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EA D Fisiologia Cardíaca 4 1. OBJETIVOS • Compreender o sistema circulatório. • Analisar o funcionamento do nódulo sino atrial e sistema de Purkinje. • Interpretar as propriedades do coração. • Compreender o funcionamento do eletrocardiograma e os tipos de ondas e sons cardíacos. • Interpretar a circulação pulmonar e a circulação sistêmi- ca. • Analisar o funcionamento da pressão arterial (PA). 2. CONTEÚDOS • Sistema circulatório. • Nódulo sinoatrial e sistema de Purkinje. © Fisiologia Humana Geral e Aplicada138 • Propriedades do coração. • Eletrocardiograma, tipos de ondas e sons cardíacos. • Ciclo cardíaco. • Débito cardíaco. • Controle nervoso do coração. • Hemodinâmica. • Circulação pulmonar e circulação sistêmica. • Pressão arterial (PA). • O sistema cardiovascular e o exercício. 3. ORIENTAÇÕES PARA O ESTUDO DA UNIDADE Antes de iniciar o estudo desta unidade, é importante que você leia as orientações a seguir: 1) Tenha sempre à mão o significado dos conceitos expli- citados no Glossário e suas ligações pelo Esquema de Conceitos-chave para o estudo de todas as unidades deste CRC. Isso poderá facilitar sua aprendizagem e seu desempenho. 2) Tente imaginar o sangue circulando pelos vasos e pelo coração. Use lápis vermelho para sangue arterial e azul para sangue venoso e tente ir desenhando o ciclo do sangue pelo sistema cardiovascular. Comece pelos pul- mões e vá avançando até retornar a eles. Seja detalhista no percurso dentro das câmaras cardíacas. 3) Leia os livros da bibliografia indicada para que você am- plie e aprofunde seus horizontes teóricos. Esteja sempre com o material didático em mãos e discuta a unidade com seus colegas e com o tutor. Este é só o início de nos- sa jornada para entender a Fisiologia Humana. 4) Pense na atividade física. Usando um livro-texto de Fi- siologia do Exercício, descreva como os exercícios de resistência (maratona) e resistido (musculação) alteram aguda e cronicamente, de forma distinta, a anatomia e o funcionamento do coração. 139 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca 4. INTRODUÇÃO À UNIDADE Na unidade anterior, você teve a oportunidade de compre- ender a importância do músculo esquelético, bem como dos me- canismos envolvidos na contração muscular. Nesta unidade, você será convidado a analisar o sistema cir- culatório. Vamos lá? 5. SISTEMA CIRCULATÓRIO Com a evolução, seres unicelulares uniram-se, formando, inicialmente, colônias cooperativas e, posteriormente, organismos multicelulares. Porém, na maioria desses organismos, somente a camada externa possui contato com o ambiente, o que gerou um problema na troca de oxigênio e nutrientes, devido à grande dis- tância entre o ambiente e o interior das células. A solução foi desenvolver sistemas circulatórios que movem fluidos entre a superfície corporal e seu interior. Em animais mais simples, esses fluidos se movem quando o animal se movimenta. Já animais mais complexos possuem bombas musculares denomi- nadas corações. Portanto, a função do coração é fazer circular o fluido interno. O sistema circulatório humano tem a função de levar nutrien- tes e O2 e de retirar metabólitos de todos os tecidos do organismo por meio do sangue, além de manter a regulação da temperatura. A circulação do sangue, em animais complexos, exige a ação de uma bomba muscular: o coração. Essa bomba cria a pressão hi- drostática necessária para mover o sangue através do sistema. O sangue sai do coração pelas artérias e retoma a ele por meio das veias. Esse sistema é considerado fechado porque as artérias e as veias apresentam uma continuidade entre si por meio de vasos menores. © Fisiologia Humana Geral e Aplicada140 As artérias ramificam-se para formar uma rede de vasos me- nores. Quando os vasos se tornam microscópicos, eles formam as arteríolas, que originam vasos muito menores denominados capilares. Os capilares são os menores e mais numerosos vasos sanguíneos. Todas as trocas de oxigênio, dióxido de carbono e nutrientes entre o sistema circulatório e os tecidos ocorrem por intermédio dos leitos capilares. O sangue passa dos leitos capila- res aos pequenos vasos venosos denominados vênulas. À medida que elas se dirigem ao coração, aumentam de tamanho e tornam- se veias. As principais veias desembocam no coração. A mistura do sangue venoso das partes superior e inferior do corpo que se acumula no lado direito do coração é denominada sangue venoso misto. Portanto, o sangue venoso misto representa uma média do sangue venoso de todo o corpo. Para entender melhor o sistema circulatório e como ele se ajusta aos mais diversos tipos de estresse, por exemplo, como res- ponde ao exercício, é importante conhecermos os detalhes da es- trutura do músculo cardíaco, assim como das suas atividades elé- tricas e mecânicas do coração. Estrutura do coração O músculo cardíaco é estriado (contém filamentos proteicos de actina e de miosina), exige cálcio para ativar os miofilamentos e contrai-se por meio do modelo de filamento deslizante de con- tração muscular da mesma forma que o músculo esquelético. Uma diferença importante é que as fibras musculares cardíacas são for- madas por muitas células individuais que se conectam em série entre si. Na célula cardíaca, as membranas celulares fundem-se e formam junções comunicantes (gap junctions) que são muito per- meáveis e permitem a difusão relativamente livre de íons. Assim, o músculo cardíaco é um sincício funcional formado por muitas células musculares cardíacas. Essas células muscula- res cardíacas são tão interconectadas que, quando uma delas é 141 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca estimulada, o potencial de ação se propaga para todas as outras, transmitindo-se de uma célula à célula vizinha, fazendo com que todas as células se contraiam ao mesmo tempo. Porém, as células musculares cardíacas dos átrios são sepa- radas das células musculares ventriculares por uma camada de tecido conjuntivo que não permite a transmissão de impulsos elé- tricos. Por isso, os átrios contraem-se separadamente dos ventrí- culos. Outra diferença entre as células musculares cardíacas e as células musculares esqueléticas é que as células do músculo car- díaco humano não podem ser divididas em muitos tipos diferentes de fibra. O miocárdio ventricular é um músculo mais homogêneo que contém principalmente um tipo de fibra, similar em muitos aspectos às fibras de contração lenta encontradas no músculo es- quelético. Isto é, as células musculares cardíacas são de natureza altamente aeróbia, contêm um extenso suprimento capilar e apre- sentam muitas mitocôndrias. Além disso, assim como o músculo esquelético, o músculo cardíaco pode alterar sua força de contração como uma função do grau de sobreposição entre os filamentos de actina e de miosina. O coração consiste em duas bombas separadas: • um coração direito, que bombeia o sangue aos pulmões; • um coração esquerdo, que bombeia o sangue aos órgãos periféricos. O átrio e o ventrículo direitos formam a bomba direita, en- quanto o átrio e o ventrículo esquerdos se combinam para for- mar a bomba esquerda, como você pode observar na Figura 1. O lado direito do coração é separado do esquerdo por uma parede muscular denominada septo interventricular, que impede que o sangue de cada um dos lados do coração se misture. © Fisiologia Humana Geral e Aplicada142 Figura 1 Visão anterior do coração. É possível observar na Figura 1, as veias que trazem o san- gue até o coração e as artérias que levam esse sangue do coração a todos os órgãos e tecidos do corpo ou aos pulmões. Também podemos observar os átrios e os ventrículos, as válvulas e o septo que divide o coração em