Biofísica da Circulação Sanguínea II

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Biofísica da 
Circulação Sangüínea
PARTE II
Prof. Manoel Pinheiro Lucio Neto
Introdução
► Transportador contínuo de diversos metabólitos 
► Exercer ininterruptos de Ep e Ec sobre as partes 
do corpo
► Composição:
- Coração
- Vasos sangüíneos (rede contínua, unida pelo 
coração)
- Sangue (fluido)
- Sistema de controle (autônomo, mas ligado ao 
SNC)
Introdução
► Funcionamento
1) Metabolismo mole-
cular das células dos 
marca-passos atriais 
2) PA se propaga 
através dos feixes 
nervosos do coração 
→ Despolarização
3) Contração 
muscular
4) Ejeção de sangue 
nos sistemas de 
vasos
Campo Gravitacional
Campo Eletromagnético
O Campo Eletromagnético e a 
Circulação
► Potencial de Ação no Miocárdio
DESPOLARIZAÇÃO
POLA-
RIZAÇÃO 
INVERTIDA
REPOLA-
RIZAÇÃO
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fenômenos:
- Energia Potencial
- Energia Cinética
- Energia Gravitacional
- Atrito
- Pressão
- Viscosidade
- Fatores Geométricos
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Descrição Sumária do Sistema Circulatório:
“A circulação sangüínea é um sistema 
fechado, com o volume circulatório em regime 
estacionário”.
Sem vazamento
O que entra de um lado = o que sai do outro
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Descrição Sumária do Sistema Circulatório:
- Setas duplas: grande circulação 
(sistêmica) – 3/4 sangue
- Setas simples: pequena 
circulação (pulmonar) – 1/4 sangue
- Volume estacionário:
- grande e pequena 
- entre setores
- Volume de sangue a cada impulso 
do coração é o mesmo (165ml)
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
►Propriedades de um Fluxo em Regime Estacionário(RE):
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
►Propriedades de um Fluxo em Regime Estacionário(RE):
- Estado ou RE
Entra = Sai
- Fluxo (F=f1 = f2 = f3)
- Energética (v1> v2> v3)
- Pressão Lateral
Ep + Ec cte
Ep1 < Ep2 < Ep3
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► A Equação do Fluxo em RE:
f = v x A (velocidade x área)
f = L/T x L2 = L3/T
RE → F = f1 = f2 = f3...
F = v1A1 = v2A2 = v3A3... = vnAn
Fluxo: constante
variam Velocidade e Área
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
1) QUEBRA DO REGIME ESTACIONÁRIO
Edema Pulmonar:
- Uma das mais graves emergências
circulatórias;
- A quantidade de sangue que entra na
pequena circulação é MAIOR que a que sai;
- Causas: ↑ resistência à circulação
falha na bomba cardíaca
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
Edema Pulmonar:
Acúmulo de sangue (estase/estagnação)
Impedimento das trocas gasosas
O sangue tende a sair pelos alvéolos
AFOGAMENTO
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
Estase: fígado
baço
Engurgitamento
(inchação)
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
1) QUEBRA DO REGIME ESTACIONÁRIO
Hemorragias Agudas:
- Urgência
- Estancar o sangramento
- Repor o volume circulante com sangue,
plasma ou soluções de macromoléculas (se
necessário)
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
1) QUEBRA DO REGIME ESTACIONÁRIO
Hemorragias Agudas:
- Arterias > Venosas: Estado
Estacionário perdido com + rapidez (↑Ep → Ec)
- Sangramentos arteriais + perigosos
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
2) VELOCIDADE DE CIRCULAÇÃO x
DIÂMETRO DOS VASOS → CONSTÂNCIA DO FL
- FLUXO = Constante (↑A : ↓v)
Aorta Capilares Cava
Diâmetro 2,0 cm 8 μm 2,4 cm
Número 1 2 bilhões 1
Área 3,0 cm2 2.200 cm2 4,5 cm2
Velocidade 28 cm/s 0,04 cm/s 19 cm/s
FLUXO 28x3,0= 84ml/s 0,04x2.200= 88ml/s 19x4,5= 86 ml/s
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
3) FÍSTULA ARTERIOVENOSA
- Comunicação Interventricular
e Interatrial;
- Passagem de Sangue do AE
(↑P) para o AD (↓P);
- O Estado Estacionário
permanece em cada situação
NORMAL FÍSTULA
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
3) FÍSTULA ARTERIOVENOSA
NORMAL FÍSTULA
A) NORMAL:
- Peq. Circ: entra e sai x ml
- Grande Circ: entra e sai x ml
B) PATOLÓGICA:
