RELATÓRIO BIOFÍSICA DA CIRCULAÇÃO SANGUÍNEA

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA 
CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS 
BIOFÍSICA 
PROFESSORA: JESSICA MARIA FLORÊNCIO DE OLIVEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANA CAROLINA GUIMARÃES CUNHA E ISAAC SÁVIO SANTIAGO DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIOFÍSICA DA CIRCULAÇÃO SANGUÍNEA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINA GRANDE - PB 
20/06/2025 
 
INTRODUÇÃO 
 
 A biofísica da circulação sanguínea é um campo interdisciplinar que une os 
princípios da física aos processos fisiológicos do sistema cardiovascular. Compreender 
os mecanismos físicos que regem o fluxo sanguíneo, como a pressão, resistência, 
viscosidade e o papel das estruturas cardíacas e vasculares, é essencial para interpretar 
tanto o funcionamento normal quanto às alterações patológicas do organismo (Guyton 
& Hall, 2021; Silva & Nunes, 2017). 
 E tem como objetivo explorar os fundamentos biofísicos da circulação, abordando o 
ciclo cardíaco, as leis físicas envolvidas na hemodinâmica — como a Lei de Poiseuille 
e a Lei de Laplace —, os efeitos da vasoconstrição e vasodilatação, além das 
principais patologias associadas, como a aterosclerose e os aneurismas (Hall, 2016; 
Boron & Boulpaep, 2017). Também serão discutidas aplicações clínicas relevantes, 
como o eletrocardiograma e o ultrassom Doppler, destacando a importância da 
biofísica na prática médica e na compreensão da saúde cardiovascular (Galletti & 
Rodrigues, 2010). 
 
 
 
 
 
CIRCULAÇÃO 
 A circulação do sangue pelo corpo é possível graças ao bombeamento do sangue 
realizado pelo coração. Este sistema hidrodinâmico complexo, que envolve força e 
pressão para gerar um fluxo unidirecional e contínuo. O coração é um órgão oco, 
dividido internamente em quatro cavidades(dois átrios e dois ventrículos) e um 
sistema de válvulas responsável por garantir que o sangue flua na direção correta. O 
sangue circula por uma rede de condução dos vasos sanguíneos: artérias, veias e 
capilares, que garante a distribuição dos componentes que mantém a homeostase. A 
distribuição do oxigênio, hormônios e nutrientes, bem como remoção de resíduos 
metabólicos como o gás carbónico e ureia para serem descartados pelo devidos 
órgãos. 
 Podemos dividir o coração em duas bombas interligadas, ambas envolvem a 
distribuição do sangue em diferentes sistemas e finalidades. A grande circulação, 
também chamada de circulação sistêmica, corresponde ao fluxo sanguíneo oxigenado 
para os sistemas e o caminho de volta, pobre em oxigênio, de volta ao coração. 
Inicía-se com o sangue oxigenado, vindo dos pulmões pelas veias pulmonares e 
desemboca no átrio esquerdo, esse sangue enche o ventrículo esquerdo e sua sístole 
promove a saída do volume de sangue rapidamente para a artéria aorta, a valva mitral 
impede um fluxo que tente entrar no AE. Por fim, o sangue arterial, com a passagem 
bloqueada pela valva aórtica, pode continuar até irrigar os tecidos, promovendo a 
troca gasosa e remoção de resíduos metabólicos, já desoxigenado, retorna ao coração. 
 
 
 O sangue desoxigenado retorna ao coração pelas veias e chega no átrio direito, esse 
sangue enche o ventrículo direito, sua sístole ejeta o sangue para as artérias 
pulmonares, a valva tricúspide impede o retorno do sangue ao AD já a valva pulmonar 
entre o VD e artéria pulmonar bloqueia o retorno para o VD, Deste modo, o fluxo 
desoxigenado segue para a hematose nos pulmões e retorna para o coração pelas veias 
pulmonares. 
 Durante a contração (sístole), a pressão máxima em V1 é próxima a 120 mm Hg e, durante o 
relaxamento (diástole), próxima a 80 mm Hg. Na contração, o sangue sai do ventrículo 
esquerdo com pressão máxima, depois de fazer a circulação sistêmica, e retorna ao átrio 
direito com pressão quase nula. O sangue sai do ventrículo direito com uma pressão 
aproximada de 25 mm Hg e realiza a circulação pulmonar para, então, retornar ao átrio 
esquerdo ( Duran, José Enrique Rodas. 2011, p. 196). 
 
