Fisiologia Cardiovascular: Funções e Circulação

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CV1: Introdução à Fisiologia Cardiovascular.
O coração como bomba. Ciclo cardíaco.
Cibele Rocha Resende
Departamento de Fisiologia e Biofísica
FIB035 Farmácia e Biomedicina Noturno
Todos os direitos de imagens estão reservados à UFMG.
Principais funções do Sistema Cardiovascular
• Transporte e distribuição do sangue 
para os tecidos.
• Condução de elementos essenciais 
para todas as células do corpo (O2, 
nutrientes, água e eletrólitos).
• Remoção de CO2 e metabólitos dos 
tecidos para os órgãos de remoção 
(pulmões, rins).
Funções homeostáticas
• Regulação da pressão arterial;
• Distribuição de hormônios reguladores;
• Secreção de hormônios (ex.: peptídeo natriurético atrial);
• Regulação da temperatura corporal;
• Ajustes homeostáticos em estados fisiológicos alterados:
• Hemorragia
• Exercício
• Alterações posturais
Circuito cardiovascular
BOMBA Tubos distribuidores
Vasos de trocaTubos coletores
Circuito cardiovascular
BOMBA Tubos distribuidores
Vasos de trocaTubos coletores
Coração Artérias
CapilaresVeias
Circulação sistêmica e pulmonar
Artéria Aorta
Veia pulmonar
Capilares do corpo e órgãos
Veia Cava
Artéria Pulmonar
Capilares do pulmão
Circuito Pulmonar
Circuito Sistêmico
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Valores de pressão no sistema cardiovascular
Pressão é a força que o sangue exerce contra a parede dos vasos
Distribuição do sangue no Sistema Cardiovascular
Circulação pulmonar
Aorta
Coração
~7%
Artérias
Arteríolas
e capilares
Veia cava
superior
Veia cava
inferior
Veias, vênulas
e seios venosos
Circulação sistêmica
(~83%)
Vasos 
sistêmicos
Pulmões
(10-12%)
Coração
(8-11%)
Artérias
sistêmicas
(10-12%)
Capilares
(4-5%)
Veias de grande calibre
Veias e vênulas
~10%
Débito Cardíaco e Retorno Venoso
Débito Cardíaco  taxa com
que o sangue é bombeado
por um ventrículo
Fluxo Sanguíneo Tecidual
Total  taxa com que o
sangue perfunde os capilares
Retorno Venoso  taxa de
retorno do sangue das veias
para o átrio
100%100%
100%
(5L/min)
(coronárias)
100%
(5L/min)
Distribuição do Débito Cardíaco (DC; mL/min)
Pulmões
Coração esquerdoCoração direito
Cérebro
Coronárias
Rins
Gastrintestinal
M. esquelético
Pele
AortaV. cava
Débito Cardíaco 
(DC; mL/min)
Retorno Venoso
(RV; mL/min)
Débito Cardíaco
Débito cardíaco: taxa com que o sangue é bombeado por um 
ventrículo (mL/min).
Em outras palavras, quantidade de sangue que cada ventrículo
lança na circulação.
DCVE = DCVD (conexão em série)
DC = Volume Sistólico (VS) x Frequência Cardíaca (FC)
VS = 70 mL; FC = 70 bpm
DC = 4900 mL/min
Fluxo tecidual 
Pode ser apresentado como:
• volume/tempo: mL/min
• Percentual em relação ao DC
• Volume/massa/minuto:
mL/g/min
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Comparativo do fluxo tecidual 
RINS:
• 1,00 L/min
• 20% do DC
• 400 mL/100g/min
MÚSCULO ESQUELÉTICO:
• 1,05 L/min
• 21%
• 5 mL/100g/min
ENCÉFALO:
• 0,70 L/min
• 14%
• 55 mL/100g/min
Fluxo tecidual vs Fluxo total
Fluxo tecidual vs Fluxo total Fluxo tecidual vs Fluxo total
Distribuição do DC no exercício físico
DÉBITO CARDÍACO EM REPOUSO: 5,8 L/min DÉBITO CARDÍACO DURANTE O EXERCÍCIO 
VIGOROSO OU INTENSO: 25,6 L/min
Pressão, fluxo e resistência
Fluxo (Q) P/R
O fluxo sanguíneo no sistema circulatório é diretamente proporcional 
ao gradiente de pressão e inversamente proporcional à resistência do 
sistema ao fluxo.
Q = Fluxo (mL/min) 
∆P = Diferença de pressão (mmHg) 
R = Resistência (mmHg/mL/min)
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Gradiente de pressãoP é essencial para que haja fluxo Localização do coração: caixa torácica
Batimentos cardíacos
1 minuto  70 batimentos
1 hora  4.200 batimentos
1 dia  100.800 batimentos
1 ano  36.792.000 batimentos
70 anos  2.575.440.000 batimentos
Coração mantém 
atividade contínua, 
porém intermitente, 
ao longo da vida!
