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SDE0092 – Fisiologia Humana Aula 9: Condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Sistema Cardiovascular – introdução AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco O coração de um adulto jovem saudável e em repouso ejeta, a cada minuto, aproximadamente 5 litros de sangue através de cada câmara ventricular. - Ao se praticar alguma atividade física mais intensa, com a dilatação acentuada de diversos vasos sanguíneos na musculatura esquelética, uma quantidade bem maior de sangue passa a retornar ao coração. O coração, então, nessas ocasiões, passa também a ejetar a mesma quantidade através de seus ventrículos e evitando, assim, a ocorrência de uma estase sanguínea. - Em determinados momentos, com atividade física intensa, o volume de sangue que retorna ao coração chega até a aproximadamente 25 litros por minuto e, ainda assim, o coração é capaz de bombear todo este volume. Fisiologia Humana Camadas do coração Endocárdio Revestimento de células endoteliais tecido nodal, Feixe de His e suas subdivisões; Válvulas cardíacas bicúspide e tricúspide e fixação das cordas tendíneas. Miocárdio Tecido muscular estriado; Dois tipos: células especializadas na gênese e condução do impulso e células especializadas em contração. Epicárdio Vasos coronários. Pericárdio Duas camadas, fibrosa e serosa; Envolve coração e raiz dos grandes vasos; Evita superextensão dos ventrículos na sua diástole; Contém líquido que diminui atrito (lubrificante). AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Conceitos Sístole e diástole Respectivamente, contração e relaxamento do miocárdio. (atrial ou ventricular) Contratilidade (Inotropismo) Propriedade do coração: uma vez estimulada toda a sua musculatura, este se contrai ativamente como um todo. (contração sistólica) Débito sistólico (DS) Volume de sangue bombeado pelo coração por batimento. Débito cardíaco Volume de sangue bombeado pelo coração por minuto (FC x DS). Adulto em repouso: cerca de 5 litros/min. Adulto em atividade: mais de 25 litros/min. AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Conceitos Pré-carga Volume de sangue no ventrículo do coração, após seu enchimento e contração atrial. Adapta- se à quantidade de retorno venoso (repouso? exercício muscular). Assim, seu aumento acentua automaticamente o bombeamento pelo coração. Esse mecanismo adaptativo independe de estimulação nervosa (Mecanismo de Frank-Starling). Pós-carga Tensão produzida por uma câmara do coração (resistência da circulação) para que esta possa se contrair. Bulhas cardíacas 1ª. Bulha fechamento das valvas AV (mitral e tricúspide). 2ª. Bulha fechamento das valvas aórtica e pulmonar. Pode haver desdobramento das bulhas ou mesmo sopros cardíacos. AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Reflexos cardíacos • Efeito de Starling – Aumento da força de contração quando ocorre um aumento do retorno venoso (pré-carga). • Efeito de Anrep – Aumento da força de contração quando ocorre um aumento na pressão aórtica (pós-carga). • Efeito Bowdich – Aumento da forca de contração quando ocorre aumento da frequência cardíaca. AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Miocárdio – Sincício Existe uma natureza sincicial no músculo cardíaco. Existem, na verdade, 2 sincícios funcionais formando o coração: Um sincício atrial e um sincício ventricular. Um sincício é separado do outro por uma camada de tecido fibroso. Isto possibilita que a contração nas fibras que compõem o sincício atrial ocorra num tempo diferente da que ocorre no sincício ventricular. AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco • Músculo estriado (filamentos de actina e miosina) • Discos intercalados – membranas celulares de céls conectadas em série por junções comunicantes (passagem de potencial de ação com rapidez). • Sincício atrial e sincício ventricular separados por um tecido fibroso que envolve os orifícios valvulares – as contrações nestes sincícios não são contínuas. Músculo cardíaco Fisiologia Humana AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco 0 – Despolarização rápida 1 – Recuperação 2 – Platô 3 – Repolarização 4 – Potencial de repouso Fisiologia Humana Potenciais de ação – fase rápida ou do miocárdio AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Potenciais de ação – fase rápida ou do miocárdio AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Coordenação da atividade elétrica Potencial de fase rápida ou do marca-passo AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco • Portanto, a força de contração depende, em grande parte, da concentração de íons cálcio no líquido extracelular. • A duração da contração do músculo cardíaco é em função da duração do potencial de ação. • Átrios – bomba de reforço (retardo de 1/10 s da condução elétrica do A para o V). • Ventrículos – principal fonte de força para movimentar o sangue através do sistema vascular. Fisiologia Humana Contração do coração AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Ciclo cardíaco – o início de um batimento cardíaco até o início do batimento seguinte. Fisiologia Humana