Respostas ED Fisiologia Cardíaca

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ED I - gabarito 
1) A ilustração da curva de pressão-volume do ventrículo esquerdo pode ser visualizada na 
figura da questão 5. A sístole se estende do fechamento da valva mitral (B) até o 
fechamento da valva aórtica (D), compreendendo a fase de contração isovolumétrica (B>C) 
e a fase de ejeção ventricular (C>D). A diástole de estende do fechamento da valva aórtica 
(D) até o fechamento da valva mitral (B), compreendendo a fase de relaxamento 
isovolumétrico (D>A) e a fase de enchimento ventricular (A>B). 
 
2) O acoplamento excitação-contração compreende os eventos fisiológicos que 
convertem o sinal elétrico (isto é, o potencial de ação) no sinal mecânico (contração 
muscular). Ao longo do potencial de ação, ocorre vasto influxo de cálcio pelos canais de 
cálcio dependentes de voltagem, sobretudo nos túbulos T dos cardiomiócitos, durante da 
fase 2 do potencial de ação rápido. O cálcio oriundo do meio extracelular se liga ao receptor 
de rianodina (RyR) localizado no retículo sarcoplasmático, o que provoca a liberação 
massiva de cálcio desta organela. Os íons cálcio liberados pelo RyR se ligam à troponina C 
nos sarcômeros, provocando um rearranjo dos miofilamentos finos de troponina e 
tropomiosina e a exposição do sítio de ligação à miosina na molécula de actina. A clivagem 
da molécula de ATP pela ATPase da miosina favorece a rotação da cabeça da miosina, 
causado o deslizamento entre actina e miosina. 
Após o encurtamento dos sarcômeros e contração muscular, o relaxamento é realizado 
pelo retorno do sarcômero ao comprimento inicial e pela redução dos níveis de cálcio no 
citoplasma. Enquanto o ADP estiver ligado, actina e miosina ficam em um estado de 
ligação forte. Quando o ADP se desliga da miosina, a ligação molecular entre actina e 
miosina fica no estado de rigor. Somente quando uma nova molécula de ATP se ligar à 
miosina é que há o rearranjo e estabelecimento de uma ligação fraca entre actina e 
miosina. Parte do cálcio retorna ao retículo sarcoplasmático através da ATPase de Cálcio 
do Retículo Sarcoplasmático, a SERCA. O restante é transportado de volta ao meio 
extracelular por meio da ATPase de Cálcio do Sarcolema e do trocador de sódio e cálcio 
(NCX – Na/Ca exchanger). 
 
3) A tensão gerada pelo encurtamento do sarcômero é diretamente proporcional ao 
comprimento inicial do sarcômero, já que quanto maior o comprimento inicial, maior será 
o deslizamento entre actina e miosina. Todavia, existe uma faixa de comprimento ideal, 
onde a tensão é máxima. Caso o comprimento exceda esse limite, a tensão gerada será 
cada vez menor. Acredita-se que isso ocorra devido à perda gradativa do contato entre os 
miofilamentos finos e grossos. No caso do músculo cardíaco, o comprimento dos 
sarcômeros já se encontra na faixa ideal. Portanto, acredita-se que o aumento da tensão 
gerada pelo aumento do estiramento miocárdio na pré-carga se deva ao aumento da 
sensibilidade dos miofilamentos dos sarcômeros ao cálcio, através da sinalização celular 
evocada por integrinas. 
 
4) No coração, a estimulação simpática provoca aumento da força de contração, isto é, 
efeito inotrópico positivo. A noradrenalina liberada pelas fibras neuronais simpáticas se 
liga à isoforma 1 dos receptores beta-adrenérgicos (β1), o que resulta em ativação da 
proteína kinase A (PKA), etapa chave no efeito inotrópico do sistema nervoso simpático. A 
PKA fosforila os canais de cálcio dependentes de voltagem e os receptores de rianodina, o 
que favorece o aumento dos níveis de cálcio no citoplasma e, portanto, aumento da força 
de contração. Além disso, a PKA fosforila a troponina I no sarcômero, favorecendo o 
desligamento do cálcio e o relaxamento mais acentuado do miocárdio. A PKA também 
fosforila e inibe a proteína fosfolambam (PLB). Como a PLB inibe constitutivamente a 
SERCA, a sua inibição favorece o aumento da atividade da SERCA, provocando queda 
acentuada dos níveis de cálcio do citoplasma, efeito que também favorece o relaxamento 
acelerado do miocárdio. 
Embora o sistema parassimpático não afete de maneira proeminente as propriedades 
inotrópicas do coração, a acetilcolina liberada pelas fibras parassimpática favorece a 
redução da força de coração. Ao se ligar ao receptor muscarínico do tipo 2 (M2) na 
membrana plasmática dos cardiomiócitos, a acetilcolina favorece a inibição da sinalização 
simpática e, portanto, impede da ativação da PKA. 
 