duas bombas distintas. O átrio funciona principalmente como uma bomba fraca, que auxilia a impulsionar o sangue para o ventrículo.O ventrículo, por sua vez, fornece a principal força para impulsionar o sangue através da circulação pulmonar ou periférica. Para impedir o movimento retrógrado do sangue, o coração possui quatro válvulas unidirecionais. As válvulas atrioventriculares direita e esquerda conectam os átrios aos ventrículos direito e esquerdo, respectivamente. Es- sas válvulas, que você pode observar na Figura 1, também são co- 143 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca nhecidas como válvula tricúspide (válvula atrioventricular direita) e válvula mitral (ou bicúspide; válvula atrioventricular esquerda). Entre os ventrículos e artérias, há a válvula semilunar pulmonar (ventrículo direito) e a válvula semilunar aórtica (ventrículo es- querdo), que impedem o fluxo retrógrado das artérias para o inte- rior dos ventrículos. Miocárdio A parede do coração é composta por três camadas: • camada externa, denominada epicárdio; • camada intermediária muscular, o miocárdio; • camada interna, denominada endocárdio. O miocárdio, ou músculo cardíaco, é o responsável pela con- tração e, consequentemente, pela expulsão do sangue do coração. O miocárdio é irrigado pelas artérias coronárias direita e esquerda. Esses vasos são ramificações da aorta e circundam o coração. As veias coronárias correm próximo às artérias e drenam todo o san- gue coronário para uma veia maior, denominada seio coronário, que libera o sangue no átrio direito. A manutenção de um suprimento sanguíneo constante para o coração por meio das artérias coronárias é fundamental, pois, mesmo em repouso, a demanda de oxigênio e de nutrientes do coração é alta. Quando o fluxo sanguíneo coronário é interrompi- do (bloqueio de um vaso sanguíneo coronário) por mais de alguns minutos, ocorre uma lesão permanente no coração. Esse tipo de lesão leva à morte de células musculares cardíacas e é comumente denominado infarto do miocárdio. O número de células cardíacas que morrem devido à hipóxia determina a gravidade do infarto do miocárdio. Isto é, um infarto leve do miocárdio pode lesar apenas uma pequena porção do coração, enquanto um infarto grave do miocárdio pode destruir um grande número de células cardíacas. Um infarto do miocárdio grave diminui enormemente a capacida- de de bombeamento do coração e, portanto, quanto menor for a © Fisiologia Humana Geral e Aplicada144 lesão cardíaca durante um infarto do miocárdio, melhor. Evidências recentes indicam que o treinamento físico pode prover proteção cardíaca contra a lesão durante um infarto do miocárdio. Potencial de ação e período refratário O potencial de membrana em repouso do músculo cardíaco normal é de aproximadamente -85 a -95 milivolts (mV) e de cerca de -90 a -100 mV nas fibras de condução especializadas, as fibras de Purkinje. O potencial de ação é de 105 mV, o que quer dizer que o potencial de membrana se eleva de seu valor normalmente muito negativo para um valor ligeiramente positivo, de +20 mV. A membrana permanece despolarizada por cerca de 0,2s no múscu- lo atrial, e 0,3s no músculo ventricular, formando o platô, confor- me ilustrado na Figura 2. No final do platô, ocorre a repolarização abrupta. A presença desse platô no potencial de ação faz a contra- ção muscular durar de 3 a 15 vezes mais no músculo cardíaco do que no músculo esquelético. Figura 2 O potencial de ação de uma célula cardíaca. Acima, a representação da despolarização seguida de repolarização. Abaixo, a representação do influxo e efluxo dos íons em cada fase do potencial de ação. Pelo menos duas diferenças importantes entre as fibras mus- culares esqueléticas e as cardíacas provocam o potencial de ação mais prolongado e a presença do platô, que são: além da abertu- 145 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca ra de um grande número de canais rápidos de sódio, assim como ocorre na fibra muscular esquelética; na fibra muscular cardíaca, o potencial de ação é provocado também pela abertura de canais lentos de cálcio, que mantêm o longo período de despolarização, determinado o platô da fibra muscular cardíaca. A outra importan- te diferença é que o efluxo de íons potássio, durante o platô, dimi- nui acentuadamente, impedindo o retorno precoce da voltagem do potencial de ação para o seu valor de repouso. Assim como todos os tecidos excitáveis, o músculo cardíaco possui um período refratário, intervalo de tempo durante o qual um impulso cardíaco normal não pode reexcitar uma área já exci- tada. Além do período refratário normal do ventrículo, existe, no músculo cardíaco, um período refratário relativo adicional, duran- te o qual o músculo é mais difícil de excitar que o normal, mas, ainda assim, pode ser excitado. Esse período de tempo em que o músculo não pode ser reexcitado é muitíssimo importante para o coração; por isso, garante que ele relaxe primeiro para depois poder se contrair novamente, garantindo, assim, que o coração exerça sua função, que é a de uma bomba. 6. NÓDULO SINOATRIAL E SISTEMA DE PURKINJE Muitas células do miocárdio possuem um ritmo intrínseco. No entanto, no coração normal, a atividade elétrica espontânea é gerada em uma região especializada localizada no átrio direito, de- nominada nodo sinoatrial (nodo SA) ou sinusal. Portanto, o nodo SA possui a função de marca-passo do coração. A atividade elétri- ca espontânea do nodo sinoatrial (SA) ocorre após uma diminui- ção do potencial da membrana de repouso, que se dá pelo influxo de sódio durante a diástole. Quando o nodo sinoatrial (SA) atin- ge o limiar de despolarização e dispara, a onda de despolarização dissemina-se pelos átrios e acarreta a contração atrial. Por ser o coração constituído por dois sincícios distintos (o atrial e o ventricular), quando uma célula do átrio se contrai, to- das as outras células atriais irão se contrair, assim como acontece nos ventrículos. © Fisiologia Humana Geral e Aplicada146 Contudo, a onda de despolarização atrial não pode atraves- sar diretamente para os ventrículos. Para que os potenciais de ação gerados nos átrios promovam a contração total do coração, eles precisam chegar aos ventrículos. Para que isso ocorra, o po- tencial de ação gerado no nodo sinoatrial (SA) é conduzido, pelas vias internodais, até o nodo atrioventricular (AV), que causa um retardo na condução do impulso na passagem dos átrios para os ventrículos. Esse retardo fornece tempo para os átrios esvaziarem o excesso de sangue dentro dos ventrículos, antes do início da contração ventricular. Do nodo atrioventricular (AV), localizado no átrio, os potenciais de ação são conduzidos para o sincício ventri- cular por meio de um sistema de condução especializado, o feixe atrioventricular (AV), também conhecido como feixe de His. Ao atingir os ventrículos, essas vias condutoras se ramificam em fibras menores, denominadas fibras de Purkinje, que dissemi- nam a onda de despolarização a todas as partes dos ventrículos, como você pode observar na Figura 3. Figura 3 O sistema de excitação e condução do coração. O potencial de ação inicia-se nas células marca-passo no nodo SA e, através dos feixes internodais, atinge as células do nodo AV. Do nodo AV, o potencial de ação é conduzido dos átrios para os ventrículos através do feixe A-V (também conhecido como feixe de His) e espalha-se a todas as partes dos ventrículos através das fibras de Purkinje. 