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03/11/2014 1 Fisiologia Cardiovascular MSc. Felipe Guimarães Teixeira Como somos complexos seres multicelulares e como todas as nossas células, enquanto vivas, desempenhando suas funções, necessitam constantemente de nutrição, oxigênio e demais substâncias, é necessário um bombeamente contínuo do sangue por toda a vasta rede vascular que possuímos. Tal bombeamento é feito, o tempo todo, através de uma bomba muscular, que se encontra funcionando desde a nossa vida embrionária, quando nem sequer forma humana ainda tínhamos: o nosso coração. Sistema cardiovascular 03/11/2014 2 - Receber sangue não oxigenado do corpo e conduzi-lo aos pulmões para hematose. - Receber sangue oxigenado dos pulmões e bombeá-lo para todo o corpo. - Função endócrina no controle da volemia e pressão arterial. FUNÇÕES DO CORAÇÃO ANATOMIA DO CORAÇÃO 03/11/2014 3 1 - Coronária Direita 2 - Coronária Descendente Anterior Esquerda 3 - Coronária Circunflexa Esquerda 4 - Veia Cava Superior 5 - Veia Cava Inferior 6 - Aorta 7 - Artéria Pulmonar 8 - Veias Pulmonares 9 - Átrio Direito 10 - Ventrículo Direito 11 - Átrio Esquerdo 12 - Ventrículo Esquerdo 13 - Músculos Papilares 14 - Cordoalhas Tendíneas 15 - Válvula Tricúspide 16 - Válvula Mitral 17 - Válvula Pulmonar 03/11/2014 4 Músculo cardíaco - Células autoexcitáveis - Células contráteis Músculo cardíaco - Células autoexcitáveis (potencial de membrana instável) 03/11/2014 5 1 Na1+ Na1+ Gs Cel. Alvo: Cardiomiócito AC ATP AMPc Adrenalina Ca2+ Ca2+ Adenilato ciclase PKA Noradrenalina Fosforilação Induz abertura K1+ K1+ Fosforilação Induz fechamento DESPOLARIZAÇÃO Canais de cálcio dependentes de voltagem FORÇA E FEQUÊNCIA CARDIACA AUMENTADAS INERVAÇÃO SIMPÁTICA ALTOS NÍVEIS INERVAÇÃO SIMPÁTICA 03/11/2014 6 M2 Na1+ Na1+ Gi Cel. Alvo: Cardiomiócito AC ATP AMPc Ca2+ Ca2+ Adenilato ciclase PKA Acetilcolina Fosforilação Induz abertura K1+ K1+ ligação Induz ABERTURA HIPERPOLARIZAÇÃO Canais de cálcio dependentes de voltagem FORÇA E FEQUÊNCIA CARDIACA DIMINUÍDA INERVAÇÃO PARASSIMPÁTICA K1+ K1+ Fosforilação Induz fechamento inibição Baixos níveis Músculo cardíaco - Células autoexcitáveis (controle autonômico) 03/11/2014 7 03/11/2014 8 Músculo cardíaco - Células autoexcitáveis - Células contráteis Camadas da parede cardíaca 03/11/2014 9 Pericárdio Fibroso - É composto por feixes de colágeno e fibras elásticas. - Função é proteger a ocorrência de lesões nos pulmões durante os batimentos cardíacos normais. Serosa - Mesotélio → epitélio pavimentoso simples -Tecido conjuntivo contendo fibras elásticas, tecido adiposo, nervos e vasos sanguíneos. Pericárdio seroso -Pericárdio seroso parietal: Constituído por feixes colágenos. - Pericárdio seroso visceral: Formada por uma membrana serosa. Camadas da parede cardíaca Camadas da parede cardíaca 03/11/2014 10 Músculo esquelético Músculo cardíaco Características do músculo cardíaco – discos intercalares 03/11/2014 11 Permite que a contração nas fibras que compõem o sincício atrial ocorra em instante de tempo diferente da que no sincício ventricular. • Existe uma natureza sincicial no músculo cardíaco: – Sincício atrial – sincício ventricular Separados por uma camada de tecido fibroso. Miocárdio Características do músculo cardíaco – discos intercalares 03/11/2014 12 Músculo cardíaco 03/11/2014 13 Atividade elétrica do coração – automatismo cardíaco Atividade elétrica do coração É um sistema especializado composto por: - Células especializadas (nodais) capazes de se auto- excitar e controlar a contratilidade cardíaca; O sistema nervoso autônomo não tem capacidade de interferir na geração do impulso nervoso, pode apenas alterar sua frequência. - Fibras condutoras capazes de levar rapidamente esses impulsos