Resumo Biofisica

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UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO
Curso de Fisioterapia
AMÁLIA DE CÁSSIA PINHEIRO SILVA 001201400265
TALITA NASCIMENTO 001201708752
RESUMO DO LIVRO: BIOFÍSICA ESSENCIAL
CAPÍTULO 4 – BIOFÍSICA DOS FLUÍDOS E CIRCULAÇÃO
Bragança Paulista
2020
BIOFÍSICA DOS FLUIDOS.
Conceito de Fluidodinâmica: é o estudo dos fluidos (líquidos e gases) em movimento e seu estudo é de extrema importância pois nada no universo encontra-se estático, nem mesmo os fluidos. Um exemplo é o corpo humano, onde os fluidos se movem sem cessar. 
SISTEMA COMPOSTOS POR FLUIDOS:
Quando os fluidos estão em movimento organizado, é necessário que o fluido esteja em um recipiente que possa, de certa maneira, acondiciona-lo. Como o fluido interage ativamente com esse continente para que se estabeleça a sua dinâmica, eles constituem um sistema.
Circuito: é qualquer estrutura que contenha fluidos em movimento. O circuito forma um sistema com fluidos dinâmicos.
Circuito pode ser: Fechado: o fluido que está contido nesse circuito movimenta-se sem contato direto com os outros sistemas.
Aberto: o fluido contido nesse circuito estabelece contato direto com os outros sistemas, podendo partir dele ou deixar o circuito.
Sempre que um fluido estiver em movimento dentro de um recipiente, será chamado de circuito. Para exemplificar, vamos pensar num encanamento por onde passa água; podemos dizer então que o encanamento é um circuito para a água.
APLICAÇAO DO CONCEITO DE PRESSÃO.
Pressão: é a força que é aplicada em algo.
Lei fundamental da fluidodinâmica: só ocorrera aceleração de um fluido se houver diferença de pressão entre os dois pontos do circuito, porém, ao ter sua inercia rompida pela diferença de pressão, o movimento do fluido em velocidade constante é mantido pela própria inercia. Com isso, a lei da inercia também se aplica aos fluidos.
Exemplo: relação seringa-veia e pulmão-ar. Onde ao expandir os pulmões e puxar o embolo da seringa, a pressão nesses dois locais diminuem e ao comprimir os pulmões e empurrar o embolo da seringa aumenta a pressão nesses dois locais. Isso se deve ao fato de que ao aumentarmos o volume no continente, a pressão em seu interior diminui e ao diminuir o volume do continente a pressão aumenta em seu interior. Essa explicação foi dada a partir da Lei de Boyle.
Em razão de uma força de resistência (força que se opõe ao movimento) inerente ao deslocamento do fluido ao longo do circuito, essa força de resistência deve ser vencida por uma força motriz (força que atua em favor do movimento) para que o líquido se mantenha em inercia. Se conclui que a aceleração de um fluido ocorre de maior pressão do circuito para o de menor pressão.
Agora, vamos definir dois termos importantes e de uso comum na fisiologia:
Pressão positiva: quando aumentamos a pressão de um continente, ou seja, uma pressão que ‘expulsa’ o fluido de seu interior.
Pressão negativa: quando diminuímos a pressão de um continente, ou seja, essa pressão de sucção ”aspira” um fluido para seu interior.
Com isso, para criar uma pressão positiva, devemos diminuir o volume do continente. Agora, para criar uma pressão negativa, devemos aumentar o volume do continente.
Vale ressaltar que a expressão “negativa e positiva” é meramente ilustrativa, uma vez que pressão é uma grandeza escalar, ou seja, existe ou não.
Continuando... na fisiologia da respiração, consideramos pressão negativa qualquer pressa menor que a pressão atmosférica, ou seja, uma pressão capaz de aspirar o ar para o interior dos alvéolos. No caso dos capilares linfáticos, por terem capacidade de dilatar ativamente, ao se dilatar, o capilar aumenta seu volume e portanto, sua pressão diminui. Dessa forma, os capilares linfáticos produzem uma pressão negativa que aspira os líquidos em excesso do interstício. Outro exemplo, seria o coração, o qual realiza movimentos de sístole e diástole. Durante a sístole(contração), a cavidade dos ventrículos diminui e, consequentemente a pressão interior aumenta. Já, na diástole(relaxamento), os átrios aumentam sua cavidade e consequentemente a pressão interior diminui.
FLUXO
Fluxo é a grandeza física que exprime o volume de fluido que escoa por unidade de tempo. Tendo como sinônimos: caudal e vazão.
Vamos, agora, entender melhor um sistema fechado e, para isso vamos utilizar como exemplo o nosso sistema circulatório.
Sequência: coração – vasos – artérias – rede capilar – vasos venosos- coração.
Sabe-se que o fluxo cardíaco é de aproximadamente 5 litros por minuto. Com isso, se a cada minuto 5 litros de sangue é ejetado pelo coração, os mesmos 5 litros de sangue retornam ao coração. Isso se deve ai fato do sistema circulatório ser um sistema fechado.
É importante não confundir fluxo com velocidade de escoamento. Fluxo é o VOLUME que escoa em determinado tempo.
