Resumo- Organização do sistema cardiovascular

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Thiago Prata- UFS- Fisiologia 
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ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA CARDIOVASCULAR – CAPÍTULO 17 
O SANGUE - Capítulo 18 
1.0- ELEMENTOS DO SISTEMA CARDIOVASCULAR 
1.1- A circulação é uma consequência evolutiva do tamanho dos corpos. 
 A necessidade de um sistema circulatório em alguns seres é a consequência evolutiva do aumento de 
tamanho e a multicelularidade. 
 Os organismos com sistema circulatório desenvolveram uma forma efetiva de levar nutrientes e retirar 
resíduos das células mais centrais. Por meio de um sistema de convecção, os nutrientes são distribuídos 
dos epitélios absortivos (intestinal, renal, pulmanar...) e se dirigem para o interior do organismo. Nos 
mamíferos e aves, foi desenvolvido um sistema circulatório duplo (circulação sistêmica e pulmonar). 
 Funções primárias do sistema circulatório: 
o Transportar moléculas nutrientes, reparadoras e de crescimento; 
o Ser um meio para sinalização química (hormônios e neurotransmisores); 
o Dissipar calor; 
o Mediação de resposta inflamatória e defesa contra microrganismos invasores. 
 Partes funcionais básicas do sistema circulatório: o coração (como bomba); o sangue (líquido); os 
vasos (como recipiente). 
1.2- O coração é uma bomba dupla que conduz o sangue em dois circuitos em série: as circulações 
sistêmicas e pulmonar 
 O coração é uma bomba dupla: coração esquerdo (ou principal) e o coração direito (ou bomba de 
impulso). O débito cardíaco (ou seja, o fluxo) das duas bombas é igual nas duas bombas, 
aproximadamente 5 L/min. 
 O sistema circulatório conta com dois territórios: um de alta pressão (do ventrículo esquerdo em sístole 
às arteríolas) e um território de baixa pressão (dos capilares ao ventrículo esquerdo em diástole) 
2.0- HEMODINÂMICA 
2.1- O fluxo sanguíneo é impulsionado por uma pressão constante ao longo de resistência variáveis. 
 O lado esquerdo do coração é um gerador de pressão constante, mantendo a pressão sanguínea 
constante na aorta. 
 A um fluxo e pressão constantes podemos aplicar a seguinte lei da hidrodinâmica: 
ΔP= Q.R 
Sendo, P- pressão; Q- fluxo; R- resistência do vaso. 
 O delta de pressão da circulação sistêmica (aorta-veia cava) é razoavelmente constante. No entanto, o 
fluxo e a resistência dos vasos estão em constante mudança a depender do estado fisiológico. 
 A circulação sistêmica, diferentemente da pulmonar, pode tomar vários caminhos para sair do 
ventrículo esquerdo e chegar ao átrio direito. 
2.2- A pressão sanguínea é sempre medida como uma diferença de pressão entre dois pontos 
P = ρgh 
Ou 
P = F/A 
Sendo, P- pressão; ρ- densidade do líquido; g- gravidade; h- altura do líquido; F- força; A- área. 
 Quando são feitas aferições de pressão, são sempre utilizados valores de referência para ΔP. O valor 
de referência padrão é a pressão atmosférica (ou barométrica). Esta nunca é zero. Ou seja, ao se realizar 
aferição de pressão são se está descobrindo o valor absoluto da pressão dentro do vaso. 
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 Três tipos de pressão na circulação sanguínea: 
1- Pressão de impulso: é a diferença de pressão dentro de determinado eixo no vaso. Este é o ΔP que 
causa o deslocamento da coluna de sangue do território de alta para o de baixa pressão. 
2- Pressão transmural: é a diferença de pressão em um ponto dentro e outro fora do vaso 
3- Pressão hidrostática: o ΔP entre um ponto na base e no ápice de uma coluna de sangue, levando 
em conta unicamente sua altura verticalizada. 
 
2.3- Fluxo de sangue total, ou débito cardíaco, é o produto (frequência cardíaca) x (volume sistólico) 
 O débito cardíaco (DC) é a média fluxo (Q) sanguíneo total na circulação. Por isso, 
DC= Q = FC.VS 
FC: frequência cardíaca 
VS: volume sistólico 
 Unidade: litros/minutos. 
 No estado de repouso, o débito cardíaco do lado direito e do lado esquerdo da circulação devem ser 
iguais. 
2.4- O fluxo em um vaso ideal aumenta com a quarta potência do raio (equação e Poiseuille) 
 O fluxo é o deslocamento de volume por unidade de tempo. 
Q= ΔV/Δt 
 Esta equação é simplória na medida que se mantém em qualquer ponto da circulação, 
independentemente do grau de complicação dela. 
