Fisiologia cardiaca med

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Fisiologia Cardíaca
José Laerte R. da Silva Júnior
Pneumologista 
Fisiologia do músculo cardíaco
 coração é constituído de três tipos 
principais de músculo cardíaco: músculo 
atrial, músculo ventricular e fibras 
musculares condutoras e excitatórias 
especializadas.
Fisiologia do músculo cardíaco
Fisiologia do músculo cardíaco
 Os tipos atrial e ventricular de músculo 
contraem-se da mesma maneira que o 
músculo esquelético, exceto que a 
duração da contração é muito maior.
Fisiologia do músculo cardíaco
 as fibras condutoras e excitatórias 
especializadas contraem-se apenas 
fracamente, por conterem poucas 
fibrilas contrateis; em vez disso, elas 
apresentam ritmicidade e velocidades 
variáveis de condução, proporcionando 
um sistema excitatório para o coração e 
um sistema de transmissão do sinal 
excitatório
Potenciais de ação no músculo
esquelético
Potenciais de ação no músculo
esquelético
Potenciais de ação no músculo
esquelético
contração muscular esquelética
Contração do músculo 
cardíaco
 ao se propagar pela membrana do 
músculo cardíaco, o potencial de ação 
se dissemina pelas membranas dos 
túbulos T, causando a liberação de íons 
cálcio do retículo sarcoplasmático que 
difundem-se até as miofibrilas e 
catalisam as reações químicas que 
promovem o deslizamento dos 
filamentos de actina e miosina
Contração do músculo 
cardíaco
 os túbulos T do músculo cardíaco têm 
diâmetro 5 vezes maior que o dos 
túbulos dos músculos esqueléticos e 
volume 25 vezes maior
 há no interior dos túbulos T abundante 
reserva de íons cálcio
Potenciais de ação no músculo
cardíaco
 o potencial de ação do músculo 
esquelético é causado pela súbita 
abertura de um grande número de 
canais rápidos de sódio
 No músculo cardíaco canais rápidos de 
sódio e canais lentos de cálcio isso 
mantém a despolarização por período 
prolongado, ocasionando o platô do 
potencial de ação.
Potenciais de ação no músculo
cardíaco
 permeabilidade da membrana do 
músculo cardíaco ao potássio diminui 
por cerca de cinco vezes, isso explica o 
prolongado potencial de ação.
Ciclo cardíaco
 O período do início de um batimento 
cardíaco até o início do batimento 
seguinte é denominado ciclo cardíaco
 Cada ciclo é iniciado pela geração 
espontânea de um potencial de ação no 
nodo sinusal (sinoatrial) localizado na 
parede superior lateral do átrio direito, 
próximo à abertura de veia cava 
superior
Fisiologia do músculo cardíaco
Ciclo cardíaco
 Sístole, diástole, FC
 Pré-carga: grau de tensão do músculo 
quando ele começa a se contrair 
(pressão diastólica final)
 Pós-carga: carga contra a qual o 
músculo exerce sua força contrátil 
(pressão na aorta à saída do ventrículo)
Fisiologia do músculo cardíaco
Ciclo cardíaco
 potencial de ação passa rapidamente 
por ambos os átrios e, daí, pelo feixe A-
V até os ventrículos 
 devido ao um arranjo especial do 
sistema de condução dos átrios para os 
ventrículos, há um retardo na passagem 
do impulso cardíaco dos átrios para os 
ventrículos, isso possibilita aos átrios 
contraírem-se antes dos ventrículos
Eletrocardiograma e ciclo cardíaco
Função dos átrios como 
bombas
 Cerca de 75% do sangue fluem 
diretamente através dos átrios para os 
ventrículos antes mesmo que os átrios 
se contraiam
 a contração atrial causa enchimento 
adicional dos ventrículos da ordem de 
25%.