147 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca 7. PROPRIEDADES DO CORAÇÃO O coração possui uma propriedade intrínseca de se adaptar aos diferentes volumes de sangue que fluem para o seu interior. Essa capacidade é denominada de mecanismo de Frank-Starling do coração, que diz que, quando ocorre aumento do volume dias- tólico final, dentro dos limites fisiológicos do coração, o coração irá se contrair com mais força, o que resulta em maior volume sistóli- co (volume ejetado pelo coração). A eficiênciado bombeamento cardíaco também é muito con- trolada pelos nervos simpáticos e parassimpáticos (vagos), que inervam com abundância o coração. A quantidade de sangue que o coração bombeia a cada minuto constitui o débito cardíaco. A excitação rítmica do coração Além do sistema especializado para a geração e condução rá- pida de impulsos rítmicos no coração, muitas fibras cardíacas têm a capacidade de autoexcitação, um processo que pode causar des- carga automática rítmica e contração. Esse é o caso das fibras do nodo sinoatrial (SA). Em condições normais, o nodo sinoatrial (SA) controla a frequência dos batimentos de todo o coração porque sua frequência de descargas rítmicas é maior do que a de qualquer outra parte do coração. Um marca-passo em qualquer outra região do coração que não o nodo sinoatrial (SA) é denominado de marca-passo ectópi- co, que causa uma sequência anormal de contrações das diferen- tes partes do coração, podendo provocar diminuição do bombea- mento cardíaco. O coração possui vasta inervação tanto de nervos simpáti- cos quanto de parassimpáticos. Os nervos parassimpáticos (va- gos) estão distribuídos principalmente nos nodos sinoatriais (SA), atrioventricular AV, em menor densidade na musculatura atrial e, © Fisiologia Humana Geral e Aplicada148 em proporção menor ainda, na musculatura ventricular. Já os ner- vos simpáticos estão distribuídos por todo o coração, sendo mais abundantes no músculo ventricular. A estimulação parassimpática (vagal) pode diminuir e, em casos extremos, até bloquear o ritmo e a condução no coração. A estimulação dos nervos parassimpáticos provoca a liberação do hormônio acetilcolina em suas terminações. Porém, em casos em que a estimulação parassimpática seja tão intensa a ponto de pa- rar o coração, após 20 segundos no máximo, em algum lugar, em geral na porção do feixe AV no septo ventricular, desenvolve um ritmo próprio e causa contração ventricular na frequência de 15 a 40 bpm. Esse fenômeno é denominado escape ventricular. A estimulação simpática sobre o coração basicamente causa efeitos opostos aos da estimulação parassimpática. Ela aumenta a frequência das descargas no nodo SA, a velocidade de condução e o nível da excitabilidade em todas as regiões do coração. A esti- mulação dos nervos simpáticos libera o hormônio norepinefrina, o que causa aumento da permeabilidade da membrana da fibra ao sódio e ao cálcio. O aumento da permeabilidade aos íons cálcio é, pelo menos parcialmente, responsável pelo aumento na força de contração do músculo cardíaco sob a influência da estimulação simpática, pois os íons cálcio desempenham um importante papel na estimulação do processo contrátil das miofibrilas. 8. ELETROCARDIOGRAMA, TIPOS DE ONDAS E SONS CARDÍACOS À medida que o potencial de ação se propaga pelo coração, formam-se correntes elétricas. Ao colocar eletrodos sobre a pele, os potenciais elétricos gerados por essas correntes podem ser re- gistrados. O registro das alterações elétricas que ocorrem no mio- cárdio durante o ciclo cardíaco é denominado eletrocardiograma (ECG). 149 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca A análise das ondas do eletrocardiograma permite ao médi- co avaliar a capacidade de o coração conduzir impulsos e, portan- to, de determinar se existem problemas elétricos. Além disso, a análise do ECG durante o exercício frequentemente é utilizada no diagnóstico de uma coronariopatia. A Figura 4 ilustra o padrão eletrocardiográfico normal de um único ciclo cardíaco. Observe que contém várias ondas durante cada ciclo cardíaco. Cada uma dessas ondas é identificada por le- tras diferentes. O eletrocardiograma normal é composto por uma onda P, um "complexo QRS" e uma onda T. O complexo QRS é co- mumente formado por três ondas distintas, a onda Q, a onda R e a onda S. A onda P é decorrente da despolarização atrial, que ocorre antes da sua contração. O complexo QRS resulta da despolariza- ção ventricular. Assim, tanto a onda P quanto os componentes do complexo QRS são ondas de despolarização. Já a onda T se deve à repolarização ventricular. Portanto, cada onda é resultado da ativi- dade elétrica do coração. Fonte: Fox (2003). Figura 4 O eletrocardiograma (ECG). O ECG indica a condução do impulso elétrico através do coração. Abaixo, a representação do potencial de membrana de uma célula do ventrículo. © Fisiologia Humana Geral e Aplicada150 Antes de ocorrer a contração, a despolarização deve se pro- pagar por todo o músculo para que se possa iniciar os processos químicos da contração. A onda P ocorre, portanto, no início da contração dos átrios, e a onda QRS ocorre no início da contração dos ventrículos. Os ventrículos permanecem contraídos por uns poucos milésimos de segundo após a ocorrência da repolarização, ou seja, até após o término da onda T. O período de tempo entre o início da onda P e o início da onda QRS corresponde ao intervalo entre o início da contração dos átrios e o início da contração dos ventrículos. 9. CICLO CARDÍACO Um ciclo cardíaco compreende o período de tempo desde o início de um batimento cardíaco até o início do batimento seguin- te. Cada ciclo é iniciado pela geração espontânea de um potencial de ação no nodo SA. Esse potencial de ação passa rapidamente por ambos os átrios e, daí, pelo feixe A-V até os ventrículos. Contu- do, devido ao arranjo especial do sistema de condução dos átrios para os ventrículos, há um retardo de mais de 1/10 de segundo na passagem do impulso cardíaco dos átrios para os ventrículos. Isso permite que os átrios se contraiam antes dos ventrículos, bombe- ando, assim, o sangue contido neles para os ventrículos antes das potentes contrações ventriculares. Portanto, os átrios atuam como bombas de reforço para os ventrículos, que são os principais propulsores do sangue ao longo do sistema vascular. O ciclo cardíaco consiste em um período de relaxamento, de- nominado diástole, período em que o coração se enche de sangue, seguido por um período de contração, denominado sístole. Como você pode notar, a Figura 5 ilustra os diferentes even- tos durante o ciclo cardíaco. As três curvas superiores mostram as alterações da pressão na aorta, no ventrículo esquerdo e no átrio esquerdo, respectivamente. A quarta curva mostra as alterações 151 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca do volume ventricular, a quinta, o eletrocardiograma, e a sexta, um fenocardiograma, que é um registro dos sons produzidos pelo co- ração (principalmente pelas válvulas cardíacas). É particularmente importante o estudo detalhado dessa figura. Contração Isovolumétrica Ejeção Relaxamento Isovolumétrico Influxo rápido Diástase Sístole atrial Pressão na aorta Pressão atrial Pressão Ventricular Volume ventricular Eletrocardiograma Fonocardiograma Válvula aórtica fechada Válvula AV aberta Válvula AV fechada Válvula aórtica aberta SístoleSístole Diástole Pr es sã o Fonte: Guyton (2006). Figura 5 Diagrama ilustrando o comportamento das pressões na aorta, nos átrios e no ventrículo durante o ciclo cardíaco. Também estão ilustrados o volume ventricular e a abertura e fechamento das válvulas cardíacas. Na parte inferior do diagrama, podemos relacionar esses eventos com o registro eletrocardiográfico e o fonocardiograma cardíaco. Relação do eletrocardiograma com o ciclo cardíaco Como você pode observar, o eletrocardiograma apresentado na Figura 5 mostra as ondas P, Q, R, S e T, que são geradas pelo co- ração e