 A equação de Poiseuille representa muito melhor as variáveis do sistema cardiovarcular. Onde Q é o 
fluxo, ΔP é a pressão de impulsão, r é o raio interno do tubo, l é o comprimento e η é a viscosidade. 
𝑄 = ∆𝑃.
𝜋𝑟4
8𝜂𝑙
 
 Implicações da lei de Poiseuille: 
1- O fluxo é diretamente proporcional ao delta de pressão axial. 
2- O fluxo é proporcional à quarta potência do raio. 
3- A pressão é inversamente proporcional à quarta potência do raio. 
4- O fluxo é inversamente proporcional ao comprimento do vaso e à viscosidade do fluido. 
2.5- A resistência viscosa ao fluxo é proporcional à viscosidade do sangue, mas não depende das 
paredes dos vasos sanguíneo 
 Adaptação a equação básica da hidrodinâmica para a resistência: 
R= ΔP/Q 
 A unidade para resistência vascular é unidades de resistência periférica (URP) ou mmHg/(mL/s). 
 Adaptando-se a equação de Poiseuille, temos: 
𝑅 =
8𝜂𝑙
𝑟4
 
 Ou seja, a resistência é diretamente proporcional à viscosidade, mas inversamente proporcional ao 
raio. 
2.6- A viscosidade do sangue é uma medida do deslizamento interno entre as camadas do fluido 
 Viscosidade é uma expressão do grau de deslizamento entre duas camadas de fluido. 
 Tensão de cisalhamento: força necessária para mover uma lâmina mais rápido do que a vizinha. 
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 Taxa de cisalhamento: gradiente de velocidade entre as lâminas. 
 Quanto maior forem os planos (lâminas), maior será a força necessária para superar o atrito entre eles. 
 A tensão de cisalhamento necessária para causar uma taxa de cisalhamento em particular foi definida 
por Newton como viscosidade. 
 A viscosidade mede a resistência ao deslizamento quando as camadas de fluido cisalham umas com as 
outras. A unidade é o poise (P). 
 No sangue, há uma camada (a camada 0), que fica muito próxima a paredo do capilar que não pode se 
mover. À medida que as camadas se tornam mais centrais, mais a velocidade vai aumentando. 
3.0- VISCOSIDADE DO SANGUE 
3.1- O sangue total tem viscosidade anômala 
 O sangue possui uma relação tensão de cisalhamento x taxa de cisalhamento anômalo até determinados 
valores, cortando o eixo y acima do 0. Isso não é um comportamento Newtoniano como o da água e 
do plasma sanguíneo, que contam o eixo Y em 0 e são lineares. O sangue, no entanto, apresenta uma 
relação linear após determinados valores (~ viscosidade 3,2 cP). Isso representa a necessidade de se 
aplicar um limiar de força (isto é, tensão de cisalhamento efetiva, antes que qualquer movimento do 
fluido. 
3.2- A viscosidade do sangue aumenta com o hematócrito e a concentração de fibrinogênio plasmático 
 Os itens seguintes são o que garantem a viscosidade sanguínea. 
3.2-1. Fibrinogênio 
 O fibrinogênio não age per se, ele necessita estar combinado à hemoglobina para ter ação efetiva na 
criação de viscosidade. 
 O fibrinogênio e, talvez, as lipoproteínas de baixa densidade sejam os únicos responsáveis por criar 
uma tensão de cisalhamento efetiva. A ausência de fibrinogênio em hematócritos normais elimina a 
tensão de cisalhamento ativa. Por outro lado, a hiperfibrogenemia eleva a tensão de cisalhamento 
efetiva. 
3.2-2. Hematócrito (taxa de eritrócitos no sangue) 
 Começando com valores acima de 30%, a elevação do hematócrito aumenta a interação entre hemácias, 
aumentando a viscosidade. A partir de 60%, as células estão comprimidas tão fortemente que aumentos 
adicionais levam a interações célula-célula que deformam cada vez mais as hemácias,aumentando a 
viscosidade. 
3.2-3. Raio do vaso 
 Em vasos com raio maior que aproximadamente 1mm, essa variável não importa. No entanto, em vasos 
menores, a viscosidade diminui abruptamente. 
 Os eritrócitos movem-se mais rapidamente no centro dos vasos do que na periferia. Isso é consequência 
de um espaço transparente ocupado somente por plasma próximo à parede do vaso. Esse acúmulo 
periférico de plasma garante que os eritrócitos deslizem entre si em diferentes velocidades. Isso se 
traduz em uma viscosidade menor na periferia, mas maior no centro. O resultado desse arranjo é uma 
viscosidade global diminuída porque o sangue rico em eritrócitos é deixado no eixo central com forças 
de cisalhamento mínimas. 
