Aula 6 Biofísica da circulação

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09/01/2016
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BIOFÍSICA DA CIRCULAÇÃO
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO JF 
Disciplina: BIOFÍSICA
Prof. Me.: Leandro H. Bernardo
(lehermisdorff@gmail.com)
SISTEMA CIRCULATÓRIO - ESTRUTURA E FUNÇÃO
• Sistema circulatório
– Comunicador de matéria e energia entre os 
compartimentos biológicos, composto por:
• Coração � bomba central;
• Vasos sanguíneos � rede contínua;
• Sangue � fluido (células e líquido);
• Sistema de controle � autônomo e ligado ao SNC
SISTEMA CIRCULATÓRIO - ESTRUTURA E FUNÇÃO SISTEMA CIRCULATÓRIO - ESTRUTURA E FUNÇÃO
1. Metabolismo 
molecular (Início 
da 
despolarização)
2. Eventos 
elétricos 
(propagação do 
potencial de 
ação)
3. Eventos 
musculares 
(contração das 
fibras cardíacas)
4. Eventos 
hidrodinâmicos 
(circulação 
sanguínea)
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SISTEMA CIRCULATÓRIO - ESTRUTURA E FUNÇÃO
• Células dos marca-passos atriais disparam um 
Potencial de Ação (PA) que se propaga através 
dos feixes nervosos do coração (etapa em 
campo eletromagnético). 
• Este PA inicia uma contração muscular do 
coração que ejeta o sangue no sistema de vasos 
(etapa em campo gravitacional).
CAMPO ELETROMAGNÉTICO E A CIRCULAÇÃO
• O potencial de ação do miocárdio também possui 
ondas clássicas de:
– Despolarização;
– Polarização invertida;
– Repolarização.
• Essas ondas se dirigem em várias direções e a 
resultante de seus vetores origina um eixo elétrico 
do coração.
• O registro da atividade elétrica no coração é feito 
pelo eletrocardiograma (ECG).
CAMPO ELETROMAGNÉTICO E A CIRCULAÇÃO BIOMEMBRANAS
• Nunca 
apresentam 
bordas livres ou 
descontínuas, e 
os espaços 
delimitados são 
sempre 
fechados.
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CAMPO GRAVITACIONAL E A CIRCULAÇÃO
• O sangue está contido em um sistema fechado de 
bomba hidráulica e vasos condutores (sem vasamento) 
e o que entra de um lado é igual ao que sai do outro 
(estado estacionário).
– Grande circulação (cerca de 75% do volume sangüíneo);
– Pequena Circulação (cerca de 25% do volume sangüíneo);
• Apesar de a área dos segmentos vasculares e a 
velocidade do sangue serem variáveis, o fluxo é 
constante nelas para manter um regime estacionário.
CAMPO GRAVITACIONAL E A CIRCULAÇÃO
CAMPO GRAVITACIONAL E A CIRCULAÇÃO CAMPO GRAVITACIONAL E A CIRCULAÇÃO
• A quantidade de sangue movimentada a cada impulso 
cardíaco é constante (pequena e grande circulação);
• Área seccional de cada segmento vascular varia:
– Aumenta da aorta aos capilares sistêmicos;
– Diminui dos capilares até a veia cava;
• Pequena circulação � ¼ do sangue;
• Grande circulação � ¾ do sangue;
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CAMPO GRAVITACIONAL E A CIRCULAÇÃO PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO
• Fluxo � Quantidade 
de sangue que 
passa por 
determinado ponto 
da circulação 
durante certo 
intervalo de tempo
PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO
• Quebra de regime estacionário:
– Edema pulmonar � quantidade de sangue que entra é maior que 
a que sai;
– Hemorragia � Alteração no fluxo e pressão
PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO
Energética do fluxo:
• A Energia total (ET 
do líquido [e 
calculada por 4 
termos, que 
compõe a 
equação de 
Bernouilli:
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PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO
• A EC representa a 
velocidade do 
fluxo, e se gasta 
com a a ED 
(dissipação do 
atrito), fazendo 
com que a pressão 
caia ao longo do 
vaso;
PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO
• Artérias distais 
possuem menor 
pressão que as 
proximais;
• Este efeito é 
contrabalançado 
pela divisão das 
artérias em 
segmentos cada 
vez menores.
PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO
• ANEURISMA � Dilatação em 
determinada região do 
vaso, devido ao 
enfraquecimento das 
paredes do mesmo;
• ESTENOSE � Diminuição do 
calibre da luz do vaso
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PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO PROPRIEDADES DE UM FLUXO ESTACIONÁRIO
• Onda de pulso � energia de contração cardíaca que se 
propaga pelo sangue (energia mecânica);
• Corrente sanguínea � deslocamento da massa de 
sangue, medida pelo movimento de hemácias (matéria)
ENERGÉTICA DA SÍSTOLE E DIÁSTOLE
• Sístole:
– Contração com o esvaziamento do coração. 
– Átrios ejetam o sangue nos ventrículos;
– Ventrículos direito e esquerdo ejetam o sangue no tronco 
pulmonar e aorta, respectivamente;
• Diástole:
– Relaxamento com entrada de sangue nas cavidades cardíacas e 
fechamento das válvulas arteriais; 
– A pressão e corrente continuam, mas com menor intensidade;
ENERGÉTICA DA SÍSTOLE E DIÁSTOLE
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ENERGÉTICA DA SÍSTOLE E DIÁSTOLE PRESSÃO NOS CAPILARES
• Capilares � parte do sistema cardiovascular acessível a 
trocas metabólicas com os tecidos;
OBSERVAÇÃO
• Hemodinâmica venosa 
– É mais complexa por não possuir uma bomba específica para 
assegurar o fluxo sanguíneo.
– Sistema venoso está sujeito à força da gravidade, que favorece a 
estase nas regiões em declive;
TIPOS DE FLUXO
• FLUXO LAMINAR � se origina em linhas de corrente, com 
camadas de sangue equidistantes da parede do vaso.
• FLUXO TURBULENTO � o fluxo torna-se turbulento quando a 
intensidade/velocidade do fluxo sanguíneo é muito 
elevada. O sangue passa por uma obstrução no vaso, por 
um ângulo fechado ou por uma superfície áspera.
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PRESSÃO ARTERIAL
• É a pressão exercida pelo sangue contra a superfície 
interna das artérias;
• Varia a cada instante, seguindo um comportamento 
cíclico:
– PA Sistólica � 120 mmHg
– PA Diastólica � 80 mmHg
• O bombeamento do sangue é pulsátil, feito pelos 
batimentos cardíacos;
FATORES QUE CONDICIONAM O FLUXO
• Pressão:
– Se o sistema precisa de mais fluxo, aumenta-se a pressão
– Pressão insuficiente gera fluxo insuficiente, ocasionados por 
fisiopatológicos, como choque circulatório, hipotensão ortostática, 
deficiência da contração cardíaca (infarte ou falta de condução 
elétrica);
• Raio:
– Como o raio está elevado a 4 potencia, uma diminuta variação 
do raio corresponde a uma grande variação no fluxo;
FATORES QUE CONDICIONAM O FLUXO
• Viscosidade:
– Definição: Propriedade dos fluidos correspondente ao transporte 
microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular
– Diminuição da viscosidade � Aumento do fluxo
• Aumenta a velocidade do fluxo, surgindo sopro circulatório em várias partes 
do tórax;
• Pode ocorrer em anemias profundas;
– Aumento da viscosidade � Diminuição do fluxo
• Diminui a velocidade do fluxo;
• Pode ocorrer com o aumento dos eritrócitos e certas macroglobulinemias;
FATORES QUE CONDICIONAM O FLUXO
• Resistência Periférica:
– A relação que define a pressão arterial é o produto do fluxo 
sanguíneo pela resistência. Considerando-se a circulação como 
um todo, o fluxo total é denominado débito cardíaco, enquanto 
a resistência é denominada de resistência vascular periférica total
– Vasodilatação � Diminui a RP
– Vasoconstrição � Aumenta a RP
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OBRIGADO!