registradas pelo eletrocardiógrafo na superfície corporal. A onda P é provocada pela despolarização dos átrios, sendo seguida pela contração atrial. Podemos observar que a contração dos átrios gera ligeira elevação na curva da pressão atrial imedia- tamente após a onda P. © Fisiologia Humana Geral e Aplicada152 Aproximadamente 0,16 s após o início da onda P, aparece o complexo de ondas QRS, resultadoda despolarização dos ventrí- culos. Esse complexo de ondas inicia a contração dos ventrículos, o que faz a pressão ventricular começar a subir. O complexo QRS começa, portanto, pouco antes do início da sístole ventricular. Observa-se, no eletrocardiograma, a onda T ventricular. Ela representa a fase de repolarização dos ventrículos, momento em que as fibras musculares dos ventrículos começam a relaxar. Por- tanto, a onda T ocorre pouco antes do fim da contração ventricu- lar. Função dos átrios como bombas Normalmente, o sangue flui de modo contínuo das grandes veias para os átrios. Aproximadamente 75% desse sangue flui dire- tamente pelos átrios para os ventrículos antes que ocorra a contra- ção atrial. A contração atrial causa enchimento adicional dos ven- trículos de 25%. Dessa forma, os átrios funcionam simplesmente como bombas de reforço que aumentam em até 25% a eficácia do bombeamento ventricular. Portanto, o coração pode continuar a funcionar de modo bastante satisfatório, em condições normais de repouso, mesmo sem esses 25% de eficácia extra, por já ter normalmente a capacidade de bombear de 300 a 400% mais san- gue do que o corpo necessita. Por isso, quando os átrios funcio- nam de forma insuficiente, a diferença tem pouca probabilidade de ser notada, a não ser que a pessoa se exercite; nessas condi- ções, podem surgir, ocasionalmente, sinais agudos de insuficiência cardíaca. Esse é um dos motivos que justifica a avaliação periódica de um cardiologista em praticantes de atividade física, mesmo em indivíduos aparentemente normais. Alterações de pressão nos átrios Você pode notar, na Figura 5, três elevações principais da pressão atrial, denominadas ondas de pressão atrial a, c, e v. 153 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca A onda a é causada pela contração atrial. A onda c ocorre quando os ventrículos começam a se contrair. É causada, em parte, pelo pequeno refluxo de sangue dos ventrículos para os átrios, no início da contração ventricular e principalmente pela protrusão das válvulas A-V em direção aos átrios, devido ao aumento da pressão nos ventrículos. A onda v ocorre ao final da contração ventricular devido ao lento acúmulo de sangue nos átrios enquanto as válvu- las A-V estão fechadas durante a contração ventricular. Ao término da contração ventricular, as válvulas A-V abrem-se, possibilitando que o sangue flua rapidamente para os ventrículos e desapareça a onda v. Função dos ventrículos como bombas Como você pôde compreender anteriormente, durante a sís- tole ventricular, como as válvulas A-V estão fechadas, grande quan- tidade de sangue acumula-se nos átrios. Após o término da sístole ventricular, a pressão dentro do ventrículo diminui e, com isso, as válvulas AV abrem-se. Com isso, o sangue contido nos átrios flui rapidamente para os ventrículos, como podemos observar pela elevação da curva do volume ventricular mostrada na Figura 5. Esse período de tempo é denominado de enchimento rápido dos ventrículos e dura, aproximadamente, o primeiro terço da diásto- le. Durante o terço médio da diástole, apenas pequena quantidade de sangue que chega das veias para os átrios flui normalmente para os ventrículos. Durante o último terço da diástole, os átrios contraem-se e dão um impulso adicional ao influxo de sangue para os ventrículos; isso responde por cerca de 25% do enchimento dos ventrículos durante cada ciclo cardíaco. Imediatamente após o início da contração ventricular, a pressão ventricular eleva-se abruptamente, como mostrado na Fi- gura 5, promovendo o fechamento das válvulas A-V. Um período adicional de 0,02 a 0,03 s é necessário para o ventrículo acumular pressão suficiente para forçar as válvulas semilunares (aórtica e © Fisiologia Humana Geral e Aplicada154 pulmonar) a se abrirem. Esse período em que ocorre a contração dos ventrículos sem esvaziamento é denominado de período de contração isovolumétrica. Quando a pressão no ventrículo esquerdo se eleva ligeira- mente acima de 80 mm Hg (e a pressão ventricular direita, ligei- ramente acima de 8 mm Hg), as pressões ventriculares forçam as válvulas semilunares a se abrirem. O sangue começa imedia- tamente a jorrar para fora dos ventrículos, com cerca de 70% do esvaziamento ocorrendo durante o primeiro terço do período de ejeção (período de ejeção rápida) e os 30% restantes durante os dois terços seguintes (período de ejeção lenta). No final da sístole, tem início o relaxamento ventricular, e, com isso, ocorre a rápida diminuição das pressões intraventricula- res. Consequentemente às elevadas pressões nas grandes artérias distendidas, ocorre o refluxo de sangue para os ventrículos, o que força as válvulas aórtica e pulmonar a se fecharem. Como as pres- sões nos átrios continuam inferiores às pressões nos ventrículos, nesse momento temos as quatro válvulas fechadas, gerando um período de relaxamento isovolumétrico. Durante esse período, as pressões intraventriculares caem rapidamente de volta a seus valores diastólicos, muito baixos. Então, as válvulas A-V abrem-se para dar início a um novo ciclo de bombeamento ventricular. Volume diastólico final, volume sistólico final e débito sistólico Durante a diástole, o volume de cada ventrículo aumenta, normalmente, até o valor de 110 a 120 ml. Esse volume é conhe- cido como volume diastólico final, que corresponde ao volume total de sangue contido em cada ventrículo no final da diástole imediatamente antes da sístole. Em seguida, durante a sístole, o volume de sangue ejetado de cada ventrículo para a circulação, aproximadamente 70 ml, é denominado volume sistólico. O vo- lume de sangue que permanece em cada ventrículo ao final da sístole, cerca de 40 a 50 ml, é denominado de volume sistólico 155 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca final. A porcentagem do volume diastólico final que é ejetado em um batimento cardíaco (aproximadamente 60%) é denominada de fração de ejeção. Volume sistólico durante o exercício Durante o exercício, para atender às necessidades aumenta- das de oxigênio e outros nutrientes aos tecidos, ocorre um aumen- to do volume sistólico final, do volume diastólico final, da fração de ejeção e, também, da pressão ventricular sistólica Treinamentos que envolvam prioritariamente exercícios ae- róbios, como a maratona, a longo e médio prazo promovem au- mento do tamanho do ventrículo esquerdo; com isso, aumenta-se o débito sistólico (volume de sangue bombeado a cada sístole). Já o treinamento anaeróbio promove hipertrofia não patológica do ventrículo esquerdo, o que resulta em maior força de contração. Função das válvulas As válvulas AV (tricúspide e mitral) impedem o refluxo de sangue dos ventrículos para os átrios durante a sístole, e as vál- vulas semilunares (as válvulas aórtica e pulmonar) impedem o re- fluxo das artérias aorta e pulmonar para os ventrículos durante a diástole. As válvulas fecham-se e abrem-se passivamente. A função dos músculos papilares que se fixam aos folhetos das válvulas AV pelas cordas tendíneas e que se contraem quan- do as paredes ventriculares o fazem é a de puxar os folhetos das válvulas em direção aos ventrículos para impedir que eles fiquem muito protrusos em direção aos átrios, durante a contração ventri- cular. A deficiência ou ruptura de um músculo papilar causa reflu- xo