 As ramificações dos vasos separam preferencialmente o plasma (plasma skimming) da corrente 
principal do vaso de origem, levando a um hematócrito mais baixo nesses ramos. Porém, alguns sítios 
anatômicos impedem a separação do plasma por meio de um amortecedor arterial (É COMO SE O 
PLASMA QUE SE ENCONTRA NA PERIFERIA FOSSE FORÇADO A SE MISTURAR COM O 
SANGUE CENTRAL ANTES DE O VASO SE RAMIFICAR). 
 Em vasos pequenos (p. ex. capilares) o eritrócito faz um movimento de rolamento de tanque, girando 
em torno do citoplasma. 
 Em capilares menores ainda os eritrócitos assumem formato de bala para poder passar. 
3.2-4. Velocidade de fluxo 
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 Em fluxos baixos, a taxa de cisalhamento é baixa e o sangue comporta-se de maneira não newtoniana, 
apresentando viscosidade aparentemente elevada. 
 Para que os eritrócitos vão para o centro da corrente é necessário que um determinado fluxo sanguíneo 
seja atingido. Ao se saturar o fluxo axial, a relação torna-se newtoniana, aumentando-se a viscosidade. 
3.2-5. Temperatura 
 Resfriamento de sangue aumentam a viscosidade. No entanto, em humanos, essa diferença é 
insignificante, sendo que somos animais homotérmicos. 
 
4.0- COMO O SANGUE FLUI 
 Para atender a relação de Poiseuille o sangue deve conter as seguintes propriedades: 
1- O fluido deve ser incompressível; 
2- O tubo deve ser linear, rígido, cilíndrico, não ramificado e ter raio constante; 
3- A velocidade na camada fina de fluido na parede do vaso deve ser zero; 
4- O fluxo deve ser laminar; 
5- O fluxo deve ser constante (ou seja, não pulsátil); 
6- A velocidade do fluido deve ser constante. 
4.1- O fluxo sanguíneo é laminar 
 De acordo com a lei de Ohm da hidrodinâmica (Q= ΔP/R), o fluxo deve variar linearmente com o 
aumento do delta de pressão com resistência constante no vaso. Isso ocorre até certo ponto. No entanto, 
em altas taxas o fluxo se eleva menos fortemente não sendo mais proporcional à ΔP, mas sim, a raiz 
quadrada de ΔP, visto que R aumente. Nesse ponto, o fluxo torna-se turbulento. O ponto crítico para 
que o fluxo deixe de ser laminar e torne-se turbulento é o número de Reynolds (Re). 
Re= 2rvρ/η 
 O fluxo de sangue é laminar até o Re até ~ 2000, acima de ~3000 já é turbulento. 
 Na clínica, os vórtices de turbulência traduzem-se em murmúrios, os sons de Korotkoff. Turbulências 
intensas podem deixar de ser apenas auscultadas e se tornarem vibrações mecânicas ou sensações 
sensíveis ao toque. 
4.2- Sopros cardíacos e ruídos arteriais 
 Correlação clínica 
 O que é importante saber? Os fatores que provocam turbulência são os que aumentam o número de 
Reynolds: aumento do diâmetro do vaso ou na velocidade do sangue e a diminuição da viscosidade. 
 Existem diferentes graus de sopro cardíaco: do grau 1- quase inaudível até o grau 6 muito alto, sendo 
acompanhado de vibração. 
 A doença de artérias mais comum é a aterosclerose. Ela restringe o lúmen do vaso e aumenta a 
velocidade, causando turbilhonamento. 
4.3- Pressão e fluxo oscilam a cada batimento cardíaco entre valores máximos de pressão sistólica e 
mínimos de pressão diastólica 
 O fluxo é pulsátil nas duas circulações (sistêmica e pulmonar). Ele oscila de acordo com os batimentos 
cardíacos. 
 A pressão arterial média nas grandes artérias sistêmica é de ~ 95 mmHg. Este é um valor que não 
corresponde à média aritmética da pressão sistólica máxima (~120 mmHg) e a pressão diastólica 
mínima (~80 mmHg). 
 A diferença entre as duas pressões é a pressão de pulso. 
5.0- ORIGEM DA PRESSÃO NA CIRCULAÇÃO 
 A circulação é originada pela gravidade, complacência dos vasos, resistência viscosa e inércia. 
5.1- A gravidade causa uma diferença de pressão hidrostática quando há uma diferença de altura 
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 A gravidade produz uma diferença de pressão hidrostática em dois níveis de altura. Na fisiologia 
cardiovascular, toma-se a altura do coração como altura 0. 