5) a) Débito sistólico é o volume de sangue ejetado em cada sístole ventricular. Para 
calculá-lo, basta subtrair o volume de sangue residual no ventrículo (volume sistólico final, 
50 mL, ponto D) do volume diastólico final (150 mL, ponto B). Portanto, o débito sistólico é 
de 100 mL. 
b) Volume sistólico final se refere ao volume de sangue residual que fica na câmara 
ventricular após o final da ejeção (ponto D), sendo, portanto, equivalente à 50 mL. 
c) A diástole de estende do fechamento da valva aórtica (D) até o fechamento da valva 
mitral (B), compreendendo a fase de relaxamento isovolumétrico (D>A) e a fase de 
enchimento ventricular (A>B). 
d) A sístole se estende do fechamento da valva mitral (B) até o fechamento da valva aórtica 
(D), compreendendo a fase de contração isovolumétrica (B>C) e a fase de ejeção 
ventricular (C>D). 
e) B1 ocorre por conta do fechamento das valvas atrioventriculares, no ponto B. B2 ocorre 
por conta do fechamento das valvas semilunares, no ponto D. 
 
6) No final do relaxamento isovolumétrico do ventrículo esquerdo, ocorre a abertura da 
valva mitral, o que dá início à fase de enchimento ventricular, portanto letra D. 
7) A primeira bulha cardíaca (B1) está relacionada ao fechamento das valvas 
atrioventriculares, portanto letra A. 
8) Imediatamente após o complexo QRS, os ventrículos começam a se contrair, e a primeira 
fase que ocorre é a contração isovolumétrica. A contração isovolumétrica ocorre antes da 
fase de ejeção e aumenta a pressão ventricular o suficiente para causar a abertura 
mecânica das valvas semilunares aórtica e pulmonar. 
9 – A estimulação simpática cursa com liberação de noradrenalina pelos neurônios pós-
ganglionares, portanto letra D. 
ED II 
 
1) Débito cardíaco corresponde ao volume de sangue ejetado pelo coração por unidade de 
tempo. Normalmente, o débito cardíaco de um adulto saudável é cerca de 6 L/min. O 
débito cardíaco é determinado pelo produto da frequência cardíaca pelo débito sistólico. 
Portanto, quanto maior a quantidade de batimentos por minuto ou o volume de sangue 
ejetado por batimento, maior será o débito cardíaco. 
A estimulação simpática favorece o aumento do débito cardíaco por provocar aumento 
simultâneo da frequência cardíaca e do débito sistólico. Através da estimulação dos 
receptores beta 1-adrenérgicos nos cardiomiócitos do nodo sinusal e atrioventricular, a 
estimulação simpática acelera todas as fases do potencial de ação lento por estimular a 
corrente funny (fase 4), corrente de cálcio (fase 0) e corrente de potássio (fase 3) através da 
via de sinalização AMP cíclio – PKA. Portanto, isto acelera a taxa marcapasso no nodo 
sinusal e a frequência cardíaca, além de acelerar a condução elétrica atrioventricular. A 
estimulação simpática também promove aceleração do potencial de ação rápido, o que 
acelera a condução elétrica por todo o miocárdio. 
O débito sistólico aumenta mediante estímulo simpático por conta do aumento da força 
de contração ventricular. A PKA fosforila os canais de cálcio dependentes de voltagem e os 
receptores de rianodina, o que favorece o aumento dos níveis de cálcio no citoplasma e, 
portanto, aumento da força de contração. 
Por outro lado, o estímulo parassimpático reduz a taxa marcapasso e a frequência cardíaca 
por inibir a via de sinalização simpática descrita acima e também por levar à 
hiperpolarização através da corrente de potássio sensível à acetilcolina. De forma 
semelhante, a contratilidade cardíaca é moderadamente reduzida por conta da inibição da 
ativação da PKA. 
 
