circulação cerebral

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36 1 Circulações Regionais 
ciada pelo conteúdo luminal, e os lipídios e carboidratos são os 
principais mediadores desta hiperemia. 
Durante a hiperemia pós-prandial não se observa diminui­
ção significativa do fluxo sanguíneo para o baço, o coração, os 
rins e o sistema nervoso central. Portanto, a hiperemia pós­
prandial parece não resultar da redistribuição do fluxo sanguí­
neo de outros órgãos. 
.... Papel da circulação esplâncnica 
sobre o controle cardiovascular 
O volume sanguíneo do leito esplâncnico excede 1.000 m.e 
(cerca de 20% a 40% do volume sanguíneo total), carac­
terizando-se como um importante reservatório de san­
gue. Além disso, o ajuste do calibre de arteríolas da região 
esplâncnica contribui para o controle cardiovascular por 
meio da redistribuição de sangue para outros territórios. 
Como exemplo, após uma hemorragia ou em outras situa­
ções em que ocorre queda da pressão arterial, observa-se 
estimulação reflexa dos pressorreceptores arteriais que 
desencadeiam um aumento na atividade simpática para os 
551 
vasos da circulação esplâncnica. Ocorre então vasocons­
trição, que diminui o fluxo sanguíneo local e aumenta a 
resistência periférica total, com o intuito de restabelecer os 
níveis de pressão arterial. Além disso, a vasoconstrição das 
arteríolas do leito esplâncnico leva a um deslocamento de 
sangue de veias do território esplâncnico para a circulação 
central. Essa vasoconstrição resulta em diminuição na pres­
são de perfusão das veias subsequentes, que passivamente 
diminuem seu diâmetro e volume. 
Nas situações em que a estimulação simpática é intensa 
(hemorragia grave, exercício físico intenso), além do deslo­
camento passivo de sangue das veias esplâncnicas para a cir­
culação central, ocorre também venoconstrição que auxilia 
nesse deslocamento (deslocamento ativo). Essa venoconstrição 
decorre da inervação simpática de veias do leito esplâncnico e 
da liberação de catecolaminas circulantes. 
O efeito conjunto do deslocamento passivo e ativo de san­
gue para a circulação central é muito importante para a manu­
tenção da pressão arterial e do débito cardíaco em situações 
hemorrágicas. Durante a hemorragia em humanos, 50% do 
sangue redistribuído advém do leito esplâncnico. Isso só é 
possível por meio da venoconstrição passiva e ativa, uma vez 
que a circulação esplâncnica compreende de 20% a 40% do 
volume sanguíneo total. 
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Circulação Cerebral 
Valdo José Dias da Silva 
Em condições basais, o fluxo sanguíneo cerebral corresponde 
a cerca de 15% do débito cardíaco (Figura 36.1). As principais 
artérias que irrigam o cérebro, as artérias cerebrais anteriores, 
médias e posteriores, nascem do polígono de Willis ou círculo 
arterial cerebral, que tem sua origem a partir das artérias caró­
tidas internas e basilar, as quais se anastomosam por meio das 
artérias comunicantes anteriores e posteriores. Ramos das arté­
rias vertebrais e basilar proximal irrigam o tronco encefálico 
na base do encéfalo (Figura 36.11). As artérias constituintes 
do polígono de Willis possibilitam uma anastomose do sistema 
arterial carotídeo com o sistema arterial vertebral. Entretanto, 
em condições normais, a anastomose presente no polígono de 
Willis é considerada virtual, uma vez que normalmente não 
há nenhuma mistura de sangue entre os territórios da carótida 
interna e da vertebral, nem entre os lados direito e esquerdo 
da anastomose. Além disso, a perfeita laminaridade do fluxo 
sanguíneo cerebral no território da artéria basilar assegura que 
os dois fluxos vertebrais não se misturem no interior da artéria 
basilar. Dessa maneira, as anastomoses responsáveis pela for­
mação do polígono de Willis somente funcionam quando há 
algum tipo de obstrução do fluxo sanguíneo cerebral. 
Os vasos sanguíneos atravessam o espaço subaracnoide 
antes de penetrar na profundidade do tecido cerebral, for­
mando uma extensa e densa rede microvascular com riquí­
ssima ramificação capilar. Esta ramificação alcança a den­
sidade média de cerca de 3.500 vasos capilares por mm2 de 
superfície tecidual na substância cinzenta e de aproximada­
mente 800 vasos capilares por mm2 na substância branca do 
cérebro, constituindo-se em uma das mais densas redes capila­
res do organismo (com densidade capilar similar à observada 
no coração). Nem todos os capilares cerebrais encontram-se 
abertos ao fluxo sanguíneo ativo em seu interior. 