sanguíneo que pode, dependendo do grau, causar incapacidade cardíaca grave ou até mesmo letal. A função das válvulas aórtica e pulmonar é impedir o refluxo de sangue das artérias para os ventrículos durante a diástole ven- tricular. © Fisiologia Humana Geral e Aplicada156 A pequena incisura na curva de pressão aórtica, que pode ser observada na Figura 5, ocorre no momento do fechamento da válvula aórtica. Essa incisura é causada por um curto período de refluxo de sangue imediatamente antes dofechamento da válvula, seguido, então, pela cessação súbita do refluxo. Relação entre os sons cardíacos e o bombeamento cardíaco Ao auscultarmos o coração com um estetoscópio ou fazer- mos um fonocardiograma (registro dos sons cardíacos), ouvimos os sons produzidos pelo coração. Esses sons, denominados de bu- lhas cardíacas, são produzidos após o fechamento das válvulas car- díacas e são causados pela vibração das válvulas que constituem as valvas cardíacas imediatamente após seu fechamento. A primeira bulha que escutamos ocorre após o fechamen- to das valvas AV tricúspide e mitral. A vibração é de tom baixo e mantém-se por período relativamente longo. A segunda bulha ocorre após o fechamento das valvas pulmonar e aórtica e produz um estalido relativamente rápido, pois essas válvulas se fecham com extrema rapidez e as regiões circunvizinhas vibram apenas por curto período. Ocasionalmente, é possível escutar o som fraco da terceira bulha que ocorre no terço médio da diástole, suposta- mente causado pelo sangue fluindo em turbilhão dos átrios para os ventrículos que já estão quase cheios. A ausculta das bulhas cardíacas é importante porque algu- mas patologias podem ser caracterizadas por alterações nas bu- lhas cardíacas. Alterações das bulhas cardíacas devido às lesões valvulares são conhecidas como sopro cardíaco e são causadas pelo mau fechamento das valvas cardíacas, permitindo o retorno venoso e alterando o som das bulhas cardíacas. O principal efeito desse retorno venoso (também conheci- do como regurgitação) sobre a circulação é o bombeamento de quantidades insuficientes de sangue pelo coração. Essa insuficiên- cia pode promover a hipertrofia do átrio esquerdo (se o defeito 157 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca for na valva mitral) ou do ventrículo esquerdo (se o defeito for na valva aórtica), podendo causar, dependendo do grau do defeito, arritimias e insuficiência cardíaca, respectivamente. Nesses casos, a atividade física pode sobrecarregar o cora- ção deficiente, podendo levar a eventos cardíacos severos. Por isso, é muito importante a avaliação periódica de um cardiologista em um praticante de atividade física. Efeito da frequência cardíaca sobre a duração das contrações Quando ocorre aumento da frequência cardíaca, como é co- mum acontecer durante a atividade física, a duração tanto da fase de contração como a de relaxamento do ciclo cardíaco obviamen- te diminui. Porém, a duração da fase de relaxamento (diástole) diminui mais do que a fase do potencial de ação e do período de contração (sístole), o que quer dizer que o coração, batendo a um ritmo muito rápido, não fica relaxado por tempo suficientemente longo para possibilitar o enchimento completo das câmaras cardí- acas antes da próxima contração. 10. DÉBITO CARDÍACO O débito cardíaco (DC) é a quantidade de sangue que o ven- trículo esquerdo bombeia para a aorta a cada minuto. O débito cardíaco varia em torno de 5 a 6 litros no indivíduo adulto normal, sendo igual à frequência cardíaca multiplicada pelo volume sistó- lico. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– DC = frequência cardíaca x volume sistólico (ml/min ou 1/min) –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Considerando que o sistema circulatório é um sistema fecha- do, o débito cardíaco do lado esquerdo do coração não pode ser diferente do lado direito. O mecanismo de Frank-Starling do cora- ção explica a determinação do débito cardíaco pelo retorno veno- © Fisiologia Humana Geral e Aplicada158 so. Segundo a lei de Frank-Starling, quanto maior a quantidade de sangue que retorna ao coração, maior será a força de contração ventricular. Assim, pode-se considerar a regulação do débito car- díaco como resultado do controle do fluxo sanguíneo de todas as partes do organismo. Em contrapartida, algumas patologias como doenças valvu- lares e a hipertensão podem tornar o coração hipoefetivo. O débi- to cardíaco alto geralmente é causado pela redução da resistência periférica e, também, em algumas patologias, como o hipertireoi- dismo e a anemia. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Com o avançar da idade, o débito cardíaco máximo tende a diminuir de forma linear tanto nos homens quanto nas mulheres após os trinta anos de idade. Isso se deve, especialmente, à diminuição da frequência cardíaca máxima com a idade. Por exemplo, como o débito cardíaco é igual à frequência cardíaca multi- plicada pelo volume sistólico, qualquer diminuição da frequência cardíaca acar- reta diminuição no débito cardíaco. A diminuição da frequência cardíaca máxima com a idade pode ser calculada pela seguinte fórmula: FC Max = 220 – idade (anos). –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Segundo essa fórmula, um indivíduo com 20 anos de idade pode apresentar uma frequência cardíaca máxima de 200 bati- mentos por minuto (220 - 20 = 200), enquanto um indivíduo com 50 anos apresentará uma frequência cardíaca máxima de 170 ba- timentos por minuto (220 - 50 = 170). No entanto, esta é somente uma estimativa e os valores podem ser, na realidade, 20 batimen- tos por minuto superiores ou inferiores. Durante o exercício, o débito cardíaco aumenta devido ao au- mento da frequência cardíaca e do volume sistólico. Porém, com o treinamento, ocorre uma redução da frequência cardíaca e aumento do volume sistólico. Com isso, o débito não aumenta, pois temos uma maior eficiência mecânica com uma menor frequência cardíaca. Contudo, durante o exercício, a necessidade de maior fluxo sanguíneo pode ser tão grande, podendo chegar a valores até 30 159 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca vezes maiores que os níveis basais, que o coração não é capaz de atender sozinho a essa demanda, pois ele consegue aumentar o débito cardíaco em cerca de 4 a 7 vezes apenas. Assim, é necessá- rio um controle sistêmico para que demandas teciduais específicas sejam atendidas. 11. CONTROLE NERVOSO DO CORAÇÃO Além de sofrer regulação local (por exemplo, o mecanismo de Frank-Starling), o coração também é regulado através de nervos simpáticos e parassimpáticos. Os nervos simpáticos promovem o aumento da frequência cardíaca do coração, e o estímulo paras- simpático (vagal) promove a diminuição dos batimentos. Os nervos parassimpáticos (os vagos) distribuem-se princi- palmente para os nodos sinusal e A-V, em menor escala para o músculo dos dois átrios e menos ainda para o músculo ventricu- lar. Os nervos simpáticos, em contrapartida, distribuem-se a to- das as partes do coração, especialmente o músculo ventricular, as- sim como para todas as outras áreas. A estimulação dos nervos parassimpáticos para o coração (os vagos) faz com que o hormônio acetilcolina seja liberado nas terminações vagais, promovendo dois efeitos principais sobre o coração: • primeiro, ele diminui a frequência do ritmo do nodo si- nusal; • segundo, ele diminui a excitabilidade das fibras juncionais A-V, lentificando, assim, a transmissão do impulso cardía- co para os ventrículos. A estimulação vagal muito forte pode fazer cessar a contra- ção rítmica do nodo sinusal ou bloquear por completo a transmis- são do impulso cardíaco pela junção A-V. Em qualquer dos casos, © Fisiologia