Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 fisiologia cardiovascular O CORAÇÃO BOMBEIA O SANGUE ATRAVÉS DE UM SISTEMA FECHADO DE VASOS. O Sistema Cardiovascular é composto por uma série de tubos (os vasos sanguíneos) preenchidos por um fluido (sangue) e conectados a uma bomba (coração). A pressão gerada no coração propele o sangue continuamente pelo sistema. O sangue captura o oxigênio nos pulmões e os nutrientes no intestino e, então, entrega essas substâncias para as células corporais enquanto, simultaneamente, remove resíduos celulares e calor para serem secretados. ✓ TRANSPORTAR MATERIAIS - A função primária do sistema circulatório é transportar materiais para e de todas as partes do corpo. Substâncias transportadas pelo sistema circulatório podem ser divididas em: nutrientes, água e gases; materiais que se movem de célula a célula no interior do corpo; resíduos que as células eliminam; O oxigênio entra no corpo na superfície de troca dos pulmões. Água e nutrientes são absorvidos através do epitélio intestinal. É necessário um fornecimento contínuo de oxigênio às células, uma vez que muitas células, quando privadas de oxigênio, sofrem danos irreparáveis em curto período de tempo. ✓ COMUNICAÇÃO ENTRE CÉLULAS - Os hormônios secretados pelas glândulas endócrinas são transportados no sangue até suas células alvo. Nutrientes, como a glicose hepática ou ácidos graxos do tecido adiposo, também são transportados pelo sangue para as células metabolicamente ativas. Por fim, a equipe de defesa, que é constituída de leucócitos e anticorpos, patrulha a circulação para interceptar invasores. ✓ RECOLHE RESÍDUOS LIBERADOS - O sistema circulatório recolhe os resíduos metabólicos e o dióxido de carbono liberados pelas células e os transporta para os pulmões e rins, onde serão excretados. Alguns produtos residuais são transportados até o fígado para serem processados antes que sejam excretados na urina e nas fezes. O calor também circula pelo sangue, movendo-se do centro do corpo para a superfície, onde é dissipado. ✓ VASOS SANGUÍNEOS - Os vasos sanguíneos que carregam sangue adiante a partir do coração são chamadas de artérias; os vasos sanguíneos que trazem o sangue para o coração são chamados de veias. I N T R O D U Ç Ã O Por exemplo, cerca de 5 a 10 segundos depois que o fluxo sanguíneo cerebral for interrompido, a pessoa perde a consciência. Se a chegada de oxigênio parar por 5 a 10 minutos, ocorrerá dano cerebral permanente. F U N Ç Õ E S C O N S T I T U I Ç Ã O Um sistema de valvas no coração e nas veias assegura que o sangue flua em apenas um sentido. Ou seja, as valvas impedem que o sangue inverta o sentido do seu fluxo. 2 ✓ CORAÇÃO - O coração está dividido por uma parede central, ou septo, em metades esquerda e direita. Cada metade funciona como uma bomba independente que consiste em um átrio e um ventrículo. Os átrios recebem o sangue que retorna ao coração dos vasos sanguíneos, e os ventrículos bombeiam o sangue para dentro dos vasos sanguíneos. O lado direito do coração recebe sangue a partir dos tecidos e o envia para os pulmões, onde será oxigenado. O lado esquerdo do coração recebe o sangue recém-oxigenado dos pulmões e o bombeia para os tecidos de todo o corpo. A partir do átrio direito, o sangue flui para dentro do ventrículo direito do coração, de onde ele é bombeado via artérias pulmonares para os pulmões, onde é oxigenado. A partir dos pulmões, o sangue vai para o lado esquerdo do coração através das veias pulmonares. Os vasos sanguíneos que vão do ventrículo direito para os pulmões e os que voltam para o átrio esquerdo são denominados circulação pulmonar. O sangue proveniente dos pulmões entra no coração no átrio esquerdo e passa para o ventrículo esquerdo. O sangue é bombeado para fora do ventrículo esquerdo e entra em uma grande artéria conhecida como aorta. A aorta