Biofísica da circulação sanguíne

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Biofísica da circulação sanguínea
Dr. Wanderley Bastos
Aluno: Uerisson Rebelo.
		
		Universidade Federal de Rondônia 
Função da circulação:
 Atender às necessidades dos tecidos;
-Transportar os nutrientes, excreção e condução de hormônios.
-Manter um ambiente propício para a sobrevivência e funcionamento das células
O conjunto que realiza essas funções:
O coração;
Os vasos sanguíneos;
O Sangue;
O sistema de controle;
O coração
Energética da contração do músculo cardíaco 
Energia deriva do metabolismo oxidativo (principalmente dos ácidos graxos). 
- O consumo de oxigênio pelo músculo cardíaco é uma excelente medida da taxa metabólica.
Efeitos dos íons potássio e cálcio no músculo cardíaco 
Alto cálcio = efeito estimulatório ao coração.
Alto potássio = efeito inibitório ao coração.
Sistema especializado excitatório:
    - Nodo sinoatrial
    - Nodo atrioventricular
    - Vias internodais
    - Feixes atrioventriculares (feixes de His)
    - Feixes de Backmann (entre o átrio direito e átrio esquerdo)
    - Ramificações dos feixes atrioventriculares = fibras de Purkinje
O leito circulatório e suas propriedades;
Pressão hidrostática na circulação: É determinada força agindo sobre determinado volume.
Elasticidade: É a capacidade de dilatação e contração.
Leis gerais da circulação.
Pressão
O sangue é um líquido real;
Início do processo: coração;
Pressão de saída maior que a de chegada;
Pressão Arterio-Venoso
A pressão impressa pelo coração é contra posta pelas resistências;
A pressão no leito arterial a nível de arteríolas chega muito próximo a 0;
Quando o sangue passa para o leito venoso essa pressão se eleva um pouco;
Pressão cinemática e hidrodinâmica
Pressão cinemática: quando um líquido em dado recipiente recebe um movimento;
 p=1/2 . D . v²
Pressão hidrodinâmica: é a soma da pressão hidrostática com a pressão cinemática
Tecido sanguíneo e sua heterogeneidade
 O sangue é um líquido composto sendo tais líquidos divididos em dois grupos:
Leis gerais da circulação
1º lei: Caudal; 
Volume de sangue que passa por uma secção total em determinado tempo.
C= Volume
 Tempo
2ª lei: Velocidade;
É a distância percorrida por uma unidade de tempo;
 V= eSpaço
 Tempo
Logo;
 C = eSpaço . Velocidade
Viscosidade
Denominamos de Newtoniano o Líquido que tiver a viscosidade constante.
Matematicamente Viscosidade pode ser mensurada:
 constante
 Caudal
η = π. ΔP. r4/8. C. L Comprimento do tubo
 
 Viscosidade Raio a quarta potência 
 
 Variação de pressão 
 
 
Sangue e sua viscosidade
 A viscosidade constante: O sangue circula por capilares maiores que 0,4mm (Segue a lei de Poiseuille)
A viscosidade não constante: Capilares menores que 0,4mm o comportamento do sangue é variável, portanto, Não newtoniano.
O vaso sanguíneo
Relação caudal – elasticidade
O caudal está intimamente relacionado com a elasticidade do vaso;
Quanto maior for a diferença de pressão, inicial final, maior deverá ser a caudal ( vasos sanguíneo normal)
Relação pressão –tensão de parede
É a pressão que a travessa a parede do vaso se contrapondo a pressão exercida de dentro para fora pela pressão sanguínea.
Lei de Laplace
A tensão de parede é diretamente proporcional ao raio do vaso;
Ao aplicarmos pressões diferentes teremos alterações no raio e na tensão de parede
					
 Pressão 
 = P . r Raio
 Tensão de parede
Lei de Hooke
As variações no comprimento dos materiais é diretamente proporcional a força de tração aplicada em sua extremidade
ΔL= (e.Lo.F)/S
 A aplicação dessa lei na circulação nos permite avaliar o momento de ruptura de um vaso, pois caso o estiramento for superior ao coeficiente de elasticidade haverá oclusão do vaso.
Ciclo cardíaco
Distribuição do leito vascular em mesentério de cão
Lei de Starling
Uma das leis mais importantes ligadas ao funcionamento do coração
Referente a energia de contração
Diz: quanto maior for o estiramento das fibras maior será a energia de contração.
Ciclo hemodinâmico cardíaco
Em um indivíduo normal se completa em aproximadamente 0,8 segundos.
É composto por quatro fases.
1- fase de enchimento
2- fase de contração isovolumétrica
3- fase de ejeção
4- fase de relaxamento isovolumétrico
Trabalho cardíaco
É medido pelo volume de sangue ejetado pelo ventrículo 
Para líquidos temos que: 
 W = P . ΔV 
Esta variação de volume representa o volume de sangue ejetado a cada ciclo
Só ocorre trabalho quando há variação de volume
Logo: ocorre trabalho cardíaco na fase de enchimento e ejeção
Curiosidades
 A pressão de pulso, também chamada de diferencial, é determinada pelo débito sistólico e pela complacência arterial.
Em alguns casos patológicos esta pressão de pulso é alterada como por exemplo na aterosclerose, estenose aórtica entre outras.
 
Em geral: quanto maior a complacência menor será a velocidade do sangue, o que fisicamente é bem evidente.
ECG
As segmentações dos acontecimentos hemodinâmicos não podem estar isolados dos eventos elétricos que ocorrem no coração. 
Estes podem ser mensurados através de equipamentos como ECG.
 Pressão venosa central – pressão atrial direita
Coração estiver bombeando com eficiência (com força) = pressão venosa central baixa (não haverá resistência à entrada de sangue no ventrículo direito).
Coração estiver bombeando sem eficiência (sem força) = pressão venosa central alta, podendo indicar uma insuficiência cardíaca.
A pressão venosa central deve marcar 0mmHg ou até –2mmHg.
 Está ligada a idade
	
Estas pessoas, se ficarem em pé por tempo prolongado, poderá haver edema nas extremidades. 
Além da ação das válvulas no retorno venoso, é fundamental a ação da musculatura estriada esquelética.
Falência das válvulas venosas 
Este monitor trás informações a respeito da pressão arterial sistólica, diastólica, freqüência cardíaca e as ondas do ECG.
Referências bibliográficas
Biofísica básica/Ibrahim Felippe Heneine [colaboradores: José pereira Daniel, Maria Conceição Santos Nascimento, Luiz Guilherme Dias Heneine].- São Paulo: Editora Atheneu, 2010.
Física para ciências biológicas e biomédicas/Emico Okuno, Iberê Luiz Caldas, Cecilchow. – São Paulo: Harper & Row do Brasil, 1982.
Biofísica para ciências biomédicas 3ª Edição/ Jarbas de Oliveira[org.], Paulo Harald Wachter, Alan Arrieira Azambuja. – EdiPUCRS.
Tratado de Fisiologia Médica 10ª Edição/ Arthur C. Guynton, John E. Hall, Copyright- Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan S.A.
http://www.sistemanervoso.com/pagina.php?secao=9&materia_id=190&materiaver=1
http://ufpa.br/ensinofts/capitulo1.html