Outro fator importante é o raio por onde o liquido passará. Se o raio dos vasos ser o mesmo, quanto maior a velocidade, maior será o fluxo. No entanto, quando os raios forem diferentes, quanto menor o raio, maior a velocidade de escoamento caso se pretenda manter o mesmo fluxo.
ENERGIA MECÂNICA DOS FLUÍDOS
Energia mecânica: energia potencial (quando o corpo, em virtude de sua posição, tem a possibilidade de entrar em movimento) + energia cinética (modalidade de energia determinada pela velocidade de escoamento do fluido)
Obs: a energia potencial nos fluidos é representada pela pressão.
Obs ²: a energia cinética nos fluidos é representada pela velocidade.
PRESSÃO NOS CAPILARES
Uma das diferenças fundamentais que existe no sistema arterial em relação a um sistema hidráulico simples é que, na maioria das arteríolas, existem esfíncteres pré-capilares, essas estruturas produzem um estreitamento importante na extremidade arteriolar, fazendo com que o volume de sangue que chega aos capilares flua de modo lento e continuo. O choque do sangue com o esfíncter produz uma dissipação de energia, fazendo com que a pressão e a velocidade do sangue após o esfíncter fiquem bastante reduzidas.
Outra observação importante acerca dos capilares é que eles apresentam paredes finas, e mesmo com uma pressão de 10 mmHg, poderia causar sua ruptura. Isso não acontece graças aos capilares apresentarem um raio pequeno, o que vai fazer com que a tensa na parede seja pequena.
Concluindo, para que um capilar cumpra bem o seu papel, é importante que a pressão capilar e a velocidade do escoamento do sangue sejam baixas.
RESISTÊNCIA AO FLUXO
O fluxo é dado pela razão entre a diferença de pressão e resistência.
Podemos verificar que o fluxo vai depender da diferença de pressão entre o início e o fim do trajeto e, pelo fato do fluxo ser inversamente proporcional a resistência imposta a sua passagem.
Resistencia ao fluxo é a dificuldade imposta ao escoamento do fluxo. Com isso, temos alguns fatores responsáveis por esta resistência.
· Raio do vaso: quanto maior o raio do vaso, menor a resistência e maior o fluxo.
· Esfíncter pré- capilar: vai alterar o raio do vaso, a resistência e assim, a pressão do sistema.
Obs: uma interrogação foi posta em ‘mesa’. Será que se dobrarmos o raio, dobraremos o fluxo?
Respondendo à pergunta, foram feitas algumas observações e chegou-se a uma conclusão: Se dobrarmos o raio de um vaso, aumentamos o fluxo em 16 vezes. Ou seja, o fluxo de um vaso é diretamente proporcional a quarta potência de seu raio e mínimas alterações no calibre de um vaso criam alterações no fluxo de seu conteúdo.
Outro fator que interfere no fluxo é a viscosidade do fluido. Uma vez que líquidos mais viscosos teriam que receber uma força maior para ser ejetado. Assim, o fluxo em um vaso é inversamente proporcional a viscosidade de seu conteúdo.
Vimos também, por experiências, que ao dobrarmos o comprimento do vaso, dobramos sua resistência. A explicação se acomete no fato de quanto maior a extensão do vaso, maior a superfície de atrito entre a lâmina externa do fluido e a parede do vaso.
VISÃO TERMODINÂMICA DA CIRCULAÇÃO
Existem forças dissipativas no sistema circulatório, sendo o sistema dissipativo a parte da energia que sedegrada, se transformando em um tipo de energia que não pode retornar ao tipo original. Pois bem, desde a saída do sangue do coração até o seu retorno, a energia mecânica deveria se conversar, caso o sistema circulatório fosse conservativo. Mas, como sabemos, este não é o que acontece. Assim, a energia mecânica não se conversa, já que uma parcela, tanto da energia cinética quanto do potencial, se transforma em entropia, em função das forças dissipativas.
Como as grandes artérias apresentam um considerável grau de elasticidade, logo ao sair do coração a pressão do sangue é amortecida pela dilatação de tais artérias, principalmente pela artéria aorta. Assim, parte da energia potencial do sangue é transformada em energia potencial elástica nas artérias. Outra força dissipativa muito importante é a força de atrito. Apesar de o endotélio que reveste os vasos sanguíneos apresentar um dos coeficientes de atrito mais baixos da natureza, como a extensão total dos vasos é grande, existe dissipação de energia mecânica do sangue em função do atrito com o endotélio.
Além disso, pelo fato de o sangue não ser um fluido homogêneo, já́ que apresenta células e proteínas em seu conteúdo, o fluxo do sangue não é perfeitamente laminar. Assim, existe também perda de energia por meio do atrito entre as lâminas do próprio sangue.
Como as artérias se bifurcam, o choque da coluna de sangue com as incontáveis bifurcações também faz com que parte da energia seja dissipada.
Os esfíncteres preá́-capilares, também contribuem para a perda de energia, uma vez que o sangue também se choca com eles.
Em função de todas essas variáveis dissipativas, o sangue chega aos capilares com baixa pressão (energia potencial) e baixa velocidade (energia cinética). Após deixar os capilares, o sangue chega ao sistema venoso com baixa pressão e retorna ao coração graças à pressão aspirativa produzida pela diástole dos átrios.