ramifica-se em uma série de artérias menores que, por sua vez, ramificam-se em artérias ainda menores até chegarem, por fim, em uma rede de capilares. Após deixar os capilares, o sangue flui para o lado venoso da circulação, movendo-se de pequenas veias para veias cada vez maiores. As veias da parte superior do corpo se juntam e formam a veia cava superior. As veias da parte inferior se juntam e formam a veia cava inferior. As duas veias cavas desembocam no átrio direito. Os vasos sanguíneos que levam o sangue do lado esquerdo do coração para os tecidos e de volta para o lado direito do coração são denominados circulação sistêmica. O primeiro ramo representa as artérias coronárias, que nutrem o próprio músculo cardíaco. O sangue dessas duas artérias flui para os capilares e, então, para as veias coronárias, as quais desaguam diretamente no seio coronariano, dentro do átrio direito. Ramos ascendentes da aorta vão para os braços, a cabeça e o encéfalo. A aorta abdominal supre de sangue o tronco, as pernas e os órgãos internos, como o fígado (artéria hepática), o trato digestório e os rins (artéria renal). Os líquidos e os gases fluem por gradientes de pressão de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão. Por essa razão, o sangue pode fluir no sistema circulatório apenas se uma região desenvolver pressão mais elevada do que outras. Nos seres humanos, o coração gera alta pressão quando se contrai. O sangue flui para fora do coração para o circuito fechado de vasos sanguíneos. Conforme o sangue se move pelo Sob algumas condições, o sangue com baixo conteúdo de oxigênio pode conferir uma coloração azulada a certas áreas da pele, como ao redor da boca e embaixo das unhas. Essa condição, denominada cianose, é o motivo para se utilizar o azul em desenhos para indicar o sangue com baixos teores de oxigênio. P R E S S Ã O 3 sistema, a pressão diminui, devido ao atrito entre o sangue e a parede dos vasos sanguíneos. Consequentemente, a pressão cai de forma contínua com o movimento do sangue para longe do coração. A pressão mais alta nos vasos do sistema circulatório é encontrada na aorta e nas artérias sistêmicas, as quais recebem sangue do ventrículo esquerdo. A pressão mais baixa ocorre nas veias cavas, imediatamente antes de desembocarem no átrio direito. Pressão é a força exercida nas paredes do vaso que circunda o fluido. Pressão de ejeção/propulsora é a pressão criada dentro dos ventrículos. É a força que impulsiona o sangue através dos vasos sanguíneos. Variações de pressão também podem ocorrer dentro dos vasos: ➢ vasodilatação: baixa pressão ➢ vasoconstricção: aumento de pressão O coração é a usina de força do corpo, um músculo que contrai continuamente, descansando somente nas pausas que duram milissegundos entre os batimentos. Estima-se que o trabalho do coração, em um minuto, seja equivalente a levantar 3 kg a uma altura de 30 cm. A energia necessária para esse trabalho requer suprimento contínuo de nutrientes e oxigênio para o músculo cardíaco. Anatomicamente, o coração é um órgão muscular, com tamanho aproximadamente de um punho. Ele está localizado no centro da cavidade torácica. O ápice pontiagudo do coração está voltado para baixo e para o lado esquerdo do corpo, ao passo que a sua base mais larga fica bem atrás do osso esterno. Dentro da cavidade torácica, o coração situa-se na parte ventral entre os dois pulmões, com seu ápice sobre o diafragma. O coração é envolvido por um saco membranoso resistente, o pericárdio. Uma fina camada de líquido pericárdio, lubrifica a superfície externa do coração, visto que ele bate dentro do saco pericárdico. O coração é composto principalmente pelo músculo cardíaco, ou miocárdio,coberto por finas camadas internas e externas de epitélio e tecido conectivo. Visto a partir do lado externo, a maior parte do coração é a parede muscular espessa dos ventrículos, as duas câmaras inferiores. Os átrios apresentam paredes mais finas e situam-se acimas dos ventrículos. C O R A Ç Ã O OBS: A inflamação do pericárdio (pericardite) pode reduzir a lubrificação ao ponto que o coração atrite contra o pericárdio, criando um som, chamado de atrito pericárdico. 