Biofísica do Sistema Circulatório_3 (1)

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Energética de Sístole 
e de Fluxo 
Biofísica do Sistema Circulatório 
Roteiro da Aula 
 Funcionamento do Sistema Circulatório 
• Campo Eletromagnético 
• Campo Gravitacional 
 
 Energética de Sístole 
 
 Energética de Fluxo 
 
 Anomalias de Fluxo 
Introdução 
 Função: comunicador / transportador de matéria 
e energia entre os diversos compartimentos 
 
 
Epotencial e Ecinética 
 
Funcionamento do Sistema Circulatório 
 Campo eletromagnético 
 
• Metabolismo molecular (células dos marca-passos atriais) – 
dispara um PA 
 
• Eventos elétricos (feixes nervosos do coração) – propaga o PA 
 
 Campo gravitacional 
 
• Eventos musculares – Contração muscular 
 
• Eventos hidrodinâmicos – Sangue ejetado nos vasos 
Células vivas DDP entre os lados da membrana 
 
• Interior sempre negativo 
 
• Exterior sempre positivo 
 
 
 
 Distribuição assimétrica: Na+, K+, Cl-, H2PO4
- e ptns 
aniônicas 
Campo Eletromagnético 
Campo Eletromagnético 
 Estágio 1: PA disparado (despolarização atrial - miocárdio) 
 
 Estágio 2: PA se propaga por feixes nervosos (polarização 
invertida e repolarização do miocárdio) 
Campo Gravitacional 
 Estágio 3: contração das fibras musculares do 
coração ejetando o sangue no sistema de vasos 
 
 
 Estágio 4: circulação da massa sanguínea nos 
vasos 
Campo Gravitacional 
 Circulação Sanguínea: sistema fechado, com 
volume circulatório em regime estacionário de fluxo 
 Energética de Sístole 
 
 Energética de Fluxo 
Energética de Sístole 
 Ocorre dentro do coração 
 
• Trabalho = Pressão x Volume 
•  = Força/Área x Espaço x Área 
•  = Força x Deslocamento 
 
  todo : 
• Ec: velocidade circulatória, movimento 
• Ep: pressão lateral 
 
Energética de Fluxo 
 Fluxo = Volume / Tempo 
 F = L3 / T 
 F = L3 x T-1 
 Fluxo = Área x Velocidade 
 F = L2 x L / T 
 F = L3 x T-1 
Fluxo em Regime Estacionário 
 F = Área x Velocidade 
 
•  A e V 
 
•  A e V 
 
 Fluxo em regime estacionário 
 
• Entra = Sai 
 
• F = f1 = f2 = f3 
Fluxo em Regime Estacionário 
 Energética 
 
• Velocidade  
• V1 > V2 > V3 
 
• Área  
• A1 < A2 < A3 
 
 Pressão lateral  
 
• Ep + Ec  Cte 
 
• Atrito: consome parte da Ec 
Ec  
Ep1 < Ep2 < Ep3 
Fluxo em Regime Estacionário 
Variação da velocidade e da pressão 
sanguínea ao longo de diferentes vasos 
 P = 35 mm Hg 
 V = 0,04 cm/s 
 A = 2.200 cm2 
 F = 88 cm3/s 
 P = 100 mm Hg 
 V = 28 cm/s 
 A = 3 cm2 
 F = 84 cm3/s 
 P = 5 mm Hg 
 V = 19 cm/s 
 A = 4,5 cm2 
 F = 85,5 cm3/s 
Setor Arterial 
Artéria Aorta 
Setor Capilar 
Todos os Capilares 
Setor Venoso 
Veia Cava 
Variação da velocidade e da pressão 
sanguínea ao longo de diferentes vasos 
Velocidade de Circulação X Diâmetro dos Vasos 
 Fluxo sanguíneo constante ~ 85 - 90 mL/s 
Fluxo Sanguíneo – Condições Basais 
Débito Cardíaco  5 L/min 
 
 Cérebro --------- 14% (700 mL/min) 
 Coração---------- 4% (200 mL/min) 
 Brônquios-------- 2% (100 mL/min) 
 Rins--------------- 22% (1100 ml/min) 
 Fígado------------ 21% (1050 mL/min) 
 Músculos--------- 15% (750 mL/min) 
 Demais tecidos- 22% (1100 mL/min) 
 
 
Energética de Fluxo em RE 
Sistema Líquido q se movimenta em tubos por 
trabalho realizado por uma bomba hidráulica 
 
 
Trabalho realizado = Energia Total 
 
ET = EP + EC + ED + EG 
Energética de Fluxo em RE 
 Equação de Bernouilli: 
 