A drenagem venosa se faz por meio dos seios venosos 
intradurais superficiais do crânio, os quais se esvaziam princi­
palmente nas veias jugulares internas. A fixação anatômica da 
adventícia dos seios venosos intradurais aos ossos do crânio 
acaba por impedir o colapso das veias intracranianas em situa­
ções de significativa redução da pressão intracraniana, como, 
por exemplo, durante o ortostatismo. 
Os capilares cerebrais formam uma extensa rede no tecido 
cerebral que forma uma barreira na interface sangue-inters­
tício cerebral, a qual é conhecida como barreira hematence­
fálica. Quase todas as proteínas e compostos de médio peso 
molecular (insulina, sacarose, manitol e catecolaminas) atra­
vessam com grande dificuldade ou não atravessam essa bar­
reira. Entretanto, precursores de neurotransmissores (p. ex., o 
triptofano ou a tirosina) podem atravessar a barreira hema­
tencefálica. A relativa impermeabilidade a alguns antibióticos 
apresenta importância clínica no tratamento de infecções 
encefálicas. Por outro lado, os anestésicos (voláteis e não volá­
teis), etanol, C02, 02, ureia, glicose e todos os lipídios passam 
rapidamente pela barreira hematencefálica. A barreira é, em 
parte, devida à intensa adesão entre células endoteliais contí­
nuas que formam a parede do capilar cerebral As principais 
estruturas de adesão entre as membranas capilares são as tight 
junctions e os desmossomos. Além disso, uma membrana basal 
endotelial relativamente densa contribui adicionalmente para 
a relativa impermeabilidade da barreira hematencefálica. A 
permeabilidade da barreira também se deve, em parte, a fato­
res não estruturais relacionados com os diferentes sistemas de 
552 
Artéria 
cerebral 
anterior 
Artéria 
basilar------t�. 
Artéria 
cerebral 
média 
Visão inferior do cérebro 
Aires 1 Fisiologia 
Figura 36.1 1 • Representação esquemática do polígono de Willis em detalhe (à esquerda) e de sua localização na superfície inferior do cérebro. (Adaptada de Carpenter, 
1976.) 
transporte moleculares encontrados nas células endoteliais da 
parede capilar. 
A permeabilidade limitada dos capilares cerebrais é útil do 
ponto de vista clínico, uma vez que sofre alterações importan -
tes em situações clínicas, tais como tumores e infarto. Desse 
modo, por meio de uma gamacâmara, é possível mapear as 
áreas cerebrais hipercaptantes de tecnécio metaestável radioa­
tivo (Tem, adsorvido a proteína e injetado por via intravenosa), 
as quais são indicativas de ruptura da barreira hematencefá­
lica. 
.... Fluxo sanguíneo cerebral (FSC) 
O aporte volumétrico de sangue ao cérebro em um dado 
tempo é um parâmetro importante para seu adequado fun­
cionamento. O cérebro de um indivíduo adulto normal pesa 
entre 1.400 e 1.500 g, tendo FSC próximo de 50 a 60 mi/100 g/ 
min, ou seja, por volta de 750 mf/min. Tal cifra corresponde a 
cerca de 15% do débito cardíaco. A substância branca cerebral 
recebe aproximadamente 1/3 do FSC, enquanto a substância 
cinzenta é muito mais vascularizada, recebendo cerca de 2/3. 
Entre os métodos de medida do FSC, podemos destacar 
o método fundamentado no princípio de Fick (descrito no 
Capítulo 50 - Hemodinâmica Renal). Este método utiliza a 
inalação de doses subanestésicas do gás óxido nitroso (N20), 
que funciona como um indicador. Após o início da inalação 
do gás, são realizadas medidas periódicas da concentração
de N20 no sangue da artéria carótida e da veia jugular até a 
estabilização, o que em geral ocorre em cerca de 10 minutos. 
Após este tempo, como a distribuição do N20 é homogênea 
nos diversos tecidos, as concentrações arteriais, venosas, bem 
como cerebrais do N20 serão idênticas. 
