Biofísica da Circulação PARTE I

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Biofísica da Circulação
e Hemodinâmica
Prof. Manoel Pinheiro Lucio Neto
Sistema Cardiovascular - Constituição
 Coração: propulsão do sangue
 Artérias: vasos eferentes
 Veias: vasos aferentes
 Capilares: intercâmbio entre o sangue e os tecidos
 Células e plasma do sangue.
Funções do Sistema Cardiovascular
Distribuição de substratos e O2 para as células 
 Coleta de catabólitos e CO2 liberados pelas células
 Regulação da temperatura corporal
Distribuição de hormônios
 Auxilia no sistema imunológico
 Órgão muscular, localizado no centro da cavidade
torácica.
Coração
Coração
 Bomba pulsátil
 Câmaras cardíacas (átrios e ventrículos)
SILVERTHORN, 2003
Endocárdio
Miocárdio
SILVERTHORN, 2003
Anatomia do músculo cardíaco
→ Sincício muscular: discos intercalares
Músculo estriado cardíaco
SILVERTHORN, 2003
Fisiologia do músculo cardíaco
Desmossomos
Junções comunicantes (importantes na propagação do potencial
de ação).
TORTORA, 2006 (on-line)
Fisiologia do músculo cardíaco
Sistema especializado de excitação e condução
TORTORA, 2006 (on-line)
Músculo cardíaco
SILVERTHORN, 2003
Válvulas cardíacas
As válvulas criam
um fluxo de
direção única nas
veias
Atrioventriculares (AV)
Válvula AV tricúspide:
átrio direito
ventrículo direito
Válvula AV bicúspide ou mitral:
átrio esquerdo
ventrículo esquerdo
Válvulas cardíacas - garantem o sentido 
único de fluxo
Semilunares
▪ Válvula pulmonar
▪ Válvula aórtica
Potenciais de ação no músculo cardíaco
 Potencial de ação em platô:
Canais rápidos de sódio voltagem-dependentes
(Nav)- despolarização
Canais lentos de cálcio voltagem-dependentes
Canais de potássio voltagem-dependentes (Kv)-
repolarização
Sistema especializado de excitação
e condução no coração
 Nodo átrio-ventricular: função de retardar o impulso antes de
atingir o sincísio ventricular
 Nodo sinusal ou sinu-atrial
No comando do automatismo cardíaco está o nodo sinusal, 
que possui um menor período refratário e portanto gera 
impulsos (PA) elétricos em uma freqüência mais elevada que os 
outros focos cardíacos, inclusive o nó AV.
A ritmicidade própria do coração, assim como o sincronismo 
na contração de suas câmaras, é feito graças um 
interessante sistema condutor e excitatório presente no 
tecido cardíaco: O Sistema de Purkinje. Este sistema é 
formado por fibras auto-excitáveis e que se distribuem de 
forma bastante organizada pela massa muscular cardíaca. 
TORTORA, 2006 (on-line)
Sistema especializado de excitação
e condução no coração
Acoplamento excitação-contração do músculo 
cardíaco
 Envolve a ativação de canais iônicos;
Na, Ca e K
 Inicia-se com a despolarização de membrana;
 Envolve a liberação de cálcio dos estoques
intracelulares.
 Combinação do Ca2+ com proteínas reguladoras
(troponina, formação de pontes cruzadas entre actina e
miosina).
Canais iônicos - NaV
fotolog.terra.com.br/neuroscience:26
Canais iônicos – CaV e K
CaV K
www.biovalley.com/news_newsfocus.aspx?id=10
Contração do músculo cardíaco
S
IL
V
E
R
T
H
O
R
N
, 
2
0
0
3
O ciclo cardíaco
 Período compreendido entre o início de um
batimento cardíaco e o início do batimento
subsequente
Fases:
Diástole – relaxamento muscular, enchimento do
coração
Sístole – contração muscular, esvaziamento do
coração
Circulação sanguínea
Circulação Pulmonar e Sistêmica
 Circulação pulmonar (pequena circulação)
– Estabelece-se entre o coração e o pulmão
– Promove a hematose;
– Volume circulatório: aproximadamente ¼ do sangue total
 Circulação sistêmica (grande circulação)
– Ocorre entre o coração e os tecidos 
– Distribui O2
– Volume circulatório: 3/4 do sangue total. 
O ciclo cardíaco
Eventos mecânicos
Diástole atrial e ventricular (coração em repouso)
– Enchimento dos átrios
– Abertura das válvulas AV
– Válvulas Semilunares fechadas
– Fluxo sanguíneo dos átrios para os ventrículos
– Aumento no volume ventricular
– Diminuição no volume atrial
O ciclo cardíaco
Eventos mecânicos
 Sístole Atrial
– Segue a despolarização das células auto-rítmicas 
do nó SA.
– Aumento da pressão atrial
– Acréscimo de 25% de sangue nos ventrículos
– Importante no aumento da freqüência cardíaca
O ciclo cardíaco
 Sístole Ventricular
 Início - Contração isovolumétrica
– Inicia no ápice do coração
– Fechamento das Válvulas AV 
– Válvulas semilunares fechadas
– Pressão ventricular > Pressão aórtica
– Fluxo aórtico = 0
– Diástole atrial
O ciclo cardíaco
 Sístole ventricular - Ejeção ventricular
– Abertura das válvulas semilunares
– Pressão Ventricular > Pressão Aórtica
– Fluxo aórtico máximo
– Volume atrial aumenta
– Volume ventricular diminui
O relaxamento ventricular
 Pressão ventricular < pressão nas artérias – o sangue 
reflui para o coração
 As válvulas semilunares se fecham 
 Valvas AV fechadas
 Pressão ventricular diminui
 Pressão atrial torna-se maior que a ventricular –
início do ciclo cardíaco
A freqüência cardíaca
Repouso: 70 bpm
Atletas treinados: menor ou igual a 50 bpm
Atividade: 125 bpm ou mais
O fluxo sanguineo (F) é sempre de uma região de
maior pressão para uma de menor pressão.
 A força exercida por qualquer líquido é denominada de
pressão hidrostática “pressão”
Parâmetros 
hemodinâmicos 
Fluxo Sanguíneo
 A circulação sanguínea é um sistema fechado, com 
volume circulatório em regime estacionário.
Fluxo = f1 = f2 = f3
Fluxo = Velocidade x Área
* Não é a pressão absoluta que determina a velocidade
do fluxo, mas a diferença na pressão entre os pontos.