2) O principal limitantedo débito cardíaco é o débito sistólico. Quando o débito cardíaco 
atinge o valor de 50% do volume máximo, não há mais aumento do débito sistólico. A partir 
de ponto, qualquer aumento do débito cardíaco será dependente da frequência cardíaca. 
Em parte, isto ocorre porque o aumente da frequência cardíaca reduz o tempo de 
enchimento ventricular, o que reduz limita a quantidade de sangue ejetada por batimento, 
ou seja, o débito sistólico. 
 
3) A velocidade do sangue é diretamente proporcional ao fluxo sanguíneo, isto é, ao volume 
de sangue por unidade de tempo, ao passo que é inversamente proporcional à área de 
secção transversal. Portanto, se considerarmos apenas um capilar individualmente, o fluxo 
sanguíneo será bem mais rápido do que em outros tipos de vasos sanguíneos. Porém, se 
considerarmos a rede capilar como um todo, a área transversal é muito superior, fazendo 
com que a velocidade do sangue seja menor. Isto garante uma troca eficiente de nutrientes, 
oxigênio, dióxido de carbono e resíduos metabólicos entre o sangue e os tecidos. 
 
4) O fluxo sanguíneo regional é calculado pela Lei de Poiseuille, sendo diretamente 
proporcional ao gradiente de pressão e à quarto potência do raio vascular, ao passo que é 
inversamente proporcional à viscosidade sanguínea e ao comprimento vascular. 
Policitemia é uma condição caracterizada pelo aumento da contagem de eritrócitos na 
corrente sanguínea, o que aumenta a viscosidade sanguínea. Deste modo, esta condição 
pode cursar com redução do fluxo sanguíneo. Já na anemia ocorre o contrário, de modo 
que o fluxo sanguíneo pode aumentar. 
Condições vasodilatadoras cursam com aumento do raio vascular e podem aumentar o 
fluxo sanguíneo, caso o gradiente de pressão seja constante. O contrário acontece em 
condições que cursam com vasoconstrição. 
Como o fluxo é diretamente proporcional ao gradiente de pressão, quando o coração gera 
maior tensão e, portanto, maior pressão durante a sístole, o fluxo sanguíneo também 
aumenta. O contrário acontece quando ocorre queda da pressão. 
 
5) o fluxo sanguíneo regional deve ser proporcional à taxa metabólica para ajusta o 
fornecimento de oxigênio e substratos metabólicos necessários à produção de ATP, assim 
como para proporcionar melhor depuração de resíduos do metabolismo local 
(metabólitos). Portanto, quando o metabolismo de um órgão aumenta, também se 
aumenta a demanda por oxigênio e substratos metabólicos (glicose, ácidos graxos, 
aminoácidos etc). No cerne do mecanismo metabólico está o canal de potássio sensível 
ao ATP (Katp). A redução dos níveis de ATP e aumento dos níveis de ADP/AMP cursam com 
abertura deste canal iônico e efluxo de potássio nas células musculares lisas dos vasos 
sanguíneos. Isto provoca hiperpolarização do sarcolema e relaxamento da musculatura 
lisa, resultando em vasodilatação e aumento do fluxo sanguíneo local, proporcionando 
maior aporte de oxigênio e substratos metabólicos. 
 
6) O mecanismo miogênico regula o fluxo sanguíneo em função dos níveis de pressão 
arterial. Dentro da faixa de pressão de aproximadamente 60 à 150 mmHg, variações da 
pressão arterial são contrabalanceada por variações opostas do raio vascular, de modo a 
manter o fluxo sanguíneo constante. Isto é deflagrado pela ação de canais iônicos sensíveis 
ao estiramento localizados no sarcolema das células musculares lisas dos vasos 
sanguíneos. O aumento da pressão provoca o estiramento da parede vascular e a abertura 
desses canais, levando ao influxo de sódio, despolarização e abertura de canais de cálcio 
dependentes de voltagem. Com o influxo de cálcio, ocorre contração do músculo liso e 
redução do raio vascular, de modo a compensar o aumento da pressão e estabilizar o fluxo 
sanguíneo local. O contrário ocorre quando há queda da pressão. 
7) 
 