Atualmente há outros métodos para a medida do FSC, com 
aplicações tanto clínicas quanto experimentais, tais como: 
ultrassonografia, Doppler transcraniano, tomografia por emis­
são de pósitron (positron emission tomography - PET), tomo­
grafia computadorizada por emissão de fóton único (single 
photon emission computerized tomography - SPECT), resso­
nância magnética nuclear funcional (junctional magnetic res­
sonance imaging- FMRI), injeção de microesferas radioativas 
etc. Tais métodos tornaram possível demonstrar surtos loca­
lizados de hiperatividade metabólica e hiperfluxo sanguíneo 
coincidentes com as áreas cerebrais ativadas. Por exemplo, 
está demonstrado que uma simples contração voluntária dos 
músculos da mão é acompanhada por aumento apreciável do 
FSC da área contralateral cortical motora correspondente à 
mão. Um leve estímulo luminoso da retina aumenta o fluxo 
sanguíneo dos colículos superiores e do córtex occipital. 
Durante a fala, verifica-se aumento considerável de fluxo 
sanguíneo para a área de Broca. Assim, com base nas varia­
ções de fluxo sanguíneo decorrentes de atividade metabólica, 
é possível construir um mapa funcional do cérebro, tanto 
de animais quanto de humanos, que utiliza como indicado­
res o fluxo sanguíneo local e o metabolismo. Tal tecnologia 
tem possibilitado grande avanço no entendimento das funções 
cerebrais superiores. 
O cérebro é o tecido do corpo humano mais vulnerável à 
isquemia. A privação cerebral de oxigênio, por alguns segun­
dos, pode provocar perda de consciência e, por poucos minu­
tos, dano irreversível. Entretanto, o FSC tende a permanecer 
notavelmente constante em quase todas as situações fisiológi­
cas. A manutenção do FSC se deve a vários fatores que prote­
gem a circulação cerebral e regulam com grande eficiência o 
FSC. 
O leito vascular cerebral é o leito vascular mais protegido do 
organismo no que diz respeito às variações de pressão hidros-
36 1 Circulações Regionais 
tática. Contido dentro dos rígidos limites do crânio e do canal 
raquidiano, o líquido cefalorraquidiano encontra-se em uma 
câmara contínua preenchida de líquido, cuja pressão hidros­
tática em qualquer ponto varia diretamente com a posição 
corporal, ou seja, com a altura da coluna vertical de líquido. 
Por conta disso, as pressões intravenosas e intraliquóricas 
estão equilibradas em todos os pontos da coluna vertebral e 
do crânio. Na posição ereta, as pressões do líquido cefalorra­
quidiano e venosa do crânio são negativas, e na porção infe­
rior da coluna vertebral elas são positivas. Isto evita o colapso 
venoso no crânio e a distensão venosa no segmento inferior 
da coluna vertebral. Assim, o gradiente de pressão intravascu­
lar do sistema nervoso central é mantido em todos os pontos, 
qualquer que seja a posição corporal. Entretanto, apesar des­
tas características protetoras, na posição ortostática verifica-se 
uma redução de cerca de 20% do FSC. 
Além dos mecanismos protetores da caixa craniana e coluna 
vertebral, os mecanismos reflexos e a autorregulação metabó­
lica do FSC também são importantes processos reguladores do 
FSC. Os reflexos barorreceptores e a resposta isquêmica do sis­
tema nervoso central agem muito mais por manter constante a 
pressão arterial, que atua assim indiretamente sobre o FSC, do 
que atuando diretamente sobre o controle nervoso autônomo 
dos vasos cerebrais. Aliás, até o momento há grande controvér­
sia sobre o papel da inervação autonómica dos vasos cerebrais, 
a qual é em sua maioria simpática. Tal controvérsia se deve, 
em parte, às diferenças de respostas de acordo com a espécie 
animal estudada, além de eventuais diferenças dos efeitos de 
anestésicos utilizados em experimentos de estimulação ner­
vosa. Em macacos e coelhos, por exemplo, alguns estudos têm 
demonstrado respostas vasoconstritoras à estimulação simpá­
tica cervical. Opostamente, em humanos normais, os efeitos da 
estimulação simpática parecem inefetivos em alterar o tônus 
constritor dos vasos cerebrais. Entretanto, alguns estudos mais 
recentes têm demonstrado uma influência vasoconstritora 
cerebral simpática em pacientes com hipertensão arterial sis­
têmica. Admite-se que tal vasoconstrição poderia representar 
um papel protetor, atenuando um aumento passivo do FSC, 
que de outra maneira seria produzido pela própria elevação da 
pressão arterial desses pacientes. Tal efeito poderia minimizar 
a lesão endotelial e da barreira hematencefálica e impedir a 
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pa02(kPa) 
15 20 
553 
formação de edema cerebral, por exemplo, durante um exercí­
cio físico ou em uma elevação adicional da pressão arterial. 