4 Todos os vasos sanguíneos principais emergem da base do coração (isso porque a contração acontece de baixo para cima). A aorta e o tronco pulmonar (artéria) direcionam o sangue do coração para os tecidos e pulmões, respectivamente. As veias cavas e pulmonares retornam o sangue para o coração. Quando o coração é visto de frente (visão anterior), as veias pulmonares estão escondidas atrás dos demais grandes vasos. Percorrendo a superfície dos ventrículos, estão os sulcos que contém as artérias e veias coronárias, as quais suprem de sangue o músculo cardíaco. Como mencionado anteriormente, os lados esquerdo e direito do coração são separados pelo septo interventricular, de modo que o sangue de um lado não se mistura com o sangue do outro lado. Embora o fluxo sanguíneo no lado esquerdo seja separado do fluxo do lado direito, os dois lados contraem-se de um modo coordenado. Primeiro os átrios contraem juntos e depois os ventrículos contraem juntos. O sangue flui das veias para os átrios e segue para os ventrículos por valvas que se abrem em um único sentido. Os ventrículos são as câmaras bombeadores do sangue. O sangue deixa o ventrículo direito via tronco pulmonar, e o esquerdo via aorta. Um segundo conjunto de valvas guarda a saída dos ventrículos, de modo que o sangue não possa fluir de volta para o coração após ter sido ejetado. 5 ✓ VALVAS CARDÍACAS - Quatro anéis de tecido conectivo fibroso circundam as quatro valvas cardíacas. Esses anéis formam a origem e a inserção do músculo cardíaco, um arranjo que traciona ao mesmo tempo o ápice e a base do coração quando os ventrículos se contraem. Além disso, o tecido conectivo fibroso atua como isolante elétrico, bloqueando a maior parte da transmissão de sinais elétricos entre os átrios e os ventrículos. Esse arranjo assegura que os sinais elétricos possam ser conduzidos por um sistema de condução especializado par ao ápice do coração, gerando uma contração do ápice do coração até a base. O sangue flui através do coração em um único sentido, dois conjuntos de valvas cardíacas asseguram este fluxo unidirecional: as valvas atrioventriculares, localizadas entre os átrios e os ventrículos, e as válvulas semilunares, localizadas entre os ventrículos e as artérias. Embora estes dois conjuntos de valvas sejam muito diferentes em termos estruturais, eles têm a mesma função: impedir o fluxo sanguíneo para trás. Na abertura entre cada átrio e o seu ventrículo há uma valva atrioventricular (AV). Quando um ventrículo contrai, o sangue é empurrado contra o lado de baixo da valva AV, empurrando-a para cima para assumir a posição fechada. As duas valvas AV não são idênticas. A valva que separa o átrio direito do ventrículo direito tem três folhetos e é chamado de válvula tricúspide. A valva entre o átrio esquerdo e o ventrículo esquerdo tem somente dois folhetos e é chamada de válvula bicúspide. A valva AV esquerda também é chamada de valva mitral. As válvulas semilunares separam os ventrículos das grandes artérias. A valva aórtica está entre o ventrículo esquerdo e a aorta, e a valva pulmonar, entre o ventrículo direito e a tronco pulmonar. 