto mais sódio entra, mais sódio tende a entrar (uma espécie de feedback positivo, apesar de o termo não ser apropriado por não se tratar de um mecanismo endócrino) até atingir o limiar de excitação. Eletrocardiograma -Complexo QRS: corresponde à despolarização do ventrículo. -Onda P: corresponde à despolarização atrial. A repolarização do átrio não é visualizada no eletrocardiograma. -Onda T: corresponde à repolarização do ventrículo. Pode ser para cima ou para baixo, dependendo do aparelho. Obs.: uma onda T sem onda P significa que o nodo atrioventricular está funcionando, mas o sinoatrial não. Já um complexo QRS sem onda T é impossível – despolarização necessita de repolarização. Microcirculação -Os capilares e as vênulas pós-capilares constituem os principais vasos da microcirculação onde ocorre a troca entre o sangue e o interstício. As paredes dos capilares e das vênulas formam uma barreira semipermeável, que possibilita o transporte de líquidos e solutos. -Analisado os valores referentes às pressões hidrostáticas e oncóticas, tem-se: -Pressão na extremidade arterial: +30 − 28 + 3 + 8 = +13𝑚𝑚𝐻𝑔 • Valor positivo resultante significa que está ocorrendo processo de filtração. -Pressão na extremidade venosa: +10 − 28 + 3 + 8 = −7𝑚𝑚𝐻𝑔 • Valor negativo resultante significa que está ocorrendo processo de reabsorção. PRESSÃO DE PERFUSÃO -Diferença de pressão entre todo o sistema – Pressão média da veia cava e aórtica. Perfusão é a passagem e introdução lenta e contínua de um líquido num organismo ou órgão. A pressão de perfusão é um valor constante, -Circulação sistêmica: 95 mmHg; -Circulação pulmonar: 8 mmHg. Qualquer aumento de pressão no tecido pulmonar estimula extravasamento de plasma – é um tecido delicado. -Circulação brônquica: ramo que vem da aorta para suprir. É comum mistura (pequena anastomose) de sangue como mecanismo de defesa – é uma saída alternativa de sangue em caso de pressão muito alta. -Perda de velocidade no percurso artéria-veia se deve à maior complacência do sistema venoso (força aplicada na parede do vaso não retorna ao sangue). Apesar da velocidade ser menor, o fluxo (volume por tempo) desses sistemas é aproximadamente igual. Gráfico pressão x segmento da circulação sistêmica -Queda de pressão observada nas arteríolas, já que são o principal sítio de atrito (grande quantidade de ramificações, além de que se localizam na entrada de cada órgão). -Qualquer adição de volume na artéria resulta em grande aumento de pressão, devido à sua baixa complacência. -Resistência vascular é a pressão de perfusão dividida pelo fluxo (mL/L). 𝒇𝒍𝒖𝒙𝒐 𝒔𝒂𝒏𝒈𝒖í𝒏𝒆𝒐 𝒆𝒎 𝒖𝒎 ó𝒓𝒈ã𝒐 = 𝒑𝒓𝒆𝒔𝒔ã𝒐 𝒅𝒆 𝒑𝒆𝒓𝒇𝒖𝒔ã𝒐 𝒓𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕ê𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒗𝒂𝒔𝒄𝒖𝒍𝒂𝒓 -A pressão de perfusão é constante, enquanto a resistência vascular das arteríolas é variável – vasoconstrição e vasodilatação. MECANISMOS DE REGULAÇÃO -Esse mecanismo de regulação do fluxo sanguíneo pode ser intrínseco ou extrínseco. Lembrando que, anteriormente, o mecanismo de regulação de tratava do coração. Intrínsecos -Controle metabólico do fluxo sanguíneo – adequar o fluxo sanguíneo à taxa metabólica (retroalimentação negativa). A concentração de oxigênio, CO2, H+ influenciam em caso de vasodilatação e vasoconstrição. ↓ 𝑜𝑥𝑖𝑔ê𝑛𝑖𝑜 𝑒 ↑ 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑏ó𝑙𝑖𝑡𝑜𝑠 − 𝑣𝑎𝑠𝑜𝑑𝑖𝑙𝑎𝑡𝑎çã𝑜 ℎ𝑖𝑝ó𝑥𝑖𝑐𝑎 -Abertura de esfíncteres pré- capilares (aumento do número de capilares); -Vasoconstrição hipóxica na circulação pulmonar - baixa concentração de O2 no tecido pulmonar induz vasoconstrição das arteríolas, necessitando maior esforço do coração – risco de insuficiência cardíaca. A vasoconstrição hipóxica tem efeito de afastar o fluxo sanguíneo das regiões hipóxicas do pulmão e direcioná-lo para regiões que apresentam oxigenação adequada. A resposta é ativada pela PO2 do gás alveolar, e não pela PO2 do sangue arterial pulmonar. Obs.: normalmente, em outros órgãos, a diminuição da pressão de O2 local resultaria em vasodilatação. Extrínsecos -Controle neuro-humoral. -Mecanismos: • Regulação do débito cardíaco; • Regulação do fluxo em órgãonão crítico (coração, sistema nervoso e músculo esquelético em atividade) – é possível diminuir o fluxo de sangue para lugares não críticos. • Regulação do volume do sangue. -Monitoramento da pressão arterial. -Vias efetoras: • Reflexo barorreceptor arterial – na região dos seios carotídeos e no arco aórtico (há terminações nervosas sensoriais para detectar variação de pressão). A principal função dos barorreceptores é fornecer ao cérebro informações quanto à pressão arterial a cada batimento cardíaco. • Reflexo receptor de volume atrial os átrios são ricos em mecanorreceptores (mais que o resto do coração) que detectam variação de volume. -Quando há diminuição da pressão arterial, o sistema nervoso simpático responde com vasoconstrição. -Mecanismos de integração endócrina na regulação da circulação sanguínea: -ADH (retenção de água nos túbulos renais pelo aumento de aquaporinas); -Peptídeo natriurético atrial (PNA): hormônio liberado pelas paredes atriais do coração quando são distendidas (em resposta a aumento de pressão)s. O PNA exerce, por sua vez, efeito direto sobre os rins para elevar, muito intensamente, sua excreção de sal e água e, consequentemente, a diurese, diminuindo a pressão arterial. -Sede; -Sistema renina-angiotensina- aldosterona. -Mecanismos intrínsecos estão predominantes em órgãos críticos. FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO -O exercício físico estimula o aumento da quantidade de sangue circulante: baço, coração e sistema venoso.
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