Figura 1- Bomba Direita e Esquerda do Coração 
 
Fonte: Biofísica : conceitos e aplicações (2011). 
 
 
CICLO CARDÍACO 
 
 
 O ciclo cardíaco é marcado pela repetição de contrações e relaxamentos 
respectivamente chamados de sístoles e diástoles do músculo estriado cardíaco. As 
câmaras cardíacas, átrios direito e esquerdo e ventrículos direito e esquerdo, 
promovem seu próprio potencial de ação, essas células estão nos Nó Sinoatrial e 
Atrioventricular, formados por células de músculo cardíaco especializadas, pois se 
despolarizam ritmadamente para proporcionar a sístole das câmaras. 
 Os eventos elétricos determinam o tempo de sístole e diástole ventricular e atrial, 
podendo ser percebidos em um eletrocardiograma, onde cada onda marca um evento 
elétrico que promove uma resposta física no músculo cardíaco (sístole e diástole). A 
onde P é a visualização da despolarização atrial, que assim provoca uma sístole atrial, 
onde a pressão sobe (onda a, pressão atrial) e o volume de sangue é ejetado nos 
ventrículos. O complexo de ondas QRS é a despolarização dos ventrículos e assim sua 
sístole, no primeiro momento contração isovolumétrica, as válvulas atrioventriculares 
se fecham, provocando o primeiro som do fonocardiograma e um pequeno 
abaulamento do lado dos ventrículos o que aumente a pressão, isso é visível na onda c 
da pressão atrial, por fim o sangue é ejetado nas artérias, como as válvulas 
semilunares se fecham para impedindo o retorno do fluxo, provoca o segundo som e o 
sangue flui tanto para a circulação sistêmica e pulmonar. O complexo QRS também 
envolve a repolarização atrial, mas não é visualizada. Por fim, a onde T é a 
repolarização dos ventrículos e sua diástole, onde seu volume de sangue aumenta 
gradualmente. 
 A variação de pressão ocorre a todo momento, com a entrada e saída do sangue, 
quando o volume de sangue é ejetado a pressão tende a subir. Durante a sístole dos 
ventrículos, na ejeção como representado no diagrama, a pressão tem uma máxima de 
120 mm Hg e o sangue flui para a aorta que não deixa essa pressão tem uma a mínima 
tão baixa como dos Vs. Sua elasticidade presente na túnica média, não deixa uma 
grande variação de pressão, com a mínima de 80 mmHg. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 - Diagrama de Wiggers: Ventrículo Esquerdo. 
 
 
 
Fonte: kenhub Ciclo cardiaco 30. Otb. (2023). 
RITMO CARDÍACO 
 O ritmo cardíaco é mantido pela autoexcitação das células cardíacas especializadas 
presentes no nó sinoatrial e no nó atrioventricular. A corrente elétrica, iniciada no nó 
sinoatrial, propaga-se primeiro pelos átrios. Os discos intercalares entre os 
cardiomiócitos, visíveis em lâminas histológicas, são providos de junções 
comunicantes, que permitem a propagação célula a célula do potencial de ação. Após 
se espalhar pelos átrios e causar sua contração, esse impulso elétrico passa pelo nó 
atrioventricular, onde ocorre com velocidade mais lenta. Com o nó AV separado dos 
ventrículos pelo septo ventricular, o impulso elétrico é conduzido pelos feixes de His, 
que se bifurcam para os dois ventrículos e também os despolarizam. 
LEI DE POISEUILLE 
 O movimento do sangue pelos vasos sanguíneos segue princípios físicos bem 
definidos, semelhantes ao fluxo de água em tubos. Uma regra fundamental é que a 
velocidade e a quantidade de sangue que passam por um vaso (o fluxo) dependem 
diretamente da diferença de pressão entre as suas extremidades. Quanto maior for essa 
diferença de pressão, mais rápido e em maior volume o sangue fluirá. Além disso, o 
fluxo é drasticamente influenciado pelo tamanho do vaso (seu raio): um pequeno 
aumento no diâmetro do vaso resulta em um enorme aumento no fluxo sanguíneo, 
devido à relação com a quarta potência do raio. 
 No entanto, nem todos os fatores impulsionam o fluxo para cima. A viscosidade do 
sangue (quão "grosso" ou difícil de fluir ele está, influenciada por fatores como a 
concentração de células vermelhas) e o comprimento do vaso atuam como 
resistências. Quanto mais viscoso o sangue ou maislongo o vaso, mais difícil será 
para o sangue fluir, reduzindo assim a velocidade e o volume do fluxo. 
 