6 A maior parte do coração é composta por células musculares cardíacas, ou miocárdio. A maioria das células musculares cardíacas é contrátil, mas cerca de 1% delas são especializadas em gerar potenciais de ação espontaneamente. Essas células são responsáveis por uma propriedade única do coração: sua capacidade de se contrair sem qualquer sinal externo. O coração pode se contrair sem uma conexão com outras partes do corpo, pois o sinal para a contração é miogênico, ou seja, é originado dentro do próprio músculo cardíaco. O sinal para a contração miocárdica não é proveniente do sistema nervoso central, mas de células miocárdicas especializadas, denominadas células autoexcitáveis. As células autoexcitáveis são também denominadas células marca-passo, uma vez que elas determinam a frequência dos batimentos cardíacos. As células contráteis: elas são menores e contêm poucas fibras contráteis. Como elas não têm sarcômeros organizados, as células autoexcitáveis não contribuem para a força contrátil do coração. Entretanto, as células típicas de músculo estriado, com fibras contráteis organizadas em sarcômeros. O músculo cardíaco difere de forma significativa do músculo esquelético e compartilha algumas propriedades com o músculo liso: ➢ as fibras musculares cardíacas são muito menores do que as fibras musculares esqueléticas. ➢ as células musculares cardíacas individuais ramificam-se e juntam-se com as células vizinhas, criando uma rede complexa. As junções celulares (discos intercalares) consistem em membranas interligadas. ➢ as junções comunicantes nos discos intercalares conectam eletricamente as células musculares cardíacas umas às outras. Elas permitem que as ondas de despolarização se espalhem rapidamente de célula a célula, de modo que todas as células do músculo cardíaco se contraem quase simultaneamente. ➢ os túbulos T das células miocárdicas são maiores do que os do músculo esquelético e se ramificam dentro das células miocárdicas. ➢ o retículo sarcoplasmático miocárdico é menor que o do músculo esquelético; por isso, o músculo cardíaco depende, em parte, do Ca2+ extracelular para iniciar a contração. ➢ as mitocôndrias ocupam cerca de um terço do volume celular de uma fibra contrátil cardíaca, devido à grande demanda energética dessas células. C É L U L A S C A R D Í A C A S 7 No músculo cardíaco, um potencial de ação inicia o acoplamento excitação-contração (acoplamento EC), contudo, o potencial de ação origina-se espontaneamente nas células marca-passo do coração e se propaga para as células contráteis através das junções comunicantes. Outros aspectos do acoplamento EC cardíaco são similares aos processos encontrados na contração dos músculos esquelético e liso. ✓ ETAPA 1 - Um potencial de ação que entra em uma célula contrátil se move pelo sarcolema e entra nos túbulos T. ✓ ETAPA 2 - Abre os canais de Ca2+ dependentes de voltagem tipo L na membrana das células. O Ca2+ entra nas células através desses canais, movendo-se a favor do seu gradiente eletroquímico. ✓ ETAPA 3 - A entrada de cálcio abre os canais liberadores de cálcio do tipo rianodínico (RyR) no retículo sarcoplasmático. Esse processo de acoplamento EC no músculo cardíaco é também chamado de liberação de Ca2+ - induzida pelo Ca2+ (LCIC). ✓ ETAPA 4 - Quando os canais Ryr se abrem, o cálcio estocado flui para fora do retículo sarcoplasmático e entra no citosol. ✓ ETAPA 5 - Esse processo cria uma fagulha que pode ser vista utilizando-se métodos bioquímicos especiais. A abertura múltipla de diferentes canais RyR se somam para criar o sinal de Ca2+. ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO – CONTRAÇÃO NO MÚSCULO CARDÍACO 8 ✓ ETAPA 6 - O cálcio difunde-se pelo citosol para os elementos contráteis, onde se liga à troponina e inicia o ciclo de formação de pontes cruzadas e o movimento. A contração ocorre pelo mesmo tipo de movimento de deslizamento de filamentos que ocorre nomúsculo esquelético ✓ ETAPA 7 - O relaxamento no músculo cardíaco geralmente é similar ao do músculo esquelético. Com a diminuição das concentrações citoplasmáticas de Ca2+, o Ca2+ desliga-se da troponina, liberando a actina da miosina, e os filamentos contráteis deslizam de volta para sua posição relaxada. ✓ ETAPA 8 - Como no músculo esquelético, o Ca2+ é