Humana Geral e Aplicada160 não são mais transmitidos impulsos rítmicos para os ventrículos, que param de bater por 4 a 10 segundos. Depois disso, algum pon- to das fibras de Purkinje desenvolve um ritmo próprio e produz contrações ventriculares com frequência de 15 a 40 batimentos por minuto. Esse fenômeno é denominado escape ventricular. A estimulação simpática libera o hormônio norepinefrina em suas terminações nervosas e produz basicamente efeitos opostos dos ocasionados pela estimulação vagal. Inicialmente, ela aumen- ta a frequência de descarga do nodo sinusal; depois, aumenta a velocidade da condução e, também,o nível de excitabilidade em todas as partes do coração; por fim, ela aumenta muito a força de contração de toda a musculatura cardíaca, tanto a atrial como a ventricular. A estimulação simpática máxima pode quase triplicar a frequência dos batimentos cardíacos e até duplicar a força de contração do coração. A regulação neurológica da circulação funciona como um complemento do controle local do fluxo sanguíneo. O sistema ner- voso autônomo simpático é fundamental na regulação da pres- são arterial, enquanto o parassimpático, representado pelo nervo vago, diminui a frequência cardíaca, sendo esta a única função do parassimpático no controle da circulação. O sistema simpático aumenta a resistência das pequenas ar- térias e arteríolas, causando vasoconstrição periférica e aumento de volume e pressão nas grandes artérias e no coração. A frequên- cia cardíaca e a força de bombeamento aumentam devido ao es- tímulo simpático. A vasoconstrição causada pelo simpático é leve em estruturas como o músculo esquelético e o cérebro, embora seja pronunciada no intestino, nos rins, na pele e no baço. É o centro vasomotor, localizado no cérebro, que envia fibras parassimpáticas ao coração por meio do nervo vago e fibras sim- páticas ao restante dos vasos sanguíneos. A norepinefrina que o sistema simpático libera em suas ter- minações nervosas é proveniente das glândulas suprarrenais por 161 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca ação do próprio sistema simpático. Uma das principais vantagens do controle nervoso da circulação é a capacidade de aumentar ra- pidamente a pressão arterial em casos de necessidade, utilizando todas as suas funções relacionadas ao controle da circulação. Outro tipo de controle do coração é realizado pelo reflexo baroceptor, que utiliza receptores de estiramento (ou seja, de- tecta aumento ou redução no volume sanguíneo) localizados na bifurcação da artéria carótida, enviando sinais ao cérebro (centro vasomotor) pelo nervo de Hering para exercer a regulação rápi- da da pressão arterial. Por exemplo, em casos de hipervolemia, a resposta é relaxar os vasos. Ao contrário, quando ocorre hipovole- mia, a resposta é a contração dos vasos. A diminuição na concentração de oxigênio estimula os qui- miorreceptores (detectam alterações na PO2 e PCO2, pH) também localizados na bifurcação das carótidas, denominados corpos ca- rotídeos ou glomus carotídeo, que também emitem sinais pelos nervos de Hering e pelos vagos ao centro vasomotor. 12. HEMODINÂMICA O estudo das inter-relações entre pressão, fluxo e resistência e dos princípios físicos do fluxo sanguíneo é denominado hemodi- nâmica. Uma das características mais importantes do sistema circula- tório é que se trata de um sistema de circuito fechado. As diferen- ças de pressão sanguínea fazem o sangue deslocar-se das regiões de alta pressão para as de baixa pressão. Ou seja, ele flui das arté- rias (aorta e pulmonar), em direção às veias (cava e pulmonar). O fluxo sanguíneo através do sistema vascular é proporcio- nal à diferença de pressão, mas é inversamente proporcional à re- sistência. Assim, quando a resistência ou a pressão diminui, temos um aumento do fluxo sanguíneo. Em contrapartida, um aumento na pressão e/ou redução no fluxo promove aumento no fluxo san- © Fisiologia Humana Geral e Aplicada162 guíneo. A relação entre o fluxo sanguíneo, a pressão e a resistência é dada pela equação: –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Fluxo sanguíneo = Pressão Resistência –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– O sangue é formado por dois componentes principais: • plasma; • células. O plasma é a porção aquosa do sangue e contém numerosos íons, proteínas e hormônios. As células que constituem o sangue são os eritrócitos, as plaquetas e os leucócitos. Os eritrócitos con- têm hemoglobina, que é utilizada para o transporte de oxigênio. As plaquetas têm um importante papel na coagulação sanguínea e os leucócitos são fundamentais na prevenção de infecções. Entre as células do endotélio capilar existem poros que per- mitem a troca de substâncias entre os capilares e os tecidos. A troca de substâncias entre os capilares e os tecidos ocorre prin- cipalmente por difusão. As substâncias lipossolúveis contidas no sangue atravessam diretamente as paredes do endotélio capilar por difusão, enquanto as substâncias hidrossolúveis apenas con- seguem passar pelos poros do endotélio capilar. A difusão é influenciada pelas diferenças de concentração entre os dois lados da membrana, prevalecendo do lado mais con- centrado para o de menor concentração. O espaço localizado en- tre as células é denominado interstício, e o líquido nesse espaço é conhecido como líquido intersticial. O movimento de líquido através da membrana capilar é de- terminado por quatro forças conhecidas em conjunto como forças de Starling. As forças de Starling são a pressão capilar, a pressão do líquido intersticial, a pressão coloidosmótica plasmática ou pres- são oncótica e a pressão coloidosmótica do líquido intersticial. A pressão capilar força o líquido para fora do capilar. 163 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca Em condições normais, a quantidade de líquido que sai dos capilares é aproximadamente igual à quantidade de líquido que entra nos capilares, caracterizando o Equilíbrio de Starling para as trocas capilares. Sistema linfático O sistema linfático é um sistema de drenagem do líquido in- tersticial que devolve o líquido à circulação sanguínea. Além da função de drenagem, o sistema linfático faz parte do sistema imu- nológico, uma vez que grandes moléculas, células neoplásicas e até mesmo bactérias podem atingir a circulação linfática, sendo destruídas nos linfonodos. Durante o exercício intenso, a necessidade metabólica de oxigênio nos músculos esqueléticos é muitas vezes superior à do valor em repouso. Para satisfazer esse aumento da demanda de oxigênio, o fluxo sanguíneo ao músculo em contração deve au- mentar. Felizmente, os aumentos do fluxo sanguíneo durante o exercício são obtidos, principalmente, pela diminuição da resistên- cia com um pequeno aumento da pressão arterial. Existem outros fatores que contribuem para a resistência ao fluxo sanguíneo, uma vez que a resistência ao fluxo sanguíneo é diretamente proporcional ao comprimento do vaso e à viscosidade do sangue. No entanto, a variável mais importante na determina- ção da resistência vascular é o diâmetro do vaso sanguíneo, visto que ela é inversamente proporcional à quarta potência do raio do vaso: Resistência = comprimento x viscosidade Raio 4 Em outras palavras, o aumento do comprimento do vaso ou da viscosidade sanguínea acarreta o aumento proporcional da re- sistência. No entanto, a redução do raio de um vaso sanguíneo à metade aumenta a resistência dezesseis vezes (24 = 16). © Fisiologia Humana Geral e Aplicada164 13. CIRCULAÇÃO PULMONAR E CIRCULAÇÃO SISTÊ- MICA Como você pôde observar na Figura 1, o coração consiste em duas bombas separadas. Os movimentos de contração do coração impulsionam o sangue através do