ED IV 
1) Contínuos, fenestrados e sinusoidais. 
Os capilares contínuos possuem um revestimento endotelial contínuo. Eles têm junções 
estreitas entre suas células endoteliais, juntamente com fendas intercelulares através das 
quais pequenas moléculas, como íons, podem passar. Os capilares contínuos são 
geralmente encontrados no sistema nervoso, bem como no tecido adiposo e muscular. 
Dentro do tecido nervoso, as células endoteliais contínuas formam a barreira 
hematoencefálica através das junções de oclusão, limitando o movimento das células e 
grandes moléculas entre o sangue e o fluido intersticial que envolve o cérebro. 
 
Capilares fenestrados - Esses capilares podem ser encontrados em tecidos onde ocorre 
uma grande quantidade de trocas moleculares, como rins, glândulas endócrinas e 
intestino delgado. São particularmente importantes nos glomérulos dos rins, pois estão 
envolvidos na filtração do sangue durante a formação da urina. Os capilares possuem 
pequenas aberturas em seu endotélio conhecidas como fenestra ou fenestra. A fenestra 
tem uma membrana diafragmática e repleta de fibrilas. Este arranjo permite o movimento 
rápido de macromoléculas para dentro e para fora do capilar. A membrana basal das 
células epiteliais do revestimento permanece intacta. 
 
Os capilares sinusoidais, às vezes chamados de sinusóides ou capilares descontínuos, 
possuem revestimentos endoteliais com múltiplas fenestrações (aberturas). Estas 
fenestras não possuem membrana diafragmática e apresentam lâmina basal descontínua 
ou inexistente. Isso permite que as células sanguíneas e as proteínas séricas passem pela 
parede capilar como se fosse uma peneira. Os capilares sinusoidais são encontrados 
principalmente no fígado, entre as células epiteliais e os hepatócitos. Eles também podem 
ser encontrados nos sinusóides do baço, onde estão envolvidos na filtração do sangue para 
remover antígenos, glóbulos vermelhos defeituosos e microorganismos. Os capilares 
sinusoidais também podem ser encontrados nos gânglios linfáticos, na medula óssea e em 
algumas glândulas do sistema endócrino. 
 
2) As trocas capilares são cruciais para transportar substâncias essenciais ao 
metabolismo celular, como oxigênio, substratos metabólicos (ex.: glicose, ácidos graxos, 
aminoácidos) e moléculas sinalizadoras (ex.: hormônios). Também são importantes para 
realizar a depuração de resíduos do metabolismo celular (ex.: CO2). As principais formas 
de trocas capilares são a difusão, a transcitose e a filtração. 
 
3) A difusão é o transporte de substâncias através da parede capilar por meio da membrana 
plasmática endotelial. De acordo com a lei de Fick, a difusão é determinada pelo 
coeficiente de difusão da molécula, pela área transversal de difusão e pelo gradiente de 
concentração. A área transversal depende da superfície de contato para a troca. O 
gradiente de concentração é determinado pela diferença de concentração da molécula 
entre dois compartimentos separados por uma membrana semipermeável. O coeficiente 
de difusão depende das propriedades físico-químicas da molécula. Moléculas 
lipossolúveis possuem alta taxa de difusão, pois conseguem atravessar livremente a 
bicamada lipídica que compõe a membrana plasmática. Substâncias hidrofílicas de baixo 
peso molecular dependem de poros e transportadores na membrana plasmática (ex.: 
canais iônicos, aquaporinas, proteínas trocadoras). Porém, como apenas um pequeno 
percentual da membrana detém tais proteínas, o transporte dessas substâncias depende 
muito mais da filtração. Já a difusão de moléculas hidrofílicas de alto peso molecular é 
praticamente negligenciável, de modo que o transporte dessas moléculas depende 
principalmente da transcitose e da filtração. 
 
