2. Coração como Bomba
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2. Coração como Bomba


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2Coração como Bomba
Neif Murad
Luiz Carlos de Abreu
INTRODUÇÃO
A estrutura fibromuscular do coração permite 
caracterizá-la como uma bomba aspirante-pre-
mente, que ejeta a partir de determinado volume 
e contra uma resistência a montante de sangue, 
com pressão e velocidade adequadas. Diferente 
das bombas artificiais, propulsoras de fluidos, 
constituídas por peças independentes que giram 
umas sobre as outras acionadas por motor, o 
coração, para ejetar, deve tão somente contrair 
e relaxar.
O desempenho do coração depende da capa-
cidade de ejetar, ao final de cada ciclo cardíaco, 
quantidade de sangue que atenda às necessidades 
metabólicas do organismo, tanto em exercício 
quanto em repouso, e receber sangue suficiente 
para gerar débito cardíaco adequado dentro dos 
limites normais de pressão venosa.
Formula-se o débito cardíaco (DC) como o pro-
duto da frequência cardíaca (FC) na unidade de 
tempo pelo volume sistólico (VS) ejetado a cada 
contração.
O entendimento da função do coração como 
bomba passa pela compreensão dos mecanismos 
reguladores do volume sistólico: pós-carga; meca-
nismo de Frank-Starling; contratilidade e frequên-
cia cardíaca (Figura 2.1).
FUNÇÃO CARDíACA: 
VARIáVEIS REGULATÓRIAS
PÓS-CARGA
A expressão "pós-carga" originou-se dos estu-
dos experimentais sobre a mecânica da contração 
muscular e nestas condições facilmente concei-
tuada e mensurada. Ao ser aplicada ao coração 
DC = FC x VS (equação 1)
Estado Inotrópico
Pós-Carga
Frequência Cardíaca
Pré-Carga Débito Cardíaco
Figura 2.1 \u2013 Variáveis que regulam a função cardíaca, 
modulando o volume-minuto.
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20 Cardiologia Clínica 
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intacto, torna-se necessário estabelecer com pre-
cisão o conceito que se pretende veicular com o 
uso deste termo.
A pós-carga deve ser entendida como a força 
desenvolvida na parede miocárdica durante o 
período ejetivo do coração. Essa propriedade do 
músculo cardíaco possibilita desenvolver pressão 
intracavitária, de caráter ascendente, que supere 
a resistência ao esvaziamento ventricular, possi-
bilitando ao coração atender à função primordial 
como bomba, que é ejetar.
Salienta-se que a força desenvolvida pela con-
tração ventricular é a variável que reage à função 
miocárdica, enquanto a pressão intracavitária é 
a variável que determina a propulsão do sangue, 
indicativa de sua função hemodinâmica.
A relação entre a força desenvolvida e a pressão 
intracavitária pode ser prevista pela lei de Laplace, 
que na sua forma mais simples é definida como:
Em outras palavras, a força desenvolvida na 
parede (F) é diretamente proporcional à pressão 
intracavitária (P) e ao raio da cavidade (R) e inver-
samente proporcional à espessura da parede (h).
Existe concordância na literatura médica de 
que as variações de pós-carga, quando aplicadas 
ao coração, não podem ser entendidas como de-
pendentes, unicamente, das modificações da carga 
externa (resistência ao esvaziamento ventricular), 
mas também das modificações da carga interna, a 
qual é dependente do raio (volume ventricular) e da 
espessura da parede. Portanto, variações do raio e/
ou espessura da parede implicam alteração da força 
desenvolvida ao iniciar a ejeção (Figura 2.2).
Compreende-se que as dilatações ventriculares 
não signifiquem tão somente aumento da pré-
carga, mas modificação da carga interna que pro-
move também pós-carga elevada.
A Figura 2.3, que determina as relações carte-
sianas entre pressão/volume, evidencia como a 
carga interna (pré-carga) sofre ajuste às variações 
do componente externo (resistência ao esvazia-
mento ventricular).
Analisemos: o ciclo ABCD correspondente à si-
tuação controle; se ocorrer aumento da resistência 
ao esvaziamento ventricular (carga externa), gera 
o ciclo AEFG, evidenciando redução importante 
de ejeção.
