Biofísica da circulação (2)

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Biofísica da Circulação 
Sanguínea 
 
 
1. coração 
2. Vasos sanguíneos  rede contínua unida pelo 
coração 
3. Sangue  líquido e células 
4. Sistema controle  autônomo ligado ao SNC 
O sistema Circulatório 
• PROPRIEDADES DO MIOCÁRDIO 
 
• Excitabilidade e a condutibilidade 
 
• O coração não necessita de inervação para gerar o 
estímulo elétrico para a contração 
 
• Presença do tecido pausário. 
 
Fases do potencial de ação cardíaco 
 0 - Abertura dos canais rápidos de Na+ (entrada) 
 1 - Abertura dos canais de K+ (saída = repolarização) 
 2 - Canais de Ca+2, começam a abrir lentamente 
 3 - Os canais de Ca+2 se fecham e a saída de Na + e K+ leva o potencial de volta ao 
valor de repouso 
 4 - Os canais de K+ se fecham e a membrana permanece no seu potencial de 
repouso 
 
Eletrocardiograma 
EVENTO FASE DO PA 
Onda P Despolarização atrial 
Complexo QRS Despolarização ventricular 
Segmento ST e onda T Repolarização ventricular e 
atrial 
Sistema de condução x contração 
miocárdio 
A maior parte do sangue entra nos ventrículos enquanto os átrios estão relaxados. 
Somente 20% do enchimento ventricular ocorre devido à contração atrial. 
Sangue 
• Tecido do corpo humano 
– eritrócitos, plasma, plaquetas, 
leucócitos 
 
• Adulto com 5,5 litros 
 
• Funções: 
– respiratória, nutrição, defesa, 
transporte hormonal, 
distribuição de calor 
Trajeto do sangue pelo corpo 
Átrio direito 
Ventrículo 
direito 
Atrio 
esquerdo 
Ventrículo 
esquerdo 
Pulmões 
Membros e vísceras 
B. 
O sangue arterial 
oxigenado do 
coração esquerdo, 
vai para todos os 
tecidos 
D. 
sangue venoso 
a partir do lado 
direito do 
coração até aos 
pulmões 
A. 
dos pulmões 
sangue arterial 
rico em O2, para 
o lado esquerdo 
do coração 
C. 
 a partir dos 
tecidos vem o 
sangue venoso 
desoxigenado e 
rico em CO2, para 
o coração direito 
Descrição – Sistema circulatório 
• Pequena circulação 
ou pulmonar 
 
 
Átrio direito 
Ventrículo 
direito 
Atrio 
esquerdo 
Ventrículo 
esquerdo 
Pulmões 
Membros e vísceras 
 
 Grande circulação 
ou sistêmica 
C 
ALTA PRESSÃO 
O2 ALTO 
CO2 BAIXO 
Átrio direito 
Ventrículo 
direito 
Atrio 
esquerdo 
Ventrículo 
esquerdo 
Pulmões 
Membros e vísceras 
D 
BAIXA PRESSÃO 
O2 baixo 
CO2 alto 
B 
BAIXA PRESSÃO 
O2 ALTO 
CO2 BAIXO 
A 
BAIXA PRESSÃO 
O2 baixo 
CO2 alto 
• são quatro setores (A, B, C, D) 
 
Funcionamento 
• A quantidade de sangue que é movimentada a cada 
impulso do coração é a mesma na grande e na pequena 
circulação 
 
• Esse volume é cerca de 83 mL ejetado em cada 
ventrículo, ou cerca de 165 mL pelo coração em cada 
batida 
 
• Um indivíduo com 5 litros de sangue tem 
aproximadamente 1,2 litro (¼) na pequena circulação e 
cerca de 3,5 litros (¾) na grande 
 
Estágios do sistema circulatório 
Metabolismo 
molecular 
DESPOLARIZAÇÃO 
 
 
Eventos elétricos 
PA 
 PROPAGAÇÃO 
 
 
Eventos 
musculares 
CONTRAÇÃO 
 
 
Eventos 
hidrodinâmico 
CIRCULAÇÃO DO 
SANGUE 
 
1. metabolismo molecular das células do marcapasso atrial disparam um 
potencial de ação (PA) que se propaga pelo tecido pausário. 
 
2. propagação de feixes nervosos do coração 
–Eventos elétricos (PA) que se propaga pelo coração 
 
3. eventos musculares contração das fibras musculares do coração 
 
4. eventos hidrodinâmicos o sangue é injetado no sistema de vasos 
Energética da sístole e diástole 
• O ciclo da contração cardíaca possui 2 fases: 
 
• Sístole contração com esvaziamento do coração 
– os átrios ejetam sangue nos ventrículos e esses nas artérias aorta 
(coração esquerdo) e artéria pulmonar (coração direito) 
– Pressão e velocidade do sangue atingem nível máximo 
 
• Diástole relaxamento com entrada de sangue nas 
cavidades cardíacas e fechamento das válvulas arteriais 
– Pressão e velocidade do sangue apresentam nível menor 
Fluxo sanguíneo apresenta regime estacionário 
• 1. regime estacionário: o fluxo que entra é o mesmo que sai 
 
• 2. fluxo (laminar/turbilhonar): a quantidade de líquido que passa é 
a mesma nos segmentos. 
(artéria/arteríolas/capilares/vênulas/veias) 
 O fluxo total é igual a cada fluxo parcial: F = f1 = f2 = f3 
 
• 3. energética: 
• Velocidade de circulação diminui à medida que o diâmetro 
aumenta, ou seja, reduz a energia cinética consumida pelo atrito. 
 V1 > V2 > V3 
 
A equação do fluxo é a mesma de qualquer outro condutor: 
 F = V X A 
 
Velocidade da circulação e o diâmetro 
dos vasos 
• A área dos sistemas vasculares é variável: artéria 
aorta, capilares, veia cava 
 
• Fluxo é constante 
 
• A velocidade varia de acordo com esses fluxos 
PRESSÃO, VOLUME, FLUXO E RESISTÊNCIA 
 
• O sangue flui a favor de um gradiente de pressão (ΔP), 
de um local com alta pressão nas artérias para um com 
baixa pressão na veia cava e nas veias pulmonares. 
 