 
 
VASODILATAÇÃO E VASOCONSTRIÇÃO 
 O nosso corpo tem a capacidade de controlar o raio dos vasos, esse fenômeno é 
chamado vasoconstrição e vasodilatação, com a vasoconstrição diminuindo o fluxo de 
sangue nos tecidos. Durante um exercício físico o corpo gera uma resposta de 
vasodilatação, aumentando a irrigação de sangue nos tecidos. 
● Vasoconstrição: Redução do diâmetro dos vasos sanguíneos (especialmente arteríolas 
e artérias). Aumento da pressão. Sistema Nervoso Simpático. - Noradrenalina, 
Resposta ao estresse 
● Vasodilatação: Aumento do diâmetro dos vasos sanguíneos. Diminui a Pressão. 
Sistema Nervoso Parassimpático - Inflamação, Exercício Físico. 
 
FLUXO LAMINAR 
 
 O fluxo sanguíneo no sistema circulatório humano é predominantemente laminar, um 
padrão caracterizado pelo deslocamento do sangue em camadas concêntricas e 
ordenadas, paralelas a parede do vaso. Nesse regime, as camadas mais internas, 
próximas ao centro do vaso, movem-se mais rapidamente, enquanto as camadas 
adjacentes a parede vascular são quase estacionárias devido ao atrito. Essa 
organização suave minimiza turbulências e otimiza o transporte de oxigênio e 
nutrientes. 
 
 
Figura 3 - Fluxo Laminar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Biofísica : conceitos e aplicações (2011). 
 
 
HEMODINÂMICA E VAZÃO SANGUÍNEA 
 
 
 
 A hemodinâmica, que estuda o movimento do sangue pelo sistema circulatório, 
segue princípios fundamentais descritos pelas Leis de Newton. Essas leis explicam 
como o sangue é impulsionado, desacelerado e interage com os vasos. 
 A Primeira Lei de Newton, refere-se a inércia: um corpo tende a permanecer em 
repouso até que uma força agir sobre o objeto em repouso, permanecendo em 
movimento até que outras forças o desacelerem. Isso revela que o sangue em repouso 
nas câmaras cardíacas precisa de uma força vigorosa, vinda do coração, para iniciar 
seu movimento. Da mesma forma, quando o sangue já está em fluxo nas artérias, sua 
tendência natural é manter a velocidade. Porém, forças como o atrito contra as paredes 
dos vasos e a viscosidade do próprio sangue atuam contra essa inércia, exigindo que o 
coração trabalhe continuamente para sustentar a circulação. A Segunda Lei de Newton 
quantifica a relação entre força, massa e aceleração. No contexto sanguíneo, o coração 
gera pressão, como a força necessária para acelerar a massa de sangue através dos 
vasos. Quanto maior a aceleração necessária, como durante um exercício físico, maior 
será a pressão arterial exigida. A Terceira Lei manifesta-se na interação entre o 
sangue e os vasos. Quando o sangue exerce pressão contra a parede vascular, uma 
ação, a parede responde com uma força elástica de resistência, uma reação. Essa troca 
mantém o equilíbrio: artérias saudáveis dilatam-se para amortecer picos de pressão, 
enquanto vasos rígidos (como em casos de aterosclerose) perdem essa capacidade, 
elevando riscos cardiovasculares. 
 
LEI DE LAPLACE 
 
 A biofísica da circulação sanguínea busca compreender como os princípios físicos, 
especialmente os da mecânica dos fluidos e da elasticidade, explicam o 
funcionamento do sistema cardiovascular. Um desses princípios fundamentais é a Lei 
de Laplace, que relaciona a pressão interna, o raio e a tensão da parede de estruturas 
circulares, como vasos sanguíneos e cavidades cardíacas. 
 