Ciclo cardíaco AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Ciclo cardíaco AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Preenchimento passivo e sístole atrial – (onda P do ECG) – O miocárdio ventricular está em diástole; As válvulas aórtica e pulmonar estão fechadas e as atrioventriculares (AV) estão abertas. A contração atrial finaliza o preenchimento ventricular. Entretanto o papel da sístole atrial é importante durante o aumento da frequência cardíaca, onde há o encurtamento da diástole – Eficiência do preenchimento do ventrículo. Ocorre a primeira bulha cardíaca pelo fechamento das válvulas AV. Contração isovolúmica – (complexo QRS do ECG) – ocorre rápido aumento da pressão ventricular. Provoca pequena protusão do assoalho atrial (válvulas atrioventriculares - AV). Não há alteração de volume, porém, a tensão na parede do ventrículo aumenta progressivamente. Ejeção ventricular – Quando a pressão do ventrículo ultrapassa a pressão aórtica as valvas AV se abrem e o sangue flui pelas artérias. A pressão do ventrículo irá diminuir com a saída do sangue. Relaxamento passivo – Valvas AV e semilunares fechadas. Ao se fecharem, as válvulas semilunares produzem a segunda bulha cardíaca. Fisiologia Humana Fases do ciclo cardíaco AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Bulhas cardíacas AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco • Função dos átrios como bomba – 75% do sangue flui direto para o ventrículo, portanto, algumas vezes somente em situações de muito esforço uma pessoa que tenha comprometimento atrial ou valvular percebe sintomas de insuficiência cardíaca como falta de ar. • Função dos ventrículos como bomba – fase de enchimento rápido dos ventrículos, período de contração isométrica (fechamento das válvulas AV e abertura das válvulas semilunares), período de ejeção e fase de relaxamento isométrico (abertura das válvulas AV), reinício do ciclo. • Volume diastólico final – 110 a120 ml de sangue no ventrículo. • Débito cardíaco – quantidade de sangue que sai do coração durante a sístole (70 ml). • Volume sistólico final – sangue remanescente de 40 a 50 ml. Esses valores podem se modificar em situações de esforço. Fisiologia Humana Sistema Cardiovascular AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Função das válvulas • Válvulas atrioventriculares (tricúspide e mitral) – impedem o retorno do sangue dos ventrículos para os átrios durante a sístole. As válvulas são presas aos músculos papilares pelas cordoalhas tendinosas. Esses mm se contraem quando os ventrículos se contraem impedindo que a projeção das válvulas para os átrios seja muito acentuada. • Válvulas semilunares (aorta e pulmonares) – impedem o retorno do sangue das artérias aorta e pulmonares para os ventrículos durante a diástole. • Fechamento passivo. Fisiologia Humana Válvulas cardíacas AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco O prolapso é a separação imperfeita entre a parte superior e inferior do lado esquerdo do coração, permitindo assim a passagem de sangue indevida de volta ao átrio. Fisiologia Humana Prolapso e sopro AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco • Regulação intrínseca da bomba cardíaca – mecanismo de Frank-Starling – quanto maior for o estiramento do músculo cardíaco durante o enchimento maior será a força de contração e a quantidade de sangue bombeado para a aorta. • Sistema nervoso autonômico: Nervos simpáticos – aumento da Frequência cardíaca, da força de contração e o aumento do débito cardíaco. Nervos parassimpáticos (vago) – diminuição do número de batimentos cardíacos (Fc) e do débito cardíaco. Fisiologia Humana Regulação do bombeamento cardíaco AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Sistema especializado de excitação e condução do coração que controla as contrações cardíacas: Nodo sinusal (nodo sinoatrial ou nodo SA) onde é gerado o impulso rítmico normal, as vias internodais que conduzem o impulso do nodo sinusal para o nodo AV. Nodo AV (nodo atrioventricular) onde o impulso proveniente dos átrios é retardado antes de passar para os ventrículos, o feixe AV, que conduz os impulsos dos átrios para os ventrículos e os feixes esquerdo e direito das fibras de Purkinje que conduzem o impulso cardíaco a todas as partes do ventrículos. Fisiologia Humana Excitação rítmica do coração AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco • Nodo sinusal – localizado na parede ântero-superior do átrio direito. Autoexcitação das fibras do nodo sinusal – os íons sódio tem naturalmente acesso ao interior das fibras do nodo SA. Marca-passo natural do coração pela alta frequência de disparos de potenciais de ação. Limiar Fisiologia Humana Ritmo sinusal AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco • Vias internodais – condução rápida (1m/s) do impulso pelas paredes atriais terminando no nodo AV. • Nodo AV – localizado na parede septal do átrio direito responsável pelo retardo de transmissão do impulso do átrio para o ventrículo (0,16s - fornece tempo para os átrios esvaziarem o excesso de sangue nos ventrículos antes da contração ventricular). Causa: menor número