Função dos ventrículos como 
bombas
 Durante a sístole ventricular, grande 
quantidade de sangue acumula-se nos 
átrios, por estarem fechadas às válvulas 
A-V. Logo que termina a sístole as 
pressões ventriculares caem, as 
válvulas A-V abrem-se e possibilitam ao 
sangue fluir rapidamente para os 
ventrículos
Circulação 
 Débito cardíaco: quantidade de sangue 
bombeado para a aorta a cada minuto 
pelo coração (depende do tamanho do 
corpo)
 Índice cardíaco: débito cardíaco por 
metro quadrado da área da superfície 
corporal
 Débito Cardíaco= Volume sistólico x FC
 Ex: 70ml (0,07l)x 72bpm= 5l/min
Circulação 
 PA determinada pelo DC x RVP
 Retorno venoso: quantidade de sangue 
que flui das veias para o átrio direito a 
cada minuto
 Fração de ejeção: percentual de sangue 
que o ventrículo ejeta para a aorta na 
sístole. Diástole o ventrículo tem 100 ml 
de sangue e no final da sístole tem 40 
ml (60% de fração de ejeção)
Circulação 
PAM= Pressão arterial média
 PAM= Pdiastólica +1 x pressão de pulso/3 
(Ex:120x80)
PAM= 80 + 1x(120-80)/3 = 93mmHg
Função das valvas
 impedem o refluxo de sangue
Regulação do bombeamento 
cardíaco
 Quando a pessoa está em repouso, o 
coração bombeia apenas 4 a 6 L de 
sangue a cada minuto. Entretanto, 
durante exercício intenso, o coração 
pode ser solicitado a bombear até 
quatro a sete vezes essa quantidade
Regulação do bombeamento 
cardíaco
 Os dois meios básicos pelos quais o 
volume bombeado pelo coração é 
regulado são a regulação intrínseca do 
bombeamento pelo coração e o controle 
do coração pelo sistema nervoso 
autonômico
Regulação intrínseca
 quantidade de sangue bombeada pelo 
coração a cada minuto é determinada 
pela intensidade do fluxo sanguíneo das 
veias para o coração, o que é 
denominado retorno venoso
 coração bombeia automaticamente o 
sangue que chega, para as artérias de 
modo que ele possa fluir novamente 
pelo circuito
Regulação intrínseca
 capacidade intrínseca de adaptação do 
coração à alteração no volume de 
sangue que entra é denominada 
mecanismo de Frank-Starling
 mecanismo de Frank-Starling indica que 
quanto mais o coração se enche, 
durante a diástole, maior vai ser a 
quantidade de sangue bombeada para 
a aorta
Regulação intrínseca
 Dentro dos limites fisiológicos, o 
coração bombeia todo o sangue que 
chega até ele, sem permitir acúmulo de 
sangue nas veias
Regulação intrínseca
 Quando quantidade extra de sangue flui 
para os ventrículos, o músculo cardíaco 
é mais distendido. Isso faz o músculo 
contrair-se com mais força, porque os 
filamentos de actina e miosina são 
trazidos a grau de superposição mais 
próximo do ótimo para a geração de 
força
Regulação intrínseca
 A distensão da parede atrial direita 
aumenta diretamente a freqüência 
cardíaca por até 10 a 20%; isso 
também ajuda a aumentar a quantidade 
de sangue bombeada a cada minuto
Efeito da pressão arterial no 
débito cardíaco
Controle do coração pelos sist. 
Nervoso autônomo
Controle do coração pelos sist. 
Nervoso autônomo
 Uma forte estimulação simpática pode 
aumentar a frequência cardíaca de 
seres humanos para 200 e, em raros 
casos, até mesmo 250 batimentos por 
minuto, em pessoas jovens.
Controle do coração pelos sist. 
Nervoso autônomo
 Uma forte estimulação vagal do coração 
pode, de fato, fazer cessar por alguns 
segundos os batimentos cardíacos, mas 
depois o coração geralmente "escapa", 
batendo, daí em diante, com frequência 
de 20 a 30 batimentos por minuto.
Controle do coração pelos sist. 