Termo Significado Fórmula Origem 
EP 
En. Potencial (pressão 
lateral) 
P.V Coração 
EC 
En. Cinética (velocidade / 
deslocamento) 
½ mv2 Coração 
ED En. Dissipada (atrito) c.f.L Atrito 
EG En. Gravitacional (altura) d.g.h Campo G 
Energética de Fluxo em RE 
ET = EP + EC + ED + EG 
Vetores – Vaso Horizontal 
Vetores – Vaso Vertical 
Ep radial 
Energética de Fluxo X Pressão Lateral 
ET = EP + EC + ED + EG 
 
 
EC = velocidade (Regime estacionário) Cte 
 
EC:  ED e  Ep 
 
 
 
ET = EP + EC + ED  cte 
X 
Energética de Fluxo X Pressão Lateral 
ET = EP + EC + ED  cte 
P1 > P2 > P3 
contrabalanceado por 
divisão de vasos em 
seguimentos de áreas 
maiores 
A1 < A2 < A3 artérias  arteríolas 
A1 > A2 > A3 sistema capilar  veias 
 
Energética de Fluxo X Pressão Lateral 
ET = EP + EC + ED  cte 
  Área e  Velocidade   Pressão lateral dos vasos 
Alterações do Fluxo Estacionário 
 Edema Pulmonar 
 
 Hemorragias 
 
Edema Pulmonar 
 Quantidade de sangue que entra na pequena circulação é 
maior do q a q sai 
 
 Estase ou Estagnação sanguínea 
 
• Acúmulo de sangue – impede trocas gasosas 
Débito cardíaco 
 Débito cardíaco 
 
• Volume Sistólico X Frequência Cardíaca (bpm) 
 
 
 Débito sistólico 
 
• Volume: 70 mL – Ventriculo Esquerdo 
 
• Frequência cardíaca: 70 bpm 
 
• 4900 mL/min ~ 5 litros por minutos 
Edema Pulmonar 
 Desvio de 1% no RE 
 Tempo: 10 minutos 
 Débito Cardíaco: 80 mL / batimento 
 Frequência Cardíaca: 90 bpm 
Volume acúmulo sangue = ? 
Vas = Desvio x Freq x Tempo 
Vas = 0,8 x 90 x 10 
Vas = 700 mL 
 
 Arterial 
•  Ep – Pressão lateral do vaso   perda de sangue 
 
 Venosa 
 
 Capilar 
Hemorragias 
Anomalias de Fluxo 
 Aneurisma 
 
 Estenose 
 
 Fístula Arteriovenosa Interatrial 
 
Aneurisma 
 Dilatação numa região do vaso 
devido ao enfraquecimento de 
sua parede 
Gradiente de  da E
P
 em Aneurismas 
 Área 
 
• Ec 
 
• Ep 
  dilatação 
do aneurisma 
Estenose 
 Diminuição do calibre da luz de um vaso 
 
 
 
 
 
Arteriosclerose 
 Deposição de Ca2+, gorduras e demais substâncias no 
lumém de artérias 
 
•  calibre do vaso  Velocidade  Pressão lateral 
 
•   Nutrição do tecido 
Gradiente de  da E
P
 em Estenoses 
  Área 
 
• Ec  
 
• Ep  
 Isquemia e 
necrose tecidual 
Fístula Arteriovenosa Interatrial 
 Ostíolo que permite a 
comunicação entre os átrios 
direito (maior pressão) e 
esquerdo (menor pressão) 
 
•  mistura de sangue arterial e 
venoso 
 
•  y mL de sangue na pequena 
circulação 
Estudo Dirigido 
• Considere as seguintes situações: 
 
• Uma pessoa se bronzeando na praia (ao nível do mar), 
deitada na areia, as 8:00h. 
 
• Uma pessoa em estado febril. 
 
• Uma pessoa sentada em uma sauna úmida numa cidade 
de grande altitude. 
 
• Uma pessoa nadando em piscina aberta as 12:00h. 
Estudo Dirigido – Parte 1 
• Relacione cada situação descrita com: 
 
• Potencial de Ação em Células Marca Passo e Cardíacas – 
exemplificar com esquemas para cada situação 
 
• Frequência cardíaca 
 
• Eletrocardiograma – exemplificar com esquemas para 
cada situação 
 
• Velocidade sanguínea X pressão lateral na artéria aorta 
 
• Velocidade X pressão lateral em veias pouco calibrosas. 
 
 
Bibliografia Recomendada 
• Thaler, M.S. ECG Essencial: eletrocardiograma na prática diária. 5ª Ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2008; 334p. 
 
• Hampton, J.R. ECG Essencial. 7ª Ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009, 179p. 
 
• Garcia E.A.C. Biofísica. 2ª Ed. São Paulo: Sarvier, 2005; 387p. 
 
• Heneine, I.F. Biofísica Básica. 4ª Ed. São Paulo: Atheneu, 2004, 391p. 
 
• Leão, M.A.C. Princípios de Biofísica. 2ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 1983. 510p. 
 
• Livrosde Fisiologia Humana 
• Guyton 
• Margarida Aires