4) A filtração ocorre através das pequenas fenestras entre as células endoteliais, por meio 
da pressão de filtração. De acordo com a equação de Starling, a filtração depende de 
quatro do forças, duas que atuam no espaço intracapilar e duas que atuam no espaço 
intersticial. A pressão hidrostática capilar é determinada pela pressão sanguínea sobre a 
parede capilar, sendo favorável à filtração. A pressão coloidosmótica capilar é 
basicamentea pressão osmótica coloidal exercida pelas proteínas do plasma, que se opõe 
à filtração. Quanto maior a concentração de proteínas plasmáticas, maior será a pressão 
coloidosmótica capilar e, portanto, menor será a filtração. A pressão coloidosmótica 
intersticial é a pressão osmótica coloidal gerada pelas proteínas do espaço intersticial e, 
portanto, é favorável à filtração. Já a pressão hidrostática do espaço intersticial se 
contrapõe à parede capilar e se opõe à filtração. Por fim, o coeficiente de filtrabilidade 
determina a capacidade de diferentes substâncias passarem através das fenestras 
capilares e da superfície de contato capilar. 
 
5) Parte da água e das proteínas filtradas para o espaço intersticial são drenadas pelos 
capilares linfáticos e depois retornam à circulação sanguínea nos leitos venosos. 
 
6) A pressão arterial é superior à venosa porque as veias são mais complacentes. Ou seja, 
ao acomodar o mesmo volume de sangue que as artérias, a pressão sanguínea sobre a 
parede venosa é significativamente menor do que a pressão sobre a parede das artérias. 
Isto se deve à composição da parede das veias, que são mais finas e têm menos 
abundância de tecido muscular e elástico que a parede arterial. Isto faz com que as artérias 
sejam ideais para conduzir o sangue em alta pressão que é ejetado pelo coração. Por outro 
lado, o sistema venoso acomoda 60% a 70% da volemia em condição de repouso, de modo 
que as veias devem ser altamente complacentes para acomodar esse volume todo sem 
que a pressão na parede venosa seja significativamente alterada. 
 
7) No ciclo cardíaco, a pressão arterial sistólica compreende o pico de pressão que o 
sangue exerce sobre a parede arterial durante a sístole ventricular, sendo equivalente à 120 
mmHg em repouso. Portanto, quando maior a pressão ventricular durante a contração, 
maior será a pressão arterial sistólica. Normalmente, quanto maior a pós-carga, maior a 
pressão necessária para a ocorra a ejeção sanguínea apropriada. Por exemplo, a pós-carga 
é significativamente maior em pessoas com estenosa da valva aórtica ou hipertensas. 
Deste modo, o ventrículo esquerdo deve exercer maior força para a ejeção sanguínea na 
sístole, de modo que a pressão sistólica é maior nessas condições. 
A pressão arterial diastólica compreende a pressão na parede das artérias durante a fase 
de diástole ventricular, sendo, portanto, a pressão mais baixa sobre a parede arterial ao 
longo do ciclo cardíaco. Em repouso, a pressão arterial diastólica corresponde à 80 mmHg. 
 
8) A pressão arterial é determinada pelo débito cardíaco e pela resistência vascular 
sistêmica. Ou seja, a pressão arterial é determinada pelo equilíbrio entre o volume de 
sangue que entra no sistema arterial (débito cardíaco) e a resistência para o escoamento 
desse volume de sangue do sistema arterial para o sistema capilar e venoso. Deste modo, 
a pressão arterial é diretamente proporcional ao débito cardíaco e à resistência vascular 
sistêmica. Por isso, condições que aumentam o débito cardíaco através de elevações da 
frequência cardíaca e do débito sistólico (ex.: atividade física) também cursam com 
aumento da pressão arterial. Da mesma forma, condições que levam à vasoconstrição 
arterial e arteriolar também cursam com aumento da pressão arterial, já que isso aumenta 
o volume efetivo circulante no sistema arterial. O contrário acontece em condições que 
levam à vasodilatação sistêmica. 
 
9) 
 
 
 