● A Lei de Laplace, aplicada a um cilindro (como uma artéria), é expressa 
por: 
 
T = P x r 
 
Onde: 
 
 é a tensão na parede do vaso, 
 
 é a pressão interna do sangue, 
 
 é o raio do vaso. 
 
 
 
 
 Essa relação indica que, quanto maior o raio de um vaso ou câmara cardíaca, maior 
será a tensão na sua parede para suportar uma determinada pressão interna. Esse 
conceito tem implicações diretas na fisiologia e na patologia cardiovascular. Em 
condições normais, os vasos de pequeno calibre (como arteríolas e capilares) 
suportam pressões relativamente altas com uma tensão de parede reduzida devido ao 
seu raio pequeno. Isso permite que os capilares, apesar de suas paredes extremamente 
finas, não se rompam sob a pressão do sangue. A Lei de Laplace ajuda a explicar, por 
exemplo, o risco aumentado de ruptura de aneurismas. Um aneurisma é uma dilatação 
anormal de um vaso sanguíneo, geralmente de uma artéria. À medida que o raio do 
vaso dilatado aumenta, a tensão da parede também se eleva exponencialmente, 
tornando-a mais suscetível à ruptura. 
 Outra aplicação importante está nas cavidades cardíacas dilatadas, como ocorre na 
insuficiência cardíaca. Corações dilatados enfrentam maior tensão na parede 
ventricular, o que aumenta o trabalho cardíaco e pode comprometer ainda mais sua 
função. Compreender a Lei de Laplace permite a avaliação biomecânica de estruturas 
cardiovasculares, a prevenção de eventos clínicos graves e o desenvolvimento de 
tratamentos personalizados. Por exemplo, terapias que controlam a pressão arterial 
ajudam a reduzir a tensão sobre vasos comprometidos, prevenindo complicações. 
 
 
Figura 4 - Lei de Laplace aplicada a biologia voltada a analise 
interna de um coração. 
 
 
 
 
Fonte: Fisiopatologia da Insuficiência cardíaca | Quizlet https://share.google/BuA6Jswbfj78qBVil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PATOLOGIAS RELACIONADAS À CIRCULAÇÃO 
 
 Uma das patologias mais relevantes nesse contexto é a aterosclerose, caracterizada 
pelo acúmulo de placas de gordura, cálcio e outras substâncias na parede das artérias. 
Esse acúmulo reduz o diâmetro interno dos vasos, aumentando significativamente a 
resistência ao fluxo sanguíneo. De acordo com a Lei de Poiseuille, a resistência é 
inversamente proporcional à quarta potência do raio do vaso, o que significa que 
mesmo pequenas obstruções podem causar grandes aumentos na resistência e 
comprometer a perfusão tecidual. Essa condição pode levar a quadros clínicos graves, 
como isquemias cardíacas (infarto do miocárdio) e cerebrais (acidente vascular 
cerebral). 
 Outro exemplo importante é o aneurisma, que consiste em uma dilatação anormal e 
localizada da parede de um vaso sanguíneo, geralmente uma artéria. Essa dilatação 
altera a distribuição das tensões na parede do vaso, o que pode ser explicado pela Lei 
de Laplace. Segundo essa lei, a tensão da parede aumenta proporcionalmente ao raio 
da estrutura, de modo que vasos dilatados ficam mais sujeitos à ruptura. Essa situação 
é particularmente perigosa, pois a ruptura de um aneurisma pode resultar em 
hemorragias graves e, muitas vezes, fatais. 
 A hipertensão arterial também está intimamente relacionada à biofísica da 
circulação. Trata-se de uma condição crônica em que a pressão arterial se mantém 
elevada, exigindo que o coração realize um esforço maior para impulsionar o sangue 
através dos vasos. Isso leva, a longo prazo, ao espessamento das paredes do ventrículo 
esquerdo, em um processo conhecido como hipertrofia ventricular. Quando essa 
adaptação se torna insuficiente, o coração pode entrar em falência, resultando em 
insuficiência cardíaca. Nessa condição, a cavidade cardíaca dilata-se 
progressivamente, aumentando seu raio interno e, consequentemente, a tensão da 
parede, o que torna o trabalho do miocárdio ainda mais ineficiente, segundo o 
princípio da Lei de Laplace. 
 Além disso, alterações no padrão de fluxo sanguíneo, como a transição de um fluxo 
laminar para turbulento, estão envolvidas na gênese de tromboses. O acúmulo de 
coágulos dentro dos vasos pode obstruir o fluxo (trombose) ou se deslocar e causar 
embolias em regiões distantes, comprometendo a oxigenação de órgãos vitais. Nesse 
caso, fatores como a viscosidade do sangue, o diâmetro dos vasos e a velocidade do 
fluxo são determinantes físicos para a formação desses eventos. 
 Portanto, a compreensão das patologias cardiovasculares sob o ponto de vista da 
biofísica revela como as alterações em parâmetros físicos fundamentais influenciam 
diretamente a saúde circulatória. Essa abordageminterdisciplinar contribui para 
 