de junções comunicantes. • Fibras de Purkinje – conduzem os impulso do nodo AV através do feixe AV para os ventrículos. São fibras grandes com alta velocidade (1,5 a 4,0 m/s), alta permeabilidade das junções comunicantes. Se ramifica em ramo esquerdo e direito e se tornam contínuas com as fibras ventriculares (0,3 a 0,5 m/s). Fisiologia Humana Sistema de condução elétrica AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco • Estimulação parassimpática (vagal) – libera acetilcolina, aumentando a permeabilidade das membranas das fibras cardíacas ao potássio, diminuindo todo o impulso elétrico. • Estimulação simpática – noradrenalina aumenta a permeabilidade da fibra ao sódio e ao cálcio. Fisiologia Humana Sistema nervoso autônomo AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Registro da variação dos potenciais elétricos gerados pela atividade do coração, feitos por eletrodos. Exame de eleição nas emergências cardíacas. O registro forma um gráfico que mostra a variação dos PA no tempo, gerando uma onda linear. Estas ondas seguem um padrão rítmico. Os PA são gerados a partir da despolarização e repolarização das células cardíacas. As ondas e seus intervalos entre elas são analisados quanto a sua configuração, altura e comprimento. Existem valores de normalidade de tempo pré-definidos. Potenciais elétricos são vistos com auxílio de osciloscópio ou registrados em papel quadriculado (mais comum). Fisiologia Humana Eletrocardiograma AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Neste gráfico se distingue uma onda P que corresponde à contração dos átrios, e um consecutivo complexo QRS determinado pela contração dos ventrículos. Conclui o ciclo uma onda T. Fisiologia Humana Eletrocardiograma AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco É o volume de sangue sendo bombeado pelo coração em um minuto. É igual à frequência cardíaca multiplicada pelo volume sistólico. Fisiologia Humana Débito cardíaco (DC) AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco • Frequência cardíaca • Pré-carga ventricular • Pós-carga ventricular • Função sistólica ventricular (contratilidade) • Função diastólica ventricular • Fluxo sanguíneo miocárdico Fisiologia Humana Determinantes do DC AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Mecanismo de Frank-Starling Dentro de limites, quanto maior o estiramento do músculo cardíaco no enchimento, maior será a força de contração e o volume ejetado na aorta. Fisiologia Humana Regulação pelo retorno venoso AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Mecanismo de Frank-Starling: Coração bombeia todo o sangue que chega sem permitir represamento excessivo nas veias. Aumento na pressão aórtica não diminui débito cardíaco até que a pressão arterial média aumente acima de 160 mmHg. • Hipertensão Arterial – o ↑ da resistência periférica promove ↓ no débito cardíaco. Fisiologia Humana Regulação pelo retorno venoso AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Fisiologia Humana Regulação Neural – DC AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco O coração também pode aumentar ou reduzir sua atividade dependendo do grau de atividade do Sistema Nervoso Autônomo (SNA). De forma automática e independendo de nossa vontade consciente, o SNA exerce influência no funcionamento de diversos tecidos do nosso corpo através dos mediadores químicos liberados pelas terminações de seus 2 tipos de fibras: • Simpáticas • Parassimpáticas Fisiologia Humana Regulação neural do DC AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Sistema Nervoso Parassimpático (Dominante) • Nervo Vago • Direito – inerva o nodo SA (↓ F.C. cronotropismo -) • Esquerdo – inerva o nodo AV (↓ velocidade de transmissão) • Ach Sistema Nervoso Simpático • Plexo epicárdico • Direito –inerva o nodo SA (↑ F.C. cronotropismo + ) • Esquerdo –inerva o nodo AV (↑ velocidade de transmissão) • NA Fisiologia Humana Regulação neural do DC AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíacoCatecolaminas suprarrenais Hormônios: • Tireoide • Crescimento Insulina e Glucagon (inotrópicos +) ↓ O2e ↑ CO2→↓ função miocárdica Acidose →↓ liberação de Ca2+pelos RS (↓ contratilidade) Hipóxia e Hipercapnia moderada →↑ Atividade simpática • ↑F.C. →↑ contratilidade →↑ D.C. Fisiologia Humana Regulação Hormonal do DC AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco Excesso de potássio: • coração dilata-se e fica flácido, reduzindo frequência cardíaca, além de bloquear condução de impulsos dos átrios para ventrículos pelo feixe AV. Excesso de cálcio: • Contrações espásicas. Deficiência de cálcio: • Flacidez cardíaca. ↑ Temperatura: aumento na frequência cardíaca, supostamente por o calor aumentar a permeabilidade iônica, acelerando a autoexcitação. • Elevação prolongada pode exaurir sistemas metabólicos do coração, provocando fraqueza. Fisiologia Humana Efeito do Cálcio e do Potássio AULA 9: condução elétrica, contração cardíaca e ciclo cardíaco VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 1. Controle neural e humoral da frequência, débito cardíaco e pressão arterial.
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