A autorregulação metabólica do FSC é um mecanismo 
altamente eficiente. Em situação de hipoxia, por exemplo, 
enquanto os vasos de resistência dos leitos renais e musculares 
sofrem vasoconstrição simpática reflexa mediada pelos refle­
xos quimiorreceptores periféricos, a circulação cerebral sofre 
vasodilatação considerável em resposta à hipoxia tecidual 
local. Este efeito é claramente protetor, mantendo o metabo­
lismo estritamente aeróbico do cérebro mesmo em situações 
de hipoxia. Entretanto, este efeito só se manifesta nos vasos 
cerebrais quando da vigência de hipoxia grave, com níveis de 
pressão parcial de 02 no sangue arterial (pa02) menores que 
50 mmHg (Figura 36.12). Portanto, provavelmente as altera­
ções de Pa02 dentro dos limites fisiológicos exercem poucos 
efeitos sobre o fluxo sanguíneo cerebral. 
Mais que à hipoxia, os vasos cerebrais são extremamente 
sensíveis ao conteúdo tecidual de C02• Alterações da pressão 
parcial de C02 no sangue arterial (paC02) exercem intensa 
influência sobre o FSC. A hipercapnia causa intensa vasodi­
latação cerebral, enquanto a hipocapnia provoca acentuada 
vasoconstrição cerebral. O efeito do C02 é, provavelmente, 
mediado por variações no pH do líquido cefalorraquidiano; 
aparentemente, serve primariamente para manter o pH do 
tecido cerebral, já que uma queda do pH no espaço intersticial 
neuronal tem profundos efeitos depressores sobre a atividade 
nervosa. 
A expressiva sensibilidade dos vasos cerebrais ao C02 e, 
em menor extensão, ao 02 pode explicar a importante vaso­
dilatação local observada quando de aumentos localizados na 
atividade neuronal. O estímulo na atividade neuronal acarreta 
aumento no consumo metabólico local de 02 e consequente 
elevação local de C02 e queda do pH, os quais, como descrito 
anteriormente, têm pronunciado efeito vasodilatador nas 
arteríolas locais. Entretanto, é ainda controverso se os efeitos 
de variações na paC02 ou pa02 são diretos no músculo liso 
vascular ou se são mediados por algum mediador químico 
local, que agiria por ação parácrina. Entre os mediadores 
químicos estudados, podemos destacar: adenosina, potássio 
extracelular, prostaglandinas, derivados prostanoides da cito­
cromo P450 (tais como o ácido 20-hidroxieicosatetraenoico 
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11cao2 
Figura 36.12 • Influência da pressão parcial de oxigênio no sangue arterial (pa02) e do conteúdo arterial de oxigênio (1/Ca0) sobre o fluxo sanguíneo cerebral (FSC). 
Abaixo da pa02 de 7 kPa (cerca de 53 mmHg) o FSC aumenta. Dentro da faixa fisiológica normal da pa02 (área hachurada no gráfico à esquerda) há pouca alteração do FSC. 
(Adaptada de Johnston et ai. Br J Anaesth, 2003; 90:774-86.) 
554 
ou 20-HETE),
óxido nítrico, endotelina, cininas, serotonina, 
peptídio relacionado com o gene da calcitonina (calcitonin 
gene related peptide - CGRP) etc. 
Foi descrito um possível papel da interação de neurônios, 
astrócitos e arteríolas (Figura 36.13) na regulação do fluxo 
sanguíneo tecidual. Em consequência da elevada atividade 
neuronal e aumento da quantidade de glutamato liberado na 
fenda sináptica neuronal, o glutamato acaba por difundir-se 
para o interstício perissináptico, alcançando os astrócitos 
vizinhos. Nestas células, o glutamato é capaz de dar início 
a um pulso de Ca2+ intracelular, o qual pode levar à ativação 
da via da ciclo-o.xigenase, que provoca a liberação de prosta­
glandinas vasodilatadoras das arteríolas piais. 