Nervoso autônomo
Efeito da frequência cardíaca 
sobre a função do coração
 Em geral, quanto mais vezes o coração 
bate por minuto, mais sangue ele pode 
bombear
Efeito da frequência cardíaca 
sobre a função do coração
 Entretanto, Após a frequência cardíaca 
elevar-se acima de um nível crítico, a 
força do próprio coração diminui, 
provavelmente devido ao uso excessivo 
de substratos metabólicos
 o período de diástole entre as 
contrações fica tão reduzido que o 
sangue não tem tempo para fluir 
adequadamente dos átrios para os 
ventrículos
Efeito da frequência cardíaca 
sobrea função do coração
 estimulação elétrica: o coração tem sua 
capacidade máxima de bombear na 
freqüência cardíaca entre 100 e 150 
bpm
 estimulação simpática: ele atinge sua 
capacidade máxima de bombear sangue 
nas freqüências entre 170 e 220 bpm
(simpático atua na frequência e força)
Efeito da temperatura sobre o 
coração
 O aumento da temperatura, que ocorre 
quando se tem febre causa grande 
aumento da freqüência cardíaca, por 
vezes até o dobro do normal
 diminuição da temperatura causa 
grande redução da freqüência cardíaca, 
caindo até alguns batimentos por 
minuto quando a pessoa está próxima 
da morte por hipotermia, na faixa de 
15,5 a 21°C
Efeito da temperatura sobre o 
coração
 Esses efeitos decorrem, 
presumivelmente, do calor causando 
maior permeabilidade da membrana 
muscular aos íons, ocasionando a 
aceleração do processo de auto-
excitação
Excitação rítmica do coração
 coração é provido de um sistema 
especializado para a geração de 
impulsos para causar a contração 
rítmica do músculo cardíaco
 Infelizmente, porém, este sistema 
rítmico e condutor do coração é muito 
suscetível a danos por doenças 
cardíacas, especialmente a isquemia
Sistema de excitação
e condução do coração
Nodo sinusal
 tira achatada e elíptica de músculo 
especializado, com aproximadamente 3 
mm de largura, 15 mm de comprimento 
e 1 mm de espessura
 Abaixo e lateral à abertura da veia cava 
superior
 fibras deste nodo quase não têm 
filamentos contrateis
Nodo sinusal
 as fibras são contínuas com as fibras 
atriais, de modo que qualquer potencial 
de ação que se inicia no nodo sinusal 
espalha-se imediatamente para os 
átrios
Ritmicidade automática das 
fibras sinusais
 fibras do sistema especializado de 
condução do coração têm a capacidade 
de auto-excitação um processo que 
pode ocasionar contrações rítmicas 
automáticas
 nodo sinusal controla normalmente a 
freqüência de batimento de todo o 
coração
Ritmicidade automática das 
fibras sinusais
Eletronegativi
dade menor 
devido a 
maior 
permeabilidad
e ao sódio
Ritmicidade automática das 
fibras sinusais
 Os íons sódio tendem naturalmente a 
vazar para dentro das fibras do nodo 
sinusal por múltiplos canais na membrana, 
e esse influxo de cargas positivas causa 
elevação do potencial de membrana
 Ao atingirem a voltagem limiar, de cerca 
de -40 mV, os canais de cálcio-sódio são 
ativados, causando o potencial de ação
Vias internodais e transmissão 
do impulso cardíaco pelos átrios
 o sistema de condução é organizado de 
tal forma que o impulso cardíaco não 
passa dos átrios para os ventrículos de 
modo demasiado rápido
 tempo para os átrios lançarem seu 
conteúdo nos ventrículos antes que se 
inicie a contração ventricular
Vias internodais e transmissão 
do impulso cardíaco pelos átrios
 nodo A-V e suas fibras de condução 
associadas que retardam essa 
transmissão do impulso cardíaco dos 
átrios para os ventrículos
 nodo A-V está localizado na parede 
septal posterior do átrio direito, 
imediatamente atrás da válvula 
tricúspide
Vias internodais e transmissão 
do impulso cardíaco pelos átrios
O nodo sinusal como 
marcapasso do coração
 As fibras nodais A-V, quando não 
estimuladas por alguma fonte externa, 
descarregam com freqüência rítmica 
intrínseca de 40 a 60 vezes por minuto, 
e as fibras de Purkinje descarregam 
com freqüência entre 15 e 40 vezes por 
minuto. Essas freqüências contrastam 
com a freqüência normal de 70 a 80 
vezes por minuto do nodo sinusal.