 Em estado de decúbito, toda circulação se encontra no mesmo nível do coração, tendo, assim, a mesma 
pressão hidrostática. 
 Em posição vertical, devemos adicionar uma determinada coluna de sangue para veias e artérias que 
vão do coração ao pé. Ao mesmo tempo em que se deve retirar uma coluna de sangue das veias e 
artérias que se encontrem do coração à cabeça. 
 Nas veias dos membros, encontramos válvulas, que agem como estação de retransmissão, de modo 
que a contração do músculo esquelético empurra o sangue novamente para o coração. 
 A pressão de impulsão (ΔP) que governa o fluxo não é afetada pela força gravitacional. É importante 
frisar que os valores absolutos de pressão nos capilares do pé e da cabeça, por exemplo, são 
extremamente divergentes, tendo os capilares dos pés maior pressão intravascular. O que a gravidade 
faz é aumentar a pressão transmural entre os capilares e o tecido extravascular 
5.2- A baixa complacência dos vasos causa um aumento da pressão transmural quando o volume de 
sangue do vaso é aumentado 
 Os vasos sanguíneos são distensíveis, mas apresentam complacência finita. Dessa forma, quando se 
injeta um volume ΔV no vaso sanguíneo, o vaso se distende com o mesmo ΔV. A distensibilidade do 
vaso acompanha um ΔP também. Para um vaso ser muito complacente, a um dado ΔV precisa provocar 
o menor ΔP possível. 
5.3- A resistência viscosa do sangue causa uma diferença de pressão arterial quando há fluxo 
 Para um fluxo (Q= ΔP/R) constante, à medida que a resistência vascular aumenta, o ΔP também precisa 
aumentar. 
5.4- A inércia do sangue e dos vasos provoca uma queda de pressão quando a velocidade do fluxo 
sanguíneo aumenta 
 O fluxo sanguíneo não é constante, mas sim pulsátil, sendo transmitido através dos batimentos 
cardíacos. Com isso, o módulo da velocidade do fluido no interior do vaso muda constantemente, 
sendo necessárias mudanças na pressão intravascular para compensar. 
 O fluxo ocorre de uma energia total maior para uma energia total menor. A energia total é constituída 
de energia potencial (pressão) e energia cinética (movimento do fluido). 
 Efeito de Bernoulli: considerando que o fluxo é constante em todas as porções de um tubo que sofre 
uma constrição na porção média na ordem de R/4, teremos aumento na velocidade do fluido na ordem 
de quatro vezes. Isso é um efeito compensatório para a diminuição da pressão por conta da diminuição 
do raio. 
6.0- COMO MEDIR A PRESSÃO ARTERIAL, O FLUXO SANGUÍNEO E OS VOLUMES 
CARDÍACOS 
6.1- A pressão arterial pode ser medida diretamente por punção do vaso 
 Afere-se uma determina pressão intravascular em relação à pressão atmosférica fora do corpo, não de 
acordo com a diferença de pressão em dois sítios. Para isso, é necessário introduzir uma agulha ou 
cateter em um vaso. 
 Pode-se medir as pressões da (o): 
o Lado direito do coração: introduzindo um cateter na veia antecubital, avançando até o átrio 
direito e ao ventrículo direto 
o Pressão arterial pulmonar:levando o cateter do átrio direito ao ventrículo direto e, 
posteriormente, para a artéria pulmonar. 
o Lado direto do coração: faz-se a punção na artéria braquial ou femoral, seguindo até ventrículo 
esquerdo até o átrio. 
o Pressão sanguínea sistêmica aferição direta nas artérias braquial ou femoral. 
o Pressão venosa: inserção de cateter na veia jugular. 
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6.2- A pressão arterial pode ser medida indiretamente pela utilização de um esfigmomamômetro 
 Uma cinta inextensível contendo um manguito inflável e enrolada em torno do braço (ou, 
ocasionalmente, da coxa). A inflação do saco, realizada por meio de uma pera de borracha, a um nível 
de pressão acima da pressão sistólica esperada, oclui a artéria braquial subjacente e interrompe o fluxo 
de sangue distal. Permite-se, então, que a pressão no manguito decline lentamente, e a medida desta e 
feita por meio de um manômetro de mercúrio ou aneroide. 
 O fluxo sanguíneo pode ser acompanhado pelo método palpatório (detecção de pulso com o dedo 
indicador na artéria radial) ou auscultatório (utilizando-se de um estetoscópio para detectar os sons de 
Korotkoff). O método auscultatório é muito mais confiável do que o palpatório. 
o A pressão sistólica representa o primeiro som obtido. A pressão diastólica representa o último 
som abafado ouvido.