 
diagnósticos mais precisos, estratégias de prevenção mais eficazes e tratamentos mais 
direcionados, unindo os conhecimentos da física, da fisiologia e da prática clínica. 
 
Figura 5 - Aterosclerose. 
 
 
 
Fonte: https://images.app.goo.gl/kmk5aAVykdtiHShg9 
 
 
Figura 6 - Insuficiência Cardíaca. 
 
 
 
Fonte - Insuficiência cardíaca - Causas e tratamentos - Enfermagem Florence 
https://enfermagemflorence.com.br/insuficiencia-cardiaca-causas-e-tratamentos/ 
 
 
 
 
 
 
 
FIgura 7 - Aneurisma na circulação sanguínea 
 
 
 
Fonte: Aorta Abdominal - O que é, Causas, Sintomas e Tratamentos 
https://share.google/emRmyvJ1JMeogdsDg. 
 
CONCLUSÃO 
 O trabalho conclui que o funcionamento da circulação sanguínea é pautada em 
fundamentos físicos e fisiológicos: ciclo cardíaco, lei de Poiseuille, lei de Laplace, 
fluxo laminar e hemodinâmica Que comandam os mecanismos e matérias deste 
sistema. Por tanto, a importância de entender biofísica aplicada à circulação 
sanguínea, pois ela tem uma grande influência nos meios físicos. Relacionado normas 
físicas a patologias que desregulam a fisiologia do sistema circulatório. 
 A aterosclerose, como uma patologia causada pelo acúmulo de placas gordurosas nas 
paredes dos vasos sanguíneos, estreitam os vasos sanguíneos aumentando 
drasticamente a resistência e turbulência do fluxo, podendo levar a isquemia e infarto. 
A Lei de Laplace explica também o aneurisma, onde racional e tensão nas paredes dos 
vasos com a pressão interna dos vasos e seu raio, assim com o aumento do raio sem o 
reforço da parede do vaso, eleva perigosamente a tensão, predisposta a uma ruptura. 
 Assim, o estudo da biofísica não apenas explica somente o funcionamento normal do 
sistema, mas também ilumina as causas de patologia, destacando sua profunda 
influência nos fenômenos físicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
COSTANZO, Linda S. Fisiologia. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2019. 
 
DURAN, José Enrique Rodas Biofísica : conceitos e aplicações / José Enrique Rodas 
Duran. – 2. ed. – São Paulo : Pearson Prentice Hall, 2011. 
 
GUYTON, Arthur C.; HALL, John E. Tratado de fisiologia médica. 14. ed. Rio de 
Janeiro: Elsevier, 2021. 
 
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https://www.kenhub.com/pt/library/fisiologia-pt/ciclo-cardiaco. Acesso em: 04 jun. 
2025. 
 
MOHRMAN, David E.; HELLER, Lois Jane. Fisiologia cardiovascular. 8. ed. Porto 
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Nead Unicentro. [BIO] Sistema circulatório - Biofísica. 15 de set. de 2018 (22:44). 
Disponível em: https://youtu.be/4QwwjlQCWII?si=Otamyl1chP0JAVk7. Acesso em: 
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p. (Ciências Biológicas). ISBN 978-85-7826-340-9. 
 
HALL, J. E. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 13. ed. Philadelphia: 
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SILVA, C. A.; NUNES, F. C. Fundamentos de Biofísica para Ciências da Saúde. São 
Paulo: Manole, 2017. 
 
 
 
https://www.kenhub.com/pt/library/fisiologia-pt/ciclo-cardiaco
https://youtu.be/4QwwjlQCWII?si=Otamyl1chP0JAVk7