Marcapassos anormais
 Se alguma outra parte do coração 
apresenta freqüência de descarga 
rítmica que é mais rápida que a do 
nodo sinusal
 Obviamente, o marcapasso ectópico 
ocasiona uma seqüência anormal de 
contrações nas diferentes partes do 
coração.
Marcapassos anormais
 Quando ocorre bloqueio A-V, os átrios 
continuam a bater na freqüência normal 
do ritmo do nodo sinusal, enquanto um 
novo marcapasso se instala no sistema 
de Purkinje dos ventrículos e impulsiona 
o músculo ventricular com nova 
freqüência entre 15 e 40 batimentos 
por minuto
Marcapassos anormais
 Em bloqueio súbito, o sistema de 
Purkinje só começa a emitir seus 
impulsos rítmicos 15 a 30 s depois
 Durante esses 5 a 30 s, os ventrículos 
não bombeiam sangue algum e a 
pessoa desmaia após os primeiros 4 a 5 
segundos, devido à falta de fluxo 
sanguíneo para o cérebro
Controle cardíaco pelos 
sistema nervoso
 A estimulação dos nervos 
parassimpáticos para o coração (os 
vagos) faz com que o hormônio 
acetilecolina seja liberado
 ele diminui a freqüência do ritmo do 
nodo sinusal e, segundo, ele diminui a 
excitabilidade das fibras juncionais A-V 
Controle cardíaco pelos 
sistema nervoso
 aumenta muito a permeabilidade da 
membrana das fibras ao potássio, o que 
possibilita o vazamento rápido de 
potássio para o exterior. Isso causa 
negatividade aumentada no interior das 
fibras, um efeito denominado 
hiperpolarização, que torna o tecido 
excitável muito menos excitável
Controle cardíaco pelos 
sistema nervoso
 A estimulação simpática produz efeitos 
basicamente opostos dos ocasionados 
pela estimulação vagal
 ela aumenta a freqüência de descarga do 
nodo sinusal; depois ela aumenta a 
velocidade da condução e, também, o 
nível de excitabilidade em todas as partes 
do coração; além de aumentar a força de 
contração de toda a musculatura cardíaca
Controle cardíaco pelos 
sistema nervoso
 A estimulação dos nervos simpáticos 
libera o hormônio norepinefrina nas 
terminações nervosas simpáticas. O 
mecanismo exato pelo qual esse hormônio 
atua sobre as fibras musculares cardíacas 
ainda é algo duvidoso, mas a opinião atual 
é a de que ele aumenta a permeabilidade 
da membrana das fibras ao sódio e ao 
cálcio.
Visão geral da circulação
 função da circulação é a de atender às 
necessidades dos tecidos - transportar 
nutrientes até os tecidos, remover daí 
os produtos de excreção, levar 
hormônios de uma para outra parte do 
corpo e manter, em geral, em todos os 
líquidos teciduais, um ambiente 
apropriado à sobrevida e função ótimas 
das células
Teoria básica da função
circulatória
 O fluxo sanguíneo para cada tecido do 
corpo é quase sempre precisamente 
controlado em relação às necessidades 
do tecido
 os microvasos de cada tecido 
monitoram continuamente as 
necessidades dos tecidos, e eles, por 
sua vez, controlam o fluxo sanguíneo
Teoria básica da função
circulatória
 débito cardíaco é controlado 
principalmente pelo fluxo tecidual local
 Ao fluir por um tecido, o sangue retorna 
imediatamente até o coração por meio 
das veias. O coração responde a esse 
maior influxo de sangue bombeando 
todo ele imediatamente de volta às 
artérias. Ele age como um autômato, 
respondendo às demandas dos tecidos.