- Peq. Circ: entra e sai x+y ml
- Grande Circ: entra e sai x ml 
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Relação entre Energética de Fluxo e Pressão 
Lateral:
F = v x A Velocidade
1)
2)
3)
Divisão das 
Artérias
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Relação entre Energética de Fluxo e Pressão 
Lateral:
A1 < A2 < A3
v1 > v2 > v3
↑ Pressão Lateral
Divisão: P na árvore 
arterial cai muito pouco (de 
100 a 90 mm Hg)Divisão das Artérias
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
ANOMALIAS DO FLUXO
- ESTENOSE:
Estreitamento da luz do vaso
↓ A : ↑ v : ↓ Ep (além do gradiente normal)
- ANEURISMA:
Dilatação da luz do vaso
↑ A : ↓ v : ↑ Ep (tende a ↑ dilatação - ruptura)
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Fluxo Estacionário em Biologia:
ANOMALIAS DO FLUXO
- ATEROSCLEROSE:
Deposição de gordura / cálcio / outras
substâncias na luz de artérias → Estenosadas
↓ A : ↑ v : ↓ Ep (além do gradiente normal)
↓ Nutrição dos tecidos
Isquemia (defi-
ciência de sangue)
Infarto (necrose 
dos tecidos)
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Onda de Pulso x Velocidade de Circulação:
PULSO: dilatação perceptível ao tato, como uma
discreta batida, síncrona com a contração cardíaca.
- Freqüência, presença de arritmias, intensidade.
ONDA DE PULSO: Energia da contração car-
díaca que se propaga pelo sangue (Energia Mecânica).
CORRENTE SANGÜÍNEA: Deslocamento da
massa de sangue, medida pelo movimento de hemácias
(Matéria). Não é perceptível ao tato.
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Onda de Pulso x Velocidade de Circulação:
Velocidade da Onda de Pulso = 4 a 6x maior 
que a Corrente Sangüínea
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Energética da Sístole e Diástole:
Ciclo da Contração:
- Sístole: contração com esvaziamento do coração
Átrios → Ventrículos
Artéria Pulmonar(Direito)
- Diástole: relaxamento com entrada de sangue
nas cavidades cardíacas, e fechamento das válvulas
arteriais.
Artéria Aorta(Esquerdo)
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Energética da Sístole e Diástole:
- Sístole: sangue subitamente acelerado pelas
artérias (contração dos ventrículos).
PRESSÃO e VELOCIDADE: nível máximo
- Diástole: tanto a pressão como a corrente
sangüínea continuam, mas em nível menor.
PERGUNTA: Por que a pressão e o fluxo continuam 
durante a diástole?
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Energética da Sístole e Diástole:
Instantes antes 
da sístole
Contração do VE: 
↑ Ec → divide-se em 
02 componentes.
Ec: acelera o sangue 
e dilata a artéria.
Ep: armazena-se na 
artéria.
Diástole: 
Fechamento da 
Válvula Aórtica.
Ec da contração 
está gasta.
Ep se transfor-
ma em Ec.
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Energética da Sístole e Diástole:
- Em nenhum momento do ciclo:
1) O fluxo se interrompe
2) A pressão se anula
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Hipertensão de Origem Vascular e sua Energética:
- Hipertensão: Pressão acima dos valores 
médios esperados.
- ARTERIOSCLEROSE
Vaso 
Esclerosado
Vaso Normal
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Medida da Pressão Arterial:
- Método simples e valioso;
- Comprimir uma artéria através de um 
manguito de ar ligado a um manômetro;
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Medida da Pressão Arterial:
- Pressão externa → colaba as paredes da artéria 
→ fluxo cessa (NADA MAIS SE OUVE NO 
ESTETOSCÓPIO)
- Manguito é descomprimido gradualmente → jato 
de sangue passa com alta velocidade → fluxo 
turbilhonar - ruído rascante a cada pulsar do coração 
– PRESSÃO SISTÓLICA/MÁXIMA
- Continua-se a descompressão gradual → cessa-
se o fluxo turbilhonar → pressão subcrítica → fluxo 
laminar → ruído desaparece – PRESSÃO 
DIASTÓLICA/MÍNIMA
O Campo Gravitacional e a 
Circulação
► Medida da Pressão Arterial:
Pressão 
Sistólica
Pressão 
DiastólicaFLUXO 
TURBILHONAR
FLUXO 
LAMINAR
Nº de Reynolds
Re=Vc d r
Fatores Físicos que condicionam 
o Fluxo: Lei de Poiseuille
F= P r4
8 L