Camadas do coração 
O coração
Veia cava 
superior
Átrio direito
Válvula 
pulmonar
Válvula 
tricúspide
Ventrículo direito
Veia cava 
inferior
Aorta
Artéria pulmonar
Pulmões
Veia 
pulmonar
Átrio esquerdo
Válvula mitral
Válvula aórtica
Ventrículo 
esquerdo
CABEÇA
CORPO
Válvulas átrio-ventriculares (AV)
• Mitral (ventrículo esquerdo)
• Tricúspide (ventrículo direito)
Válvulas semilunares
• Válvula aórtica (ventrículo 
esquerdo)
• Válvula pulmonar (ventrículo 
direito)
P
P
Lado direito
• Origem: Tecidos
• pobre em O2
Lado Esquerdo
• Origem: pulmões
• Rico O2
Estrutura do coração
Válvulas fluxo unidirecional;
Átrios  funcionam como
reservatório e bomba;
musculatura fraca comparada a
dos ventrículos
Ventrículos musculatura forte
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Espessura das paredes cardíacas
Ventrículo esquerdo
Força gerada na 
contração: ~120 mmHg
Ventrículo direito
Força gerada na 
contração: ~25 mmHg
Disposição das fibras cardíacas
Helical heart
https://youtu.be/A3Dwjo4pB9A
Disposição das fibras do endocárdio e do epicárdio Composição celular do coração humano
right ventricles (RV; left): TTN (green, cardiomyocytes) and CDH5 (red, EC) right atrium (RA; middle): NPPA (green, aCM) 
and DCN (red, FB) and left atrium (LA; right): MYH11 (green, SMCs) and KCNJ8 (red, pericytes)
Nature. 2020 Sep; 588: 466-472
Miócito cardíaco isolado
Miócito cardíaco isolado em laboratório.
A aplicação de um estímulo elétrico ritmicamente leva a contração do miócito.
Célula de trabalho – contração 
Túbulos T
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Arranjo 3D dos túbulos T de um cardiomiócito
Estrutura tridimensional dos túbulos T de um cardiomiócito
isolado. Circulation Research. 2003;92:1182–1192
O miocárdio é um sincício funcional
Células são curtas, 
ramificadas, com 1-2 
núcleos; células são 
conectadas pelos 
discos intercalares
• As fibras do músculo cardíaco são feitas de muitas células individuais, 
conectadas em série e em paralelo.
Gap junctions permitem a rápida difusão de íons
• Discos Intercalados (Intercalated discs) - junções comunicantes (gap junctions) 
que permitem rápida difusão dos íons.
• Potencial de ação se propaga facilmente.
Ciclo cardíaco
SÍSTOLE (bombeamento)
• Contração ventricular;
• Pressão ventricular sobe;
• Sangue se move para as artérias 
• (bombeamento). 
DIÁSTOLE (enchimento) 
• Relaxamento ventricular;
• Pressão ventricular cai;
• Sangue enche o coração. 
Fases do ciclo cardíaco
• Contração isovolumétrica
• Ejeção
• Relaxamento isovolumétrico
• Enchimento ventricular 
• Sístole atrial
SÍSTOLE VENTRICULAR 
DIÁSTOLE VENTRICULAR 
Enchimento
ventricular
(diástole ventricular)
Sístole atrial
(diástole ventricular)
Contração
Isovolumétrica
(sístole ventricular)
Ejeção
(sístole 
ventricular)
Relaxamento 
Isovolumétrico
(diástole 
ventricular)
• Pressão
• Volume
• Válvulas
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Sons cardíacos: bulhas cardíacas
As bulhas cardíacas são os sons cardíacos que ouvimos ao
auscultarmos o coração como uso de um estetoscópio. Não são
provocadas pela contração do coração em si, mas pelas vibrações
produzidas pelo fechamento subito das válvulas cardíacas.
Primeira bulha cardíaca (primeiro som cardíaco)
• Fechamento das válvulas A-V quando os ventrículos se
contraem.
Segunda bulha cardíaca (segundo som cardíaco)
• Fechamento das válvulas aórtica e pulmonar (semilunares).
Alça pressão-volume (ventrículo esquerdo)
Fase 1 (AB)
Enchimento ventricular 
e sístole atrial
Fase 2 (BC)
Contração
isovolumétrica
Fase 3 (CD)
Ejeção
Fase 4 (DA) 
Relaxamento 
isovolumétrico
Volume Sistólico (VS)
Volume Sistólico (VS): volume de sangue ejetado pelo ventrículo a cada ciclo.
Átrio
Ventrículo
Diástole VDF Sístole VSF Diástole
Volume Sistólico
Volume Sistólico (VS)
Volume Sistólico
Volume 
sistólico 
final (VSF)
Volume 
diastólico 
final (VDF)
VS = VDF - VSF
Fração de ejeção
Fração de Ejeção (FE) = percentual de sangue que o ventrículo ejeta 
na aorta a cada sístole. 