a todo o coração, em sequência ordenada e temporalmente definida 03/11/2014 14 27 Eletrocardiograma • O trabalho cardíaco produz sinais elétricos que passam para os tecidos vizinhos e chegam à pele. • Com a colocação de eletrodos no tórax, podemos gravar as variações das ondas elétricas emitidas pelas contrações do coração o registro pode ser feito numa tira de papel ou num monitor eletrocardiograma (ECG). • No coração normal, um ciclo completo é representado por ondas P, QRS e T, com duração total menor do que 0,8 segundos. • onda P despolarização atrial corresponde à contração dos átrios; • complexo QRS despolarização ventricular determina a contração dos ventrículos; • onda T repolarização ventricular. Eletrocardiograma 03/11/2014 15 Períodos do ciclo cardíaco: • Sístole (Contração) • Diástole (Relaxamento) Fases do ciclo cardíaco: • Fase de contração ventricular isovolumétrica • Fase de ejeção ventricular • Fase de relaxamento ventricular isovolumétrico • Fase de enchimento ventricular • Fase de contração atrial 03/11/2014 16 Abertura da mitral Fechamento da mitral Contração Atrial Enchimento Ventricular C o n tra ç ã o Is o v o lu m é tric a Abertura da válvula aórtica Fechamento da válvula aórtica R e la x a m e n to i s o v o lu m é tr ic o Ejeção ventricular Volume Sistólico Final Volume Diastólico Final V EXP > V ENCH DÉBITO CARDÍACO • Volume de sangue ejetado durante a sístole ventricular (70ml) X • Frequência cardíaca (75bpm) • 70 x 75 = 5250 ml/mim 03/11/2014 17 Regulação do volume sistólico - O volume sistólico é regulado por três variáveis: - Volume diastólico final (VDF) - Pressão aortica - Força de contração ventricular Regulação do volume sistólico Volume diastólico final (VDF) - A principal variável que influencia o VDF é a taxa de retorno venoso ao coração; - Três variáveis levam ao aumento do retorno venoso: . Venocontrição por meio do Sistema Nervoso Simpático; . Bomba múscular; . Bomba respiratória. 03/11/2014 18 Por que o aumento do VDF vai levar a um maior volume sistólico? Lei de frank-Starling Regulação do volume sistólico - O volume sistólico é regulado por três variáveis: - Volume diastólico final (VDF) - Pressão aortica - Força de contração ventricular 03/11/2014 19 Regulação do volume sistólico Pressão aortica - A dilatação arteriolar nos músculos em atividade reduz a pressão aortica (pós carga) facilitando o coração a bombear grande quantidade de sangue. Regulação do volume sistólico - O volume sistólico é regulado por três variáveis: - Volume diastólico final (VDF) - Pressão aortica - Força de contração ventricular 03/11/2014 20 Regulação do volume sistólico Força de contração ventricular - Tantoa estimulação simpática como as catecolaminas circulantes irão aumentar a força de contração ventricular pois ambos mecanismos aumentam a disponibilidades de cálcio para interior das fibras músculares cardíacas. 03/11/2014 21 O Sistema Cardiovascular Componentes: - Circulação sistêmica; - Circulação pulmonar 03/11/2014 22 Componentes funcionais da Circulação • Artérias transportam o sangue sobre alta pressão para os tecidos. Por essa razão as artérias possuem paredes vasculares resistentes e o sangue flui rapidamente por elas. • Arteríolas são pequenos ramos do sistema arterial. Apresenta uma parede vascular, capaz de se contrair ou dilatar, tendo assim a capacidade de alterar de modo acentuado o fluxo sanguíneo para os capilares em resposta as necessidades teciduais. • Capilares trocam líquidos, nutrientes , eletrólitos e outras substâncias entre o sangue e o tecido. Para que isso possa ser executado a parede dos capilares são muito finas e permeáveis a pequenas substâncias (poros). • Vênulas coletam o sangue dos capilares, elas desembocam em veias • Veias condutos para o transporte de sangue dos tecidos de volta ao coração. Reservatório de sangue (64%). Transportam o sangue sobre baixa pressão. Por essa razão as veias possuem paredes vasculares finas. Podem dilatar-se e contrair M ic ro c ir c u la ç ã o O Sistema Cardiovascular Por que o fluxo sanguíneo sempre segue este sentido? 