• Em um sistema em que o líquido está fluindo, a pressão 
diminui com a distância. 
 
• A pressão criada quando os ventrículos se contraem é 
denominada pressão de ejeção do fluxo sangüíneo. 
 
 
• A resistência de um fluido através de um tubo é 
diretamente proporcional a viscosidade 
(espessamento) do fluido e inversamente proporcional 
ao raio do tubo. 
– A resistência aumenta quando o raio (r) do tubo diminui. 
– O raio tem grande efeito sobre a resistência. 
• Se a resistência aumenta, o fluxo diminui. Se a 
resistência diminui, o fluxo aumenta. 
 
• A taxa de fluxo (fluxo) é o volume do sangue que passa 
em um ponto do sistema por unidade de tempo. 
 
 
PRESSÃO, VOLUME, FLUXO E RESISTÊNCIA 
 
Emergência circulatória 
• QUEBRA DO REGIME ESTACIONÁRIO 
 
• Edema pulmonar 
 
• Edema no sistema portal hepático 
 
• Hemorragias 
• ANOMALIAS DO FLUXO 
 
• Aneurismadilatação 
• Velocidade menor 
 
• Estenose estreitamento da luz do vaso 
– O sangue circula com maior velocidade 
 
• Artérias esclerosadas  deposição de gorduras e cálcio nas 
artérias que ficam estenosadas 
– Pressão lateral diminuinutrição do tecido fica 
prejudicada 
– Ocorrendo: isquêmia (deficiência de sangue) ou infarto 
(necrose do tecido) 
 
Hipertensão 
• Vaso esclerosado 
– Pressão maior 
– Devolução de energia maior, paredes são mais grossas 
 
 
40
60
80
100
120
140
160
180
200
S D S D
normal
esclerosado
Sístole Diástole 
180 140 
120 80 
Dilatação equivalente 
Fluxo laminar e turbilhonar 
• Existem 2 regimes de escoamento 
 
• 1.fluxo laminar 
 líquido é escoado lentamente 
camadas concêntricas 
 silencioso 
 
• 2. fluxo turbilhonar ou turbulento 
Líquido é escoado com o máximo de velocidade 
 formação de redemoinhos, turbilhões 
 ruído 
Sopros circulatórios 
• Em geral a circulação sanguínea é silenciosa com fluxo 
laminar 
 
• Se passar de 37 cm.s-1 
 
• O aparecimento de ruído pela presença de fluxo 
turbilhonar é conhecido como SOPRO 
 
• Podendo ser normal ou patológico 
• Normal em crianças sadias e adultos após exercício 
 
• Patológicas 
• Estreitamento das válvulas cardíacas por lesões 
inflamatórias ou degenerativas 
 
• Diminuição da viscosidade sanguínea  ouvido em 
todo tórax 
 
• Jato de sangue que é lançado num aneurisma ou o 
que sai dele pode provocar ruído 
 
Fatores que modificamo fluxo 
• Alteração da pressão 
– A diferença de pressão condiciona o fluxo 
– Pressão insuficiente diminui o fluxo 
– Aumento da pressão aumenta o fluxo 
• Viscosidade 
– Diminuição da viscosidade 
• Anemias profundas –pode aumentar a velocidade 
– Aumento da viscosidade 
• Quanto maior a viscosidade, menor o fluxo 
• Aumento de eritrócitos e macroglobulinas 
Pressão nos capilares 
• Os capilares são a única parte do sistema circulatório 
que ocorre trocas metabólicas com os tecidos 
 
• São vasos de pequeno calibre que ligam as extremidades 
das arteríolas às das vênulas 
 
• As paredes dos capilares apresentam poros de tamanho 
variável com a região do corpo 
– Comprimento (0,8-1,2 nm) 
– Diâmetro (8-8,5 nm) 
– No SNC os poros são menores de 3nm/fígado 10nm 
 
 
 
 
• Os poros permitem desde trocas de moléculas 
pequenas, como água e gases, até macromoléculas 
 
• A velocidade da circulação no leito capilar é lenta 
(0.4mm.s-1) para permitir as trocas metabólicas 
necessárias (2-2,5 segundos) 
 
• Existem mais de 2 bilhões de capilares num adulto 
 
• Para que as trocas entre capilares e o compartimento 
extracelular ocorram adequadamente existem forças 
agindo: 
– Pressão osmótica / Pressão hidrostática 
– Pressão sanguínea (mmHg) 
• Quando essas forças se alteram a água é retirada do 
compartimento extracelular e então ocorre o Edema o 
fluido que sai é maior que entra 
 
• Alteração na Posm 
– Ex: aumento de sais 
 
• Aumento da Phid 
– Ex: dilatação arterial, ou aumento da pressão venosa 
 
• Alteração na permeabilidade capilar 
– algumas substâncias medicamentosas (histamina) permitem o 
vazamento de macromoléculas para o meio extracelular