sistema circulatório. O lado direito do coração bombeia o sangue que se encon- tra parcialmente pobre de seu conteúdo de oxigênio e possui um conteúdo elevado de dióxido de carbono, como resultado da tro- ca gasosa nos vários tecidos do organismo. Esse sangue venoso é conduzido do ventrículo direito até os pulmões. Nos pulmões, as artérias ramificam-se até formar uma rede de capilares em que ocorre a hematose, ou seja, a substituição do gás carbônico por oxigênio no sangue. O sangue oxigenado retorna ao coração pelas veias pulmonares desembocando no átrio esquerdo. Esse circui- to é conhecido como pequena circulação ou circulação pulmonar (Figura 6). Figura 6 Circulação pulmonar e circulação sistêmica.165 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca Do átrio esquerdo, o sangue passa para o ventrículo esquer- do, que ejeta o sangue à artéria aorta, de onde o sangue é distribu- ído a todo o organismo através da grande circulação ou circulação sistêmica (Figura 6). A partir da aorta, tem início uma série de ramificações que formam as grandes artérias, as artérias de médio e pequeno cali- bre, as arteríolas e os capilares. Do coração aos capilares, o sangue vai perdendo pressão ao se deparar com os diversos fatores que determinam a resistência vascular. Como você pode observar na Figura 6, em vermelho, o san- gue oxigenado que sai dos pulmões passa pelo lado esquerdo do coração, cai nas artérias e circula pelo corpo até atingir os capi- lares, local onde ocorrem as trocas. O sangue carregado de CO2, representado pela cor azul, e retorna ao lado direito do coração pelas veias, de onde é levado até os pulmões, local onde o CO2 é eliminado e o sangue novamente abastecido com O2. Entre os principais fatores que determinam a resistência vas- cular estão a diminuição do calibre dos vasos e as alterações de trajeto, além das ramificações que aumentam a área a ser percor- rida pelo sangue. Nos capilares, o sangue realiza as trocas de subs- tâncias com os tecidos necessárias à manutenção da homeostasia (equilíbrio) interna do organismo. O fluxo sanguíneo para os tecidos é controlado de acordo com as necessidades dos tecidos. O controle local do fluxo sanguíneo muscular está ligado à necessidade de consumo de oxigênio, o que provoca alterações, como a vasodilatação. O sistema nervoso (SN) também controla o fluxo sanguíneo muscular através do simpático, que provoca a liberação de norepinefrina, causando vasoconstrição. A vasocons- trição pode reduzir sensivelmente a irrigação sanguínea. Os ramos das principais artérias coronárias penetram no interior do músculo cardíaco. A artéria coronária esquerda irriga © Fisiologia Humana Geral e Aplicada166 as porções anterior e lateral do ventrículo esquerdo. A artéria co- ronária direita irriga a maior parte do ventrículo direito e a parte posterior do ventrículo esquerdo. A irrigação sanguínea coronariana é muito mais expressiva na diástole devido à condição de relaxamento do músculo cardí- aco. O controle do fluxo sanguíneo coronariano está relacionado principalmente às necessidades de consumo de oxigênio. O siste- ma simpático, ao liberar norepinefrina, provoca aumento da fre- quência cardíaca, vasodilatação coronariana e aumento do fluxo sanguíneo. O sistema parassimpático, por meio dos nervos vagos, libera acetilcolina e diminui a frequência cardíaca, além de exercer suave vasoconstrição coronariana, diminuindo o suprimento sanguíneo. A doença cardíaca isquêmica, uma das principais causas de mortes em todo o mundo, pode ser causada principalmente por oclusão da coronária e fibrilação ventricular. A oclusão coronária é frequentemente causada pela ate- rosclerose. Grandes placas ateroscleróticas podem se soltar dos vasos formando êmbolos ou aumentar de tamanho até causar a obstrução total ou parcial do vaso, causando isquemia e necrose. A placa aterosclerótica também pode formar trombos. A necrose do tecido cardíaco é conhecida como infarto e é causa frequen- te de mortes. Em condições normais, o indivíduo não sente o seu coração. Durante o infarto, entretanto, a isquemia causa dor pro- vavelmente por liberar substâncias que estimulam as terminações nervosas da dor no coração. 14. PRESSÃO ARTERIAL (PA) Os movimentos de diástole cardíaca proporcionam o au- mento de volume do coração enquanto este se enche de sangue. Considera-se a pressão arterial sistólica (PAS) normal no valor de 120 mmHg e a diastólica (PAD) no valor de 80 mmHg. Se a PAS 167 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca atingir um valor igual ou superior a 140 mmHg e a PAD igual ou superior a 90 mmHg, caracteriza-se hipertensão arterial. A pressão arterial representa o débito cardíaco (DC) multiplicado pela resis- tência vascular periférica (RVP): PA = DC x RVP. Com o avançar da idade, ocorre, muitas vezes, o aumento da pressão arterial (PA), gerando hipertensão. Essa hipertensão é muitas vezes provocada pelo aumento da RVP, que é gerado pela perda da elasticidade das artérias. Porém, existem muitas outras causas para a hipertensão. A pressão arterial de pulso ou diferencial é a diferença de pressão entre pressão arterial sistólica (PAS) e pressão arterial dias- tólica (PAD) (120-80 = 40 mm Hg). É essa diferença de pressão que faz o sangue circular. Se ela estiver próxima de zero, a circulação sanguínea está prejudicada, e, se ela for zero, a circulação para. 15. O SISTEMA CARDIOVASCULAR E O EXERCÍCIO Durante o exercício, o sistema simpático eleva o débito car- díaco e a pressão arterial. As artérias coronárias realizam quase a totalidade do suprimento sanguíneo do coração, enquanto uma pequena porção da superfície interna das câmaras cardíacas ab- sorve nutrientes diretamente do sangue contido nas câmaras. Os músculos, assim como os tecidos corporais, apresentam a capacidade de regular seu próprio fluxo sanguíneo proporcional- mente às suas necessidades metabólicas. O fluxo sanguíneo aos músculos esqueléticos durante o exercício pode aumentar por cer- ca de 30 vezes durante o exercício mais intenso. Ele é regulado da seguinte forma: • Ocorre aumento de fluxo provavelmente devido à vaso- dilatação intramuscular causada, inicialmente, pela in- terrupção do fluxo simpático as arteríolas (o simpático contrai os vasos) dos músculos em atividade e, posterior- mente, pelos efeitos diretos do aumento do metabolismo muscular (autorregulação). © Fisiologia Humana Geral e Aplicada168 • A vasodilatação reduz a resistência vascular e, conse- quentemente, aumenta o fluxo sanguíneo. Devido a isso, a liberação de oxigênio para o músculo esquelético em contração durante o exercício intenso pode aumentar de quinze a vinte vezes em relação à liberação no repouso. Isso garante que o suprimento de O2 que chega ao mús- culo aumente à medida que aumenta a necessidade de síntese de ATP necessária para suprir a energia para a contração muscular. No entanto, existe um ponto que re- presenta o máximo de transporte de oxigênio aos múscu- los esqueléticos em exercício, denominado de consumo máximo de oxigênio (V02máx). • Para compensar o aumento do fluxo sanguíneo para os músculos em exercício, a resistência vascular ao fluxo nas vísceras aumenta, podendo reduzir o fluxo sanguíneo vis- ceral para 20-30% dos valores de repouso. Efeito do treinamento sobre a hipertrofia cardíaca e sobre o débito cardíaco Maratonistas alcançam débitos cardíacos (DC= VS x FC) má- ximos cerca de 40% maiores do que os obtidos por pessoa não treinada. Isso resulta principalmente do fato de que as câmaras cardíacas dos maratonistas aumentam cerca de 40%; juntamente com o aumento das câmaras, a massa cardíaca aumenta 40% ou mais. Como podemos notar, não apenas os músculos esqueléticos se hipertrofiam durante o treinamento, mas também o coração. O maratonista possui uma frequência cardíaca de repouso menor do que uma pessoa não treinada, isso porque, devido à hi- pertrofia cardíaca, seu débito sistólico é muito maior do que uma pessoa não treinada, ou seja, o atleta possui uma eficácia maior do bombeamento do coração. 