03/11/2014 23 Hemodinâmica cardiovascular Termo que designa os princípios físicos que regem o fluxo de sangue no sistema cardiovascular - Pressão. - Complacência. - Fluxo (velocidade e quantidade). - Resistência. Gradiente de pressão 21 PPP R: Diferença de pressão de uma região para outra 03/11/2014 24 Gradiente de pressão Por que a pressão diminiu ao longo da “árvore” vascular? 2 motivos!!! A pressão diminui devido ao atrito entre o sangue e o vaso!!! 03/11/2014 25 A pressão diminui devido a resistência das arteríolas ao fluxo sanguíneo!!! Por que a pressão não aumenta nas veias? Hemodinâmica cardiovascular (Complacência) Volume de sangue que o vaso pode conter sob determinada pressão (distensibilidade) - Pode ser influenciada por duas variáveis: 1) Volume (V); 2) Pressão (P). P V C 03/11/2014 26 Hemodinâmica cardiovascular (Complacência) Por que a pressão não aumenta nas veias? 03/11/2014 27 Hemodinâmica cardiovascular (Complacência) Hemodinâmica cardiovascular (Velocidade do fluxo sanguíneo) Velocidade do fluxo sanguíneo (v) é definida como a velocidade de deslocamento de sangue por unidade de tempo - Pode ser influenciada por duas variáveis: 1) Fluxo (Q) - quantidade de sangue a ser deslocada por unidade de tempo; 2) Área (A) - área de secção transversa dos vasos sanguíneos. A Q v 03/11/2014 28 Área (A) - área de secção transversa dos vasos sanguíneos Hemodinâmica cardiovascular (Velocidade do fluxo sanguíneo) Qual vaso terá a maior velocidade de descolacemto: Aorta ou capilares sanguíneos? - Calcular a velocidade de deslocamento de sangue na aorta (área de secção de 2,500 cm2) e nos capilares (área de secção de 3,14 cm2) sabendo que o fluxo sanguíneo total é de 5,5 L/min para ambos. Hemodinâmica cardiovascular (Velocidade do fluxo sanguíneo) 03/11/2014 29 Hemodinâmica cardiovascular (Velocidade do fluxo sanguíneo) Mangueira de água Mangueira de água ↑ área - ↓ velocidade de fluxo ↓ área - ↑ velocidade de fluxo Características dos capilares: - Estão localizados próximos aos tecidos (0,1 mm); - Constituem uma superfície de troca de 6.300 m2; - Peredes finas; Troca de nutrientes entre capilares e tecidos 03/11/2014 30 Troca de nutrientes entre capilares e tecidos - Músculo - Tecido conjuntivo - Tecido neural - Rim - Intestino Hemodinâmica cardiovascular (relação entre fluxo, pressão e resistência) R P Q O fluxo sanguíneo (Q) é definido como a quantidade de sangue a ser deslocada por unidade de tempo em um vaso sanguíneo - Pode ser influenciada por duas variáveis: 1) ΔP - gradiente de pressão sanguínea; 2) R - resistência vascular. 03/11/2014 31 Que parâmetros determinam a resistência vascular e consequentemente o fluxo sanguíneo? - Viscosidade do sangue (η); - Comprimento do vaso sanguíneo (L); - Diâmetro do vaso (raio do vaso - r). O que é mais fácil? - Comprimento do vaso sanguíneo (L); Ex: Sugar água por um canudo curto ou longo - Viscosidade do sangue (η); Ex: Beber água ou milkshake por um canudo do mesmo tamanho e espessura - Raio do vaso (r). Ex: Beber milkshake por um canudo fino ou grosso Parâmetros que determinam a resistência vascular e consequentemente o fluxo sanguíneo? 03/11/2014 32 Conclui-se - A resistência ao fluxo é diretamente proporcional ao comprimento do vaso; - A resistência ao fluxo é diretamente proporcional à viscosidade do sangue; - A resistência ao fluxo é inversamente proporcional ao raio do vaso.
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