transportado de volta para o retículo sarcoplasmático com ajuda da Ca2+ - ATPase. ✓ ETAPA 9 - Entretanto, no músculo cardíaco, o Ca2+ também é removido de dentro da célula pelo trocador Na+- Ca2+ (NCX). ✓ ETAPA 10 - Um Ca2+ é removido para fora da célula contra o seu gradiente eletroquímico em troca de 3 Na+ para dentro da célula a favor do seu gradiente eletroquímico. O sódio que entra na célula durante essa troca é removido pela Na+ - K+ - ATPase. A contração do músculo cardíaco pode ser graduada. Uma única fibra muscular pode executar contrações graduadas, nas quais a fibra varia a quantidade de força que gera. A força gerada pelo músculo cardíaco é proporcional ao número de ligações cruzadas que estão ativas. O número de ligações cruzadas é determinado pela quantidade de Ca2+ ligado à troponina. O músculo cardíaco é um tecido excitável com a capacidade de gerar potenciais de ação. Cada um dos dois tipos de células musculares cardíacas tem um potencial de ação distinto, que varia um pouco no formato, dependendo do local do coração onde ele é medido. Tanto no miocárdio autoexcitável quanto no contrátil, o Ca2+ desempenha um papel importante no potencial de ação. CÉLULAS MIOCÁRDICAS CONTRÁTEIS Os potenciais de ação das células cardíacas contráteis são similares, de diversas maneiras, aos dos neurônios e dos músculos esqueléticos. A fase de despolarização rápida do potencial de ação é resultante da entrada de Na+, e a fase de repolarização rápida é devida à saída de K+ da célula. As células miocárdicas têm um potencial de ação mais longo, devido à entrada de Ca2+. ✓ FASE 4: POTENCIAL DE MEBRANA EM REPOUSO - As células miocárdicas contráteis têm um potencial de repouso estável de aproximadamente – 90 mV. ✓ FASE 0: DESPOLARIZAÇÃO - Quando a onda de despolarização entra na célula contrátil através das junções comunicantes, o potencial de membrana torna-se mais positivo. Os canais de Na+ dependentes de voltagem se abrem, permitindo que a entrada de Na+ despolarize rapidamente a célula. O potencial de membrana atinge cerca de + 20 mV antes de os canais de Na+ se fecharem. Estes são canais de Na+ com duas comportas. OBS: A liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático fornece, aproximadamente, 90% do Ca2+ necessário à contração muscular, sendo que os 10% restantes entram na célula a partir do líquido extracelular. C O N T R A Ç Ã O D O M Ú S C U L O P O T E N C I A I S D E A Ç Ã O 9 ✓ FASE 1: REPOLARIZAÇÃO INICIAL - Quando os canais de NA+ se fecham, a célula começa a repolarizar à medida que o K+ deixa a célula pelos canais de K+ abertos. ✓ FASE 2: O PLATÔ - A repolarização inicial é muito breve. O potencial de ação, então, se achata e forma um platô como resultado de dois eventos: uma diminuição na permeabilidade ao K+ e um aumento na permeabilidade ao Ca2+. Os canais de Ca2+ dependentes de voltagem ativados pela despolarização foram abertos lentamente durante as fases 0 a 1. Quando eles finalmente abrem, o Ca2+ entra na célula. Ao mesmo tempo, alguns canais “rápidos” de K+ se fecham. A combinação do influxo de Ca2+ com a diminuição do efluxo de K+ faz o potencial de ação se achatar e formar um platô. ✓ FASE 3: REPOLARIZAÇÃO RÁPIDA - O platô termina quando os canais de Ca2+ se fecham e a permeabilidade ao K+ aumenta mais uma vez. Os canais lentos de K+, responsáveis por essa fase, são similares aos dos neurônios: eles são ativados pela despolarização, mas são abertos lentamente. Quando os canais lentos de K+ se abrem, o K+ sai rapidamente e a célula retorna para seu potencial de repouso. O influxo de Ca2+ durante a fase 2 prolonga a duração total do potencial de ação do miocárdio. Um potencial de ação típico em um neurônio ou fibra muscular esquelética dura entre 1 e 5 ms. Em uma célula miocárdica contrátil, o potencial de ação dura geralmente 200 ms ou mais. O potencial de