Teoria básica da função
circulatória
 Em geral, a pressão arterial é controlada 
independentemente, quer do controle do 
fluxo sanguíneo local, quer do controle do 
débito cardíaco
 Qualquer alteração gera barragem de 
reflexos nervosos que causam alterações 
circulatórias 
 os rins controlam a pressão pela secreção de 
hormônios e controle de água corporal
Pulso radial
 Em certas circunstâncias o pulso pode ser 
útil no diagnóstico das doenças circulatórias
 pulso fraco: indica grande diminuição da 
pressão diferencial central quando o débito 
sistólico é baixo ou “amortecimento" da
onda de pulso causada quando o sistema 
nervoso simpático fica excessivamente 
ativo
Método para verificação da PA
 sons de Korotkoff
 causados pelo sangue jorrando em 
jatos pelo vaso parcialmente ocluído
 jatos causam turbulênciasno vaso alem 
do manguito, e isto produz as vibrações 
ouvidas por meio do estetoscópio
 geralmente produz valores dentro de 
10% dos determinados pela medida 
direta nas artérias
Método para verificação da PA
Veias e suas funções
 capacidade de contrair-se e dilatar-se, 
de modo a armazenar grandes 
quantidades de sangue
 tornar sangue disponível quando for 
necessário ao restante da circulação
 impelir o sangue adiante por meio da 
denominada bomba venosa
 regular o débito cardíaco
Fluxo pressão e resistência
 fluxo sanguíneo por um vaso é 
determinado por: diferença de pressão 
sanguínea entre as duas e o 
impedimento ao fluxo sanguíneo pelo 
vaso (resistência) (raio do tubo e 
viscosidade do sangue)
Efeito da pressão hidrostática 
sobre a pressão arterial 
 fator hidrostático também afeta as 
pressões periféricas nas artérias
 uma pessoa de pé que tem pressão 
arterial de 100 mm Hg ao nível do 
coração, tem pressão arterial de cerca 
de 190 mm Hg nos pés
 Portanto, medir pressão ao nível 
hidrostático do coração
Válvulas venosas e a bomba 
venosa
 Se não fosse pelas válvulas das veias o 
efeito da pressão hidrostática faria a
pressão venosa nos pés ficar sempre em 
torno de +90 mm Hg no adulto em pé 
 Entretanto, a cada vez que se move as 
pernas, retesa-se os músculos e 
comprime-se as veias contra os músculos 
ou adjacentes a eles, e isto lança o 
sangue para adiante nas veias.
Válvulas venosas e a bomba 
venosa
Válvulas venosas e a bomba 
venosa
 Esse sistema de bombeamento é 
conhecido como a "bomba venosa" ou a 
"bomba muscular", sendo eficiente o 
bastante para que, em circunstâncias 
normais, a pressão nos pés de um adulto 
andando permaneça abaixo de 25 mm Hg
Válvulas venosas e a bomba 
venosa
 Caso o indivíduo permaneça perfeitamente 
imóvel, a bomba venosa não funciona e as 
pressões venosas na parte inferior das 
pernas elevam-se, em aproximadamente 
30 s, até o valor hidrostático integral de 
90 mm Hg. 
Válvulas venosas e a bomba 
venosa
 As pressões nos capilares também 
aumentam muito, ocasionando o 
vazamento de líquido do sistema 
circulatório para os espaços teciduais. 
