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BIOFÍSICA BIOFÍSICA DO SISTEMA CARDIOCIRCULATÓRIO PROFESSOR: EDINALDO MORAES Sistema cardiovascular • Composto: – Bomba (Coração) – Tubos de coleta e distribuição (vasos sanguíneos) – Vasos finos (capilares) Funções da circulação • Transporte e distribuição de nutrientes aos tecidos • Remoção dos produtos do metabolismo • Regulação da temperatura corpórea • Manutenção de fluidos e suprimento de oxigênio sob os vários estágios fisiológicos • Proteção: coagulação; células de defesa O centro do sistema cardiovascular Coração Mais de 7.000 L de sangue/dia 100.000 km de vasos Sistema de entrada e saída Débito cardíaco • A quantidade de sangue expelida do ventrículo esquerdo para a aorta (ou ventrículo direito para o tronco pulmonar) por minuto é chamada débito cardíaco (DC) • O DC é determinado: – Quantidade de sangue bombeado durante cada batimento – Número de batimentos cardíacos por minuto Cálculo do DC DC = volume sistólico x batimentos por min. DC = 70mL x 75 bat/min DC = 5.250 mL/min ou 5,25 litros/min Descrição sumária do sistema circulatório • Anatomicamente se divide em: –Grande circulação –Pequena circulação • “A circulação sanguínea é um sistema fechado, com o volume circulatório em regime estacionário” (Heneine, 2000). Fisiologia Humana – Dee Unglaub Silverthorn Propriedades de um fluxo em Regime Estacionário (RE) O fluido que entra é igual ao que sai A quantidade de líquido que passa é a mesma nos três segmentos. Fluxo total é igual ao parcial: F = f1 = f2 = f3 A velocidade de circulação diminui à medida que o diâmetro aumenta, isto é, a Energia cinética (Ec) diminui: v1 > v2 > v3 A energia potencial (Ep) cresce • Equação do fluxo em RE: • A constância do fluxo se mantém independente do segmento considerado. Variam apenas a área e a velocidade f = v x A • Exemplo: em um sistema em regime estacionário, o fluxo é de 100 mL.min-1. Se os segmentos A, B e C possuem áreas de 10, 20 e 100 cm2, qual é a velocidade nesses três segmentos? • Qual a relação entre as condições do fluxo estacionário e a fisiopatologia circulatória? –Quebra do Regime Estacionário: • Ex: Edema Pulmonar –Acúmulo de sangue (estase ou estagnação sanguínea) impede trocas gasosas, e tende a sair pelos alvéolos afogando o paciente no seu próprio plasma Fístula arteriovenosa Relação entre a velocidade de circulação e o diâmetro dos vasos: constância de fluxo Aorta Capilares Cava Diâmetro 2, 0 cm 8 µm 2,4 cm Número 1 2 bilhões 1 Área 3 cm2 2.200 cm2 4,5 cm2 Velocidade 28 cm.s-1 0,04 cm.s-1 19 cm.s-1 Fluxo x y z Energética de fluxos em regime estacionário • Em um sistema líquido que se movimenta em tubos, através do trabalho realizado por uma bomba hidráulica, a energia total (ET) do fluido é dada por quatro termos, que compõem a equação de Bernouilli • ET = EP + EC + ED + EG ET energia total EP energia potencial (efeito da pressão lateral) EC energia cinética (deslocamento do fluido) ED energia dissipada (atrito) EG energia gravitacional Energética da circulação: representação vetorial Relação entre energética de fluxo e pressão lateral Ramos laterais conduzem sangue p/ o tecido Área dos vasos e pressão lateral: A1 < A2 < A3 O efeito é em parte contrabalançado pela divisão das artérias em segmentos de áreas cada vez maiores Do sistema capilar para as veias, ocorre o contrário, e as áreas seccionais vão diminuindo. A velocidade aumenta, o que diminui a pressão lateral, e facilita o desaguamento das veias tributárias nos troncos menores. Na veia cava, a pressão cai de 4 a 6 mmHg, praticamente nula. Fisiologia Humana – Dee Unglaub Silverthorn Relação entre onda de pulso e velocidade de circulação • O que é o pulso? – Corrente sanguínea impulsionada pela contração cardíaca (F) – Energia da contração cardíaca que se propaga pelo sangue. É energia mecânica! – Corrente sanguínea é deslocamento da massa de sangue, medida pelo movimento de hemácias. Velocidade: Onda de pulso: 20 m.S-1 Corrente sanguínea: 5 m.S-1 Energética da Sístole e da Diástole • O ciclo da contração cardíaca passa por duas fases bem características. • Sístole – contração com esvaziamento do coração • Diástole – relaxamento com entrada de sangue nas cavidades cardíacas e fechamento das válvulas arteriais. Porque a pressão e o fluxo continuam durante a diástole???? • Todas as artérias se comportam dessa maneira, o que permite duas condições importantes: – Em nenhum momento do ciclo: 1. O fluxo se interrompe. 2. A pressão se anula Hipertensão de origem vascular e sua energética • Tipo arteriosclerose Pressão nos capilares – forças envolvidas Tipos de fluxo: laminar, turbilhonar e seu relacionamento com a circulação sanguínea • Fluxo laminar – Escoamento de líquido lentamente –Regularidade de camadas concêntricas –Disposição do fluxo em lâminas ou camadas – É silencioso • Fluxo turbilhonar – Líquido escoado com velocidade máxima –Distribuição irregular do líquido – Formação de redemoinhos, turbilhões – É ruidoso Medida de pressão arterial • É a medida indireta da pressão arterial • Consiste em comprimir uma artéria através de um manguito de ar, que é ligado a um manômetro Instrumentos utilizados • Figura manguito acoplado ao manômetro • Figura estetoscópio Artéria Axilar Artéria braquial
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