Em sequência, há aumento da pré-carga que se 
desloca para a direita, dando lugar o ciclo HIFG, 
com recuperação da capacidade ejetiva.
Demonstra-se, assim, que a capacidade eje-
tante do coração depende, criticamente, do equi-
líbrio que se estabelece entre pré e pós-carga 
(Figura 2.3). 
F = P x R / 2h (equação 2)
Figura 2.2 \u2013 Esquema demonstrando os dois componentes 
da pós-carga: o externo, que, para o ventrículo esquerdo, é 
representado pela impedância aórtica, e o interno, represen-
tado pelo raio da cavidade e espessura parietal.
Espessura 
Parietal
Complacência 
Arterial
Impedância 
Aórtica
Raio da
Cavidade
Resistência 
Arteriolar
Geometria 
Ventricular 
Esquerda
Pós-carga
C
F E I
B
D G
HA
Volume
Pressão
Figura 2.3 \u2013 Curva pressão/volume evidenciado como o 
fator interno da pós-carga (pré-carga) se ajusta à variação do 
componente externo (impedância).
21Capítulo 2 » Coração como Bomba
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Em experiências conduzidas em preparações 
que permitiram o controle rigoroso das variáveis 
intervenientes com a capacidade ejetiva do cora-
ção, ficou evidente que mantendo invariável a pré-
carga (carga interna), o aumento da resistência 
ao esvaziamento ventricular (carga externa) pro-
movia redução do volume sistólico subsequente 
ao aumento de pós-carga.2 A redução do volume 
ejetado (volume sistólico) guarda linearidade à 
elevação da pós-carga. Sendo assim, é possível 
supor que, em condição de equilíbrio circulatório, 
qualquer aumento de pós-carga implica a subse-
quente diminuição do volume ejetado.
À quantidade de sangue não ejetado, acrescen-
ta-se agora montante oriundo do retorno venoso, 
supostamente constante, que promove dilatação 
ventricular por estiramento do sarcômero. Este 
ajuste permite que se restabeleça o débito cardíaco 
em novos níveis de interação de pré e pós-carga.
No coração normal, a particularidade de tais 
ajustes permite a manutenção da capacidade eje-
tante a diferentes níveis de pós-carga antes que 
se estabeleça a relação inversa entre pós-carga e 
volume sistólico.
A falência de tais ajustes promove uma di-
minuição da capacidade ejetante e subsequente 
diminuição do débito cardíaco.3
MECANISMO DE FRANk-STARLING
Historicamente, existem, na literatura médica, 
referências indicativas de que, antes dos estudos re-
alizados por Otto Frank (l895) e Ernest Henry Star-
ling (l9l4), diversos autores vislumbraram também 
a relação tensão de repouso/força desenvolvida.
Atribui-se a Stephen Hales (1740) a primeira 
observação indicativa de que o aumento do retor-
no venoso promovido pela contração da muscu-
latura abdominal de éguas, durante o estudo da 
pressão arterial, determinava contrações cardíacas 
mais vigorosas.
Muller (1844) e Ludwig (1856) referiram que 
coração com volume ventricular menor promovia 
batimento cardíaco de menor intensidade quando 
comparado ao de maior volume ventricular.
Roy (1879), em experimentação com corações 
de rãs, mantidos com frequência cardíaca cons-
tante, evidenciou que as variações da capacidade 
contrátil mantinham relação estrita com o enchi-
mento ventricular.
Howell & Donaldson (1884), a partir de meto-
dologia proposta por Martin (1881), para estudo de 
coração de mamífero, constataram que a capacida-
de ejetiva do ventrículo esquerdo guardava relação 
com a pressão venosa, pressão arterial e frequência 
cardíaca. A eles atribui-se a construção inédita do 
ramo ascendente da curva de função ventricular 
(curva de Frank-Starling) e a identificação das 
influencias da resistência do volume e da contratili-
dade sobre a capacidade ejetiva do coração.4 
A análise destas esparsas publicações permite 
reconhecer a existência do conhecimento de que 
a capacidade contrátil se acentua com a distensão 
ventricular. Coube a Otto Frank, em 18955 e a 
Ernest Henry Starling6 a consolidação da