FE = (VDF-VSF)/VDF 
Pré-carga e pós-carga
Pré-carga: grau de tensão do 
músculo imediatamente antes de 
ele começar a se contrair.
Pós-carga: carga contra a qual o 
músculo exerce sua força contrátil. 
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Pré-carga
• Pressão diastólicafinal quando o ventrículo está cheio;
• Intensidade de estiramento dos sarcômeros cardíacos;
• Depende do Volume Diastólico Final (VDF).
Pós-carga
• Pressão na aorta à saída do ventrículo (Pressão Arterial Diastólica, PAD);
• Relacionada à dificuldade de ejeção do sangue pelo ventrículo, que pode estar
aumentada ou reduzida. 
Diagrama de Wiggers
Relembrando o ciclo cardíaco...
Valvas 
semilunares 
(aórtica e 
pulmonar)
Valvas A-V 
(mitral e 
tricúspide)
Estado 
Ventricular
Estado AtrialFASE
Sístole atrial
Contração 
isovolumétrica
Ejeção
Relaxamento 
isovolumétrico
Enchimento
Relembrando o ciclo cardíaco...
Valvas 
semilunares 
(aórtica e 
pulmonar)
Valvas A-V 
(mitral e 
tricúspide)
Estado 
VentricularEstado AtrialFASE
Em contração.Sístole atrial
Relaxado.Contração 
isovolumétrica
Relaxado.Ejeção
Relaxado.Relaxamento 
isovolumétrico
Relaxado.Enchimento
Relembrando o ciclo cardíaco...
Valvas 
semilunares 
(aórtica e 
pulmonar)
Valvas A-V 
(mitral e 
tricúspide)
Estado 
VentricularEstado AtrialFASE
Relaxado. Em contração.Sístole atrial
Em contração.Relaxado.Contração 
isovolumétrica
Em contração.Relaxado.Ejeção
Relaxado.Relaxado.Relaxamento 
isovolumétrico
Relaxado.Relaxado.Enchimento
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Relembrando o ciclo cardíaco...
Valvas 
semilunares 
(aórtica e 
pulmonar)
Valvas A-V 
(mitral e 
tricúspide)
Estado 
Ventricular
Estado AtrialFASE
Abertas.Relaxado. Em contração.Sístole atrial
Fechadas.Em contração.Relaxado.Contração 
isovolumétrica
Fechadas.Em contração.Relaxado.Ejeção
Fechadas.Relaxado.Relaxado.Relaxamento 
isovolumétrico
Abertas.Relaxado.Relaxado.Enchimento
Relembrando o ciclo cardíaco...
Valvas 
semilunares 
(aórtica e 
pulmonar)
Valvas A-V 
(mitral e 
tricúspide)
Estado 
Ventricular
Estado AtrialFASE
Fechadas.Abertas.Relaxado. Em contração.Sístole atrial
Fechadas.Fechadas.Em contração.Relaxado.Contração 
isovolumétrica
Abertas.Fechadas.Em contração.Relaxado.Ejeção
Fechadas.Fechadas.Relaxado.Relaxado.Relaxamento 
isovolumétrico
Fechadas. Abertas.Relaxado.Relaxado.Enchimento
Relembrando o ciclo cardíaco...
Valvas 
semilunares 
(aórtica e 
pulmonar)
Valvas A-V 
(mitral e 
tricúspide)
Estado 
Ventricular
Estado AtrialFASE
Fechadas.Abertas.Relaxado. Em contração.Sístole atrial
Fechadas.Fechadas.Em contração.Relaxado.Contração 
isovolumétrica
Abertas.Fechadas.Em contração.Relaxado.Ejeção
Fechadas.Fechadas.Relaxado.Relaxado.Relaxamento 
isovolumétrico
Fechadas. Abertas.Relaxado.Relaxado.Enchimento
1ª bulha
2ª bulha
Referências
• Silverthorn, Dee Unglaub. Fisiologia Humana: Uma abordagem integrada – 7ª ed. –
Porto Alegre: Artmed, 2017.
• Koepen, Bruce M. & Stanton, Bruce A. Berne & Levy Physiology – 7ª ed. -
Philadelphia, PA: Elsevier, 2018.
• Costanzo, Linda S. Fisiologia – 6ª ed. - Rio de Janeiro: Elsevier, 2018. Edição do 
Kindle. 
• Hill, Richard W; Wyse, Gordon A; Anderson, Margaret. Animal Physiology – 3ª ed. –
Sunderland, MA, USA: Sinauer Associates, Inc. Publishers, 2012.
• Hall, John E. Guyton e Hall: Tratado de Fisiologia Médica – 13ª ed. - Rio de Janeiro: 
Elsevier, 2017.