Como conseqüência, as pernas incham e o 
volume sanguíneo diminui
Válvulas venosas e a bomba 
venosa
 15 a 20% do volume sanguíneo são 
frequentemente perdidos pelo sistema 
circulatório dentro dos 15 minutos em que 
se permanece de pé absolutamente 
imóvel, como ocorre frequentemente 
quando um soldado é obrigado a ficar na 
posição de sentido
Incompetência das válvulas 
venosas
 válvulas do sistema venoso 
freqüentemente tornam-se 
"incompetentes" ou, por vezes, são até 
destruídas
 Ocorre quando as veias foram distendidas 
em excesso por pressão venosa excessiva 
durando semanas ou meses, (gravidez ou 
quando se fica de pé a maior parte do 
tempo)
Incompetência das válvulas 
venosas
 A distensão das veias aumenta sua área 
de seção transversa, mas as válvulas não 
aumentam de tamanho. Por esta razão, a 
válvulas das veias não mais se fecham 
totalmente
Incompetência das válvulas 
venosas
 A pessoa passa, então, a apresentar as 
"veias varicosas", que se caracterizam por 
grandes protrusões bulbosas das veias por 
sob a pele de toda a perna
Incompetência das válvulas 
venosas
 As pressões venosas e capilares ficam 
muito elevadas e o vazamento de líquido 
dos capilares causa edema constante nas 
pernas sempre que essas pessoas ficam 
de pé por mais que alguns minutos
Incompetência das válvulas 
venosas
 edema, por sua vez, impede a difusão 
adequada de materiais nutricionais dos 
capilares para as células musculares e 
cutâneas, de modo que os músculos ficam 
doloridos e fracos e a pele fica muitas 
vezes gangrenada e ulcerada
Função de reservatório de 
sangue das veias
 60% de todo o sangue no sistema 
circulatório está no reservatório venoso
 Quando há perda de sangue pelo corpo 
e a pressão arterial começa a cair, 
reflexos de pressão são evocados pelos 
seios carotídeos estimula o sist nervoso 
simpático fazendo as veias a 
contraírem-se 
Função de reservatório de 
sangue das veias
 mesmo após até 20% do volume 
sanguíneo terem sido perdidos, o 
sistema circulatório funciona, muitas 
vezes, quase que normalmente devido 
a esse sistema de reservatório variável 
das veias.
Reservatórios sanguíneos 
específicos
 Baço
 Fígado
 Coração
 Pulmões
Mecanismos reflexos para a
manutenção da PA normal
 barorreceptores estão localizados na 
parede de quase todas as grandes 
artérias nas regiões torácica e cervical
Se estimulados por aumento da PA:
 os sinais dos barorreceptores vão ao 
SNC e inibem o centro vasomotor do 
bulbo e excitam o centro vagal.
Causam:
 Vasoditatação das veias e arteríolas
 diminuição da freqüência cardíaca e da 
força de contração do coração. 
Mecanismos reflexos para a
manutenção da PA normal
Mecanismos reflexos para a
manutenção da PA normal
Alterações da postura
corporal
 A capacidade dos barorreceptores de 
manter a pressão arterial relativamente 
constante é muito importante quando a 
pessoa se senta ou fica de pé após ter 
estado deitada por algum tempo.
Alterações da postura
corporal
 Imediatamente após o indivíduo ficar de 
pé, a pressão arterial na cabeça e na 
parte superior do corpo tende, 
obviamente, a cair, e uma redução 
acentuada dessa pressão pode 
ocasionar a perda da consciência
Alterações da postura
corporal
 Felizmente, porém, a queda da pressão 
nos barorreceptores evoca um reflexo 
imediato, levando a forte descarga 
simpática por todo o corpo, o que reduz 
ao mínimo a queda da pressão na 
cabeça e na parte superior do corpo.
Regulação a longo prazo da 
pressão arterial
 sistema de controle dos barorreceptores 
tem nenhuma importância na regulação 
a longo prazo da pressão arterial
 barorreceptores reajustam-se, em 1 a 2 
dias, a qualquer nível de pressão a que 
sejam expostos.
Reflexos atriais para os rins -
reflexo do volume.
 Distensão dos átrios causa a dilatação 
reflexa das arteríolas eferentes nos rins
 São transmitidos ao mesmo tempo 
sinais ao hipotálamo para diminuir a 
secreção de hormônio antidiurético
O sistema renina-angiotensina
 renina é uma pequena proteína liberada 
pelos rins quando a pressão arterial cai 
a um nível demasiado baixo. Ela, por 
sua vez, eleva a pressão arterial
Sistema renina – angiotensina 
na ingestão de sal
 Talvez a função mais importante do 
sistema renina-angiotensina seja a de 
possibilitar à pessoa ingerir quantidade 
muito pequena ou quantidade muito 
grande de sal sem causar grandes 
alterações, seja no volume líquido 
extracelular, seja na pressão arterial.
Sistema renina – angiotensina 
na ingestão de sal
 a pressão arterial se eleva por não mais 
que 4 a 6 mm Hg em resposta a 
aumento de até 50 vezes da ingestão 
de sal, quando o sistema funciona 
normalmente
Hemorragia
OBRIGADO !
PERGUNTAS ?
Por hoje é só!