ação miocárdico mais longo ajuda a impedir a contração sustentada, chamada de tétano. A prevenção do tétano no coração é importante porque o músculo cardíaco deve relaxar entre as contrações, de modo que os ventrículos possam encher-se com sangue. CÉLULAS MIOCÁRDICAS AUTOEXCITÁVEIS As células miocárdicas autoexcitáveis tem a capacidade única de gerar potenciais de ação espontaneamente na ausência de um sinal do sistema nervoso, isso, é resultante do seu potencial de membrana instável, o qual inicia em -60 mV e lentamente ascende em direção ao limiar. Esse potencial de membrana instável é chamado de potencial marca-passo. Sempre que o potencial marca-passo depolariza até o limiar, as células autoexcitáveis disparam um potencial de ação. Quando os canais If, se abrem em potenciais de membrana negativos, o influxo de Na+ excede o efluxo de K+. O influxo resultante de carga positiva despolariza lentamente a célula autoexcitável. À medida que o potencial de membrana se torna mais positivo, os canais de If, fecham-se gradualmente, e alguns canais de Ca2+ se abrem. O resultante influxo de Ca2+ continua a despolarização, e o potencial de membrana move-se continuamente em direção ao limiar. 10 A despolarização inicia no nó sinoatrial (nó SA), as células autoexcitáveis no átrio direito que servem como o principal marca-passo do coração. A onda de despolarização, então, propaga-se rapidamente por um sistema especializado de condução, constituído de fibras autoexcitáveis não contráteis. Uma via intermodal ramificada conecta o nó SA com o nó atrioventricular (nó AV), um grupo de células autoexcitáveis perto do assoalho do átrio direito. Do nó AV, a despolarização move-se para os ventrículos. As fibras de Purkinje, células de condução especializada dos ventrículos, transmitem os sinais elétricos muito rapidamente para baixo pelo fascículo atrioventricular, ou feixe AV, também chamado de feixe de His (“hiss”), no septo ventricular. Percorrido um curto caminho no septo, o fascículo se divide em ramos esquerdo e direito. Esses ramos continuam se deslocando para o ápice do coração, onde se dividem em pequenas fibras de Purkinje, que se espalham lateralmente entre as células contráteis. As células do nó SA determinam o ritmo dos batimentos cardíacos. Outras células do sistema de condução, como as do nó AV e as fibras de Purkinje, têm potenciais de repouso instáveis e podem também agir como marca-passos sob algumas condições. Entretanto, devido ao fato de seus ritmos serem mais lentos do que o do nó SA, elas normalmente não têm a oportunidade de determinar o ritmo dos batimentos cardíacos. As fibras de Purkinje, por exemplo, podem disparar espontaneamente potenciais de ação, mas sua frequência é muito baixa, entre 25 e 40 batimentos por minuto. C O R A Ç Ã O 11 ✓ ETAPA 1 - O sinal elétrico para a contração começa quando o nó AS dispara um potencial de ação e a despolarização se propaga para as células vizinhas através das junções comunicantes. ✓ ETAPA 2 - A condução elétrica é rápida através das vias de condução intermodais. ✓ ETAPA 3 - No entanto, a condução elétrica é mais lenta através das células contráteis do átrio. ✓ ETAPA 4 - Quandoos potencias de ação se espalham pelos átrios, eles encontram o esqueleto fibroso do coração na junção entre os átrios e os ventrículos. Esta barreira impede que os sinais elétricos sejam transferidos dos átrios para os ventrículos. Consequentemente, o nó AV é o único caminho através do qual os potenciais de ação podem alcançar as fibras contráteis dos ventrículos. O sinal elétrico passa do nó AV para o fascículo AV e seus ramos até o ápice do coração. ✓ ETAPA 5 - Os ramos subendocárdicos (fibras de Purkinje) transmitem os impulsos muito rapidamente, com velocidade de até 4 ms, de modo que todas as células contráteis do ápice se contraem quase ao mesmo tempo. 12
Compartilhar