Outra situação em que o mecanismo autorregulatório do 
FSC tem papel importante é na variação da pressão arterial 
sistêmica. Dentro de limites relativamente largos de varia­
ção da pressão arterial média, de 70 a 120-130 mmHg, o FSC 
tende a permanecer relativamente constante (Figura 36.14). 
Mais uma vez, mediadores metabólicos, paC02, pa02 e pH 
podem exercer importante papel autorregulatório. Por 
exemplo, em situações de elevação da pressão arterial média, 
um imediato aumento do FSC seria esperado (pela lei de 
Poiseuille). Este aumento provocaria uma relativa hiperó­
xia cerebral, acompanhada de hipocapnia e alcalose teci­
dual. Ambos os efeitos, mas principalmente estes últimos, 
provocariam vasoconstrição cerebral, com consequente 
elevação da resistência vascular cerebral e normalização do 
FSC. Os mesmos mecanismos agindo em sentido contrário 
seriam observados em uma situação de hipotensão arterial. 
Desse modo, dentro da faixa de 70 a 120-130 mmHg, varia­
ções da PA não trariam alterações importantes no FSC. 
Obviamente, fora da faixa autorregulatória, quedas na PA 
abaixo de 70 mmHg podem provocar isquemia cerebral em 
indivíduos normais. É curioso observar que a faixa autorre-
Figura 36.13 • Os astrócitos (3) estão justapostos entre neurônios (4) e arteríolas 
cerebrais (2). Os prolongamentos dos astrócitos (1) mantêm contato e envolvem com­
pletamente as arteríolas da circulação cerebral. (Adaptada de Kandel et ai, 2000.) 
Aires 1 Fisiologia 
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PAM (mmHg) 
Figura 36.14 • Autorregulação do fluxo sanguíneo cerebral (FSC) humano na faixa 
de pressão arterial média (PAM) compreendida entre 70e120 mmHg.Abaixo do valor 
normal de PAM (cerca de 90 a 95 mmHg), a autorregulação se faz por vasodilatação, 
enquanto acima do valor normal de PAM, a autorregulaçãoocorre por vasoconstrição 
cerebral. (Adaptada de Guyton and Hall, 1996.) 
gulatória do FSC pela pressão arterial pode ser modificada. 
Por exemplo, em pacientes hipertensos, ela tende a se des­
locar para a direita em direção aos níveis tensionais eleva­
dos observados em pacientes hipertensos (Figura 36.14). 
O FSC diminui durante o sono, na anestesia geral (em até 
50%) e na aterosclerose cerebral. A prevalência da doença 
aterosclerótica em vasos cerebrais tem importantes implica­
ções clínicas, já que as enfermidades cerebrovasculares são 
as mais frequentes entre as doenças neurológicas e, além 
disso, compreendem cerca de 50% das hospitalizações neu­
rológicas em salas de emergência de adultos. A consequência 
mais grave da doença aterosclerótica dos vasos cerebrais é 
o acidente vascular encefálico (AVE), popularmente conhe­
cido como derrame cerebral. O AVE é a enfermidade mais 
comum e mais grave que afeta o SNC. Em países desenvol­
vidos, ocupa o segundo lugar como causa de mortalidade, 
atrás apenas das doenças cardíacas. O AVE pode ser devido 
a um trombo formado em consequência da ruptura da placa 
aterosclerótica no lúmen vascular, a um êmbolo ou à total 
ruptura da parede vascular, com hemorragia intraparenqui­
matosa ou subaracnoide. O vaso mais comumente acometido 
é a artéria cerebral média. O quadro clínico, obviamente, 
depende da artéria atingida e da extensão da área infartada 
ou hemorrágica. Enquanto o fluxo sanguíneo na área afetada 
reduz-se sensivelmente, nas zonas adjacentes há aumento 
de fluxo sanguíneo, consequente à vasodilatação isquêmica. 
Pacientes com doença aterosclerótica nas artérias carótidas 
internas, com redução de mais de 50% no diâmetro interno 
do vaso, apresentam elevação de cerca de 15% do FSC após 
assumirem a posição ortostática e aumento da relação FSC/ 
débito cardíaco na posição ereta e após exercício físico; o 
contrário é observado em indivíduos normais, em que o FSC 
sofre queda de 20% do esperado na posição ereta e após exer­
cício físico. Tais dados sugerem que indivíduos com doença 
aterosclerótica nos vasos cerebrais apresentam defeito nos 
mecanismos autorregulatórios, o qual produz um aumento 
anormal do FSC quando de aumentos do débito cardíaco.