 
10) Quando há aumento na pressão arterial, o barorreflexo é recrutado para corrigi-la de 
volta aos valores fisiológicos. O aumento da pressão arterial é detectados pelos 
barorreceptores localizados no arco aórtico e nos seios carotídeos. Os barorreceptores 
compreendem fibras neuronais que inervam as camadas adventícia e média parede 
desses vasos. Essas fibras neuronais possuem canais iônicos sensíveis ao estiramento. 
Portanto, os barorreceptores tem como principal função converter informação mecânica 
(pressão) em informação elétrica (potencial de ação) a ser conduzida para o sistema 
nervoso central. Quando ocorre amento da pressão arterial e estiramento da parede 
arterial, esses canais se abrem e induzem influxo de sódio nas fibras neuronais, levando à 
despolarização da membrana plasmática e abertura de canais de sódio dependentes de 
voltagem, culminando no potencial de ação dos neurônios. Essa informação é conduzida 
à área sensorial no bulbo (núcleo do trato solitário, NTS), que emite projeções neuronais à 
área cardioinibidora (CVLM), que por sua vez inibe a área cardiestimuladora (RVLM), 
resultando em redução da atividade simpática. Além disso, o NTS emite projeções 
excitatórias aos núcleos parassimpáticos (Núcleo ambíguo, NA – Núcleo dorsal motor do 
vago, NMDX), resultando em aumento da atividade parassimpática. Essas alterações 
favorecem a queda da frequência cardíaca, queda na contratilidade cardíaca, além de 
redução da resistência vascular sistêmica, de modo que a pressão arterial outrora elevada 
acaba sendo reduzida de volta aos valores fisiológicos. 
 
11) A apneia prolongada cursa com hipoxemia, hipercapnia e acidose respiratória. Como 
resultado, os quimiorreceptores localizados no arco aórtico e no seio carotídeo são 
ativados. Essa informação é conduzida à área sensorial do bulbo, no NTS, que emite 
projeções excitatórias à área cardioestimuladora (RVLM) e aos núcleos parassimpáticos, 
simultaneamente. Deste modo, há ativação simultânea do sistema simpático e do 
parassimpático. A ativação simpática promove vasoconstrição na maioria dos leitos 
vasculares através dos receptores alfa1 adrenérgicos, exceto nos órgãos nobres (ex.: SNC, 
coração e adrenais), onde ocorre vasodilatação por meio dos receptores beta-2 
adrenérgicos. Essa alteração é importante para se desviar o fluxo sanguíneo para os órgãos 
nobres. O efeito parassimpático na vasculatura é negligenciável. Já no coração, a atividade 
parassimpática prevalece sobre a atividade simpática, provocando queda da frequência 
cardíaca. Isso é importante para adequar a demanda energética do coração à baixa oferta 
de oxigênio e para aumentar o tempo de diástole. 
 
12) A volemia é determinada principalmente pelo equilíbrio hidroeletrolítico, através da 
ingestão e excreção renal de água e sódio. Mecanismos fisiológicos que regulam o 
equilíbrio hidroeletrolítico são, portanto, os principais determinantes da pressão arterial a 
longo prazo, já que os barorreceptores rapidamente se adaptam aos novos níveis de 
pressão arterial. Quando há aumento da pressão arterial, os barorreceptores se adaptam 
dentro de poucos dias. Nessa condição, há recrutamento eixos neuroendócrinos que 
favorecem a excreção renal de sódio e água, sobretudo o peptídeo natriurético atrial. Como 
resultado, isto reduz a volemia e, portanto, o retorno venoso, de modo que há ajuste do 
débito cardíaco e da pressão arterial. Por outro lado, a queda da pressão arterial cursa com 
redução da excreção renal de sódio e água através do recrutamento do sistema renina-
angiotensina-aldosterona, do hormônio antidiurético e do sistema simpático. Nesta 
condição também há aumento do comportamento dipsogênico (ingestão de água) e do 
apetite ao sódio. Coletivamente, estas alterações favorecem o aumento da volemia e do 
retorno venoso, com ajuste do débito cardíaco e da pressão arterial. 
 
13) O balanço de sódio é extremamente importante na regulação da pressão arterial a 
longo prazo devido ao seu efeito sobre a balança hídrico. Quando há queda da pressão 
arterial, diversos eixos neuroendócrinos estimulam a reabsorção renal sódio e, 
consequentemente, de água devido à força osmótica. Isto favorece o aumento da volemia. 
O aumento da ingestão de sódio também favorece a retenção de água, por meio da ação 
do hormônio anti-diurético (ADH), conhecido como vasopressina. O aumento da 
osmolalidade plasmática é detectado por osmosenssores no hipotálamo, o que resulta em 
aumento da secreção de ADH pela neuro-hipófise. O ADHestimula a reabsorção de água 
pelos rins, aumentando a volemia e corrigindo a osmolalidade plasmática. Como 
resultado, há aumento da pressão arterial.