169 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca Duplo produto Durante a atividade física, é muito importante monitorar al- gumas respostas fisiológicas para garantir a segurança do exercí- cio. A análise das respostas fisiológicas usa normalmente como pa- râmetro de segurança cardiovascular a frequência cardíaca (FC) e a pressão arterial (PA). Entretanto, a monitoração de forma isolada de cada uma dessas variáveis não garante um nível significativo de segurança.Já a observação conjunta delas, por meio do cálculo do duplo produto (DP), pode ser utilizada como um parâmetro segu- ro para a prescrição e o acompanhamento da prática de exercícios físicos por diversas populações. O duplo produto (DP) é definido como produto entre fre- quência cardíaca e pressão arterial sistólica (FC X PAS). Esse ín- dice tem forte correlação com o consumo de oxigênio do mio- cárdio, sendo considerado o melhor preditor indireto do esforço cardiovascular. Do ponto de vista da intervenção, o DP é ainda considerado o melhor índice não invasivo para avaliação do tra- balho miocárdico, tanto em repouso quanto durante o esforço. Dessa forma, é desejável usar esse parâmetro como referência no momento de prescrever uma atividade física com segurança, pois ele permite verificar o efeito da atividade física no sistema cardiovascular: DP = FC x PAS. O duplo produto (DP) tende a aumentar durante as ativi- dades físicas, indicando aumento na frequência cardíaca (FC), no volume sistólico, no débito cardíaco e, em alguns casos, na resis- tência sistêmica. Por isso, depende tanto da intensidade quanto da duração do exercício. O duplo produto, entre outras indicações, geralmente é uti- lizado para a prescrição de exercício. Após a realização de um teste ergométrico com um cardiologista, se a pessoa apresentou algum sintoma durante a realização que fez o teste parar (dor toráxica, elevação da PAD, arritmia cardíaca), devemos calcular o duplo pro- duto (DP) da pessoa nesse momento, e a atividade recomendada © Fisiologia Humana Geral e Aplicada170 não deve chegar a esse valor, uma vez que muitos problemas car- diovasculares que ocorrem durante a atividade física podem ser desencadeados pelo aumento da pressão arterial e ou da frequên- cia cardíaca (FC). Desse modo, é importante que o profissional de Educação Física, mesmo o professor de Educação Física escolar, saiba medir a pressão arterial (PA) de seus alunos, uma vez que a hipertensão arterial vem se tornando cada vez mais frequente entre crianças. A seguir, veja o procedimento de como medir a pressão arterial (PA). A medida da pressão arterial (PA) deve ser realizada na po- sição sentada, de acordo com o procedimento descrito a seguir e ilustrado na Figura 7. Procedimentos para medir a pressão arterial: a) Localizar a artéria braquial, localizada na parte interna do cotovelo, por palpação. b) Posicionar o manguito em torno do antebraço de 2cm a 3cm acima da fossa antecubital, centralizando a bolsa de borracha sobre a artéria braquial. c) Manter o braço do paciente na altura do coração. d) Colocar o estetoscópio nos ouvidos e posicionar a cam- pânula do estetoscópio suavemente sobre a artéria bra- quial, na fossa antecubital, evitando compressão exces- siva. e) Inflar rapidamente o manguito, aproximadamente 180 mm, para a condição de repouso ou 200 mm Hg durante ou imediatamente após o exercício; f) Abrir lentamente a válvula para redução da pressão no manguito (1 a 2 mm Hg por segundo). g) Ao auscultar o primeiro ruído de Korotkoff (primeiro som audível), verificar o valor da pressão; é a Pressão Arterial Sistólica. h) Continuar reduzindo a pressão no manguito. Observar as mudanças no timbre dos ruídos de Korotkoff. 171 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca i) No último ruído de Korotkoff audível, verificar o valor da pressão; é a Pressão Arterial Diastólica. j) Desinflar totalmente o manguito e retirá-lo do braço. k) Esperar de 1 a 2 minutos, caso seja necessário realizar novas medidas. Figura 7 Ilustração de uma medida da pressão arterial. 16. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS Sugerimos que você procure responder, discutir e comentar as questões a seguir que tratam da temática desenvolvida nesta unidade, ou seja, conhecer fisiologia cardíaca. A autoavaliação pode ser uma ferramenta importante para você testar o seu desempenho. Se você encontrar dificuldades em responder a essas questões, procure revisar os conteúdos estuda- dos para sanar as suas dúvidas. Esse é o momento ideal para que você faça uma revisão desta unidade. Lembre-se de que, na Edu- cação a Distância, a construção do conhecimento ocorre de forma cooperativa e colaborativa; compartilhe, portanto, as suas desco- bertas com os seus colegas. © Fisiologia Humana Geral e Aplicada172 Confira, a seguir, as questões propostas para verificar o seu desempenho no estudo desta unidade: 1) Quais são os componentes do sistema cardiovascular? 2) Quais as principais diferenças entre o músculo esquelé- tico e o músculo cardíaco? 3) Descreva as funções dos átrios, dos ventrículos e das vál- vulas cardíacas. 4) Qual é a principal diferença entre um potencial de ação do músculo esquelético e cardíaco? Por que existe essa diferença? 5) Como é transmitido o impulso elétrico no coração? 6) O que são as curvas P, QRS e T que aparecem no eletro- cardiograma? Qual função fisiológica desencadeia cada uma dessas curvas? 7) O que é o duplo produto de uma pessoa em atividade física, e por que é importante calculá-lo, especialmen- te se essa pessoa apresentar algum problema cardíaco? Como limitar o nível da atividade dessa pessoa? 17. CONSIDERAÇÕES Nesta unidade, você foi convidado a compreender a im- portância do sistema cardiovascular na manutenção da vida, bem como a sua importância para o futuro profissional de Educação Física. Na próxima unidade, veremos o sistema urinário. Até lá! 18. E-REFERÊNCIAS Lista de figuras Figura 2 – Potencial de ação de uma célula cardíaca. Disponível em <http://www.uff.br/ fisio6/aulas/aula_07/potencial_plato.jpg>. Acesso em: 25 abr. 2010. Figura 3 – Sistema de excitação e condução do coração. Disponível em <http://geocities. ws/equipecv/fisiologia/sistemadeconducao.jpg>. Acesso em: 28 abr. 2010. 173 Claretiano - Centro Universitário © U4 - Fisiologia Cardíaca Figura 6 – Circulação pulmonar e circulação sistêmica. Disponível em <http://www. soscorpo.com.br/anatomia/grande_circulacao.jpg >. Acesso em: 28 abr. 2010. Figura 7 – Ilustração de uma medida da pressão arterial. Disponível em <http://www. whala.com.br/wp-content/uploads/2009/05/aparelho-pressao.jpg>. Acesso em: 18 maio 2010. 19. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FOX, S. I. Fisiologia Humana. 7. ed. São Paulo: Manole, 2007. ______. Human Physiology. 8. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2003. GAYTON, A. C.; J. E. HALL. Tratado de Fisiologia Médica. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. MARIEB EN & HOEHN K. Human Anatomy & Physiology. 7.ed. San Francisco: Pearson, 2007. POWERS, S. K., HOWLEY, E. T. Fisiologia do exercício: teoria e aplicação ao condicionamento e ao desempenho. 5. ed. São Paulo: Manole, 2005. SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana: uma abordagem integrada. 2. ed. São Paulo: Manole, 2003. Claretiano - Centro Universitário
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