Fisiologia Cardiovascular e Exercícios Físicos

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FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR
E EXERCÍCIOS FÍSICOS
Prof. Dr. Fabian Tadeu do Amaral
CORAÇÃO – BOMBA ELETROMECÂNICA 
Atua como bomba, ao se contrair, gera pressão necessária para
deslocar o sangue ao longo da cadeia vascular. Os vasos que
conduzem o sangue do coração para os tecidos são as artérias, que
funcionam com pressão elevada. As veias, conduzem o sangue dos
tecidos de volta para o coração, funcionam em baixa pressão.
O Coração consiste em 4 câmaras:
Átrio esquerdo e ventrículo esquerdo circulação sistêmica
Átrio direito e ventrículo direito circulação pulmonar
Levar sangue para os tecidos,
fornecendo por este meio, os nutrientes
essenciais para o metabolismo celular,
enquanto, ao mesmo tempo, remove os
produtos finais do metabolismo das
células.
SISTEMA VASCULAR
Mecanismos “Homeostáticos” dos Principais Sistemas Funcionais
Transporte do Fluido Extracelular e Sistemas de “Mistura” –
Sistema Circulatório Sanguíneo
O fluido extracelular e transportado 
através do corpo em dois estágios.
movimento do sangue em todo o 
sistema circulatório
movimento do fluido entre
os capilares e as células
SANGUE ARTERIAL
(VE)
Sistema de 
artérias de 
distribuição
Vasos arteriolares
Controle neural
ou metabólico
ORGÃOS 
SISTEMICOS
Capilares – Vênulas
SANGUE VENOSO
(AD)
Veias de 
médio calibre
Veias calibrosas
e Veias cavas
Sistema venoso funciona como condutos e
como reservatório de sangue a serem
distribuídos em diferentes situações fisiológicas.
SISTEMA VASCULAR
SNA
SIMPÁTICO
CLASSIFICAÇÃO DOS VASOS SANGUÍNEOS
1. ESTRUTURAL
2. FUNCIONAL
CLASSIFICAÇÃO DOS VASOS SANGUÍNEOS
Artérias Elásticas 
artéria aorta,
artéria pulmonar
artérias ilíacas
Artérias Musculares 
artéria poplítea
artéria radial
artéria cerebral
artéria coronária
Paredes ricas em elastina, facilitando o
recebimento do volume de ejeção cardíaco.
A ejeção intermitente do sangue pelo coração em
um fluxo contínuo através dos vasos mais distais.
Tamanho médio a pequeno.
Túnica média mais espessa.
Esse tipo de artéria atua como condutos de baixa
resistência e suas paredes ajudam a prevenir
colapso em regiões com ângulos agudos, como no
caso da articulação do joelho (art. Poplítea).
Vasos de resistência 
2. FUNCIONAL
CLASSIFICAÇÃO DOS VASOS SANGUÍNEOS
Arteríolas promovem importante queda de pressão ao sistema após a
passagem do sangue. Os vasos de resistência proximais têm paredes
espessas em relação ao lúmen e são densamente inervados pelo sistema
nervoso simpático. As arteríolas terminais (metarteríolas) são menos
inervadas.
2. FUNCIONAL
CLASSIFICAÇÃO DOS VASOS SANGUÍNEOS
Vasos de trocas
(Capilares e Vênulas)
Sua parede se resume a uma única camada de células
endoteliais, facilitando a transferência de metabólitos e
nutrientes entre o sangue e os tecidos.
As vênulas também participam do processo de trocas
entre os tecidos e o sangue (Vênulas Pericíticas).
Algumas trocas podem ocorrer antes de chegar nos
capilares (pequenas arteríolas), incluindo nessa categoria
de vasos de trocas ambos os lados da rede capilar.
Anastomoses arteriovenosas
São locais onde arteríolas e vênulas se conectam
diretamente sem passar pelos capilares, são
densamente inervados pelo sistema simpático. São
localizados na mucosa nasal e na pele, participando
do controle de temperatura. Não estão presentes em
todos os tecidos.
ELETROFISIOLOGIA DO CORAÇÃO
Nodo Sinoatrial - (NSA)
É constituído de um feixe de células musculares especializadas (condutoras)
torno da porção superior entre a veia cava superior e o átrio direito. É o local da
gênese da atividade elétrica cardíaca espontânea (Marcapasso Cardíaco).
Nodo Atrioventricular – (NAV)
O NAV também se localiza no átrio direito, sendo outra estrutura muscular
especializada, situada próximo ao seio coronariano, na superfície
endocárdica da porção inferior do septo interatrial.
Feixes de His
É um outro tipo de tecido especializado em condução que parte do NAV estendendo-se
para a musculatura ventricular dividindo-se e formando uma extensa rede de condução
interventricular
PECULIARIDADES DA ATIVIDADE ELÉTRICA CARDÍACA
O potencial de ação de uma célula cardíaca
caracteriza-se pela sua longa duração.
➢ Potencial de repouso (-90 mv) – Fase 4 – rápida despolarização ate´atingir 40 mv.
➢ A rápida despolarização é interrompida por um “platô” – Fase 1.
➢ Durante essa fase de “platô” – Fase 2 – a célula fica com potencial despolarizado,
próximo de 0 mv.
➢ Em seguida ocorre a fase de repolarização rápida – Fase 3.
➢ Após esses eventos o ciclo é reiniciado a partir da fase 4.
-90
40
CANAIS IÔNICOS NO MÚSCULO CARDÍACO
Canal para sódio voltagem dependente (INa)
Proteína integral
Potencial de 
repouso (-90 mv)
Pequena 
Despolarização
(-60 mv)
ATIVAÇÃO
INATIVAÇÃO
A ativação promove a abertura de
outros canais de Na voltagem
dependentes (despolarização
celular)
Ao atingir o equilíbrio (INa) os
canais se fecham (Gradiente
eletroquímico)
CONSEQUÊNCIAS ELETROFISIOLÓGICAS IMPORTANTES DA 
INATIVAÇÃO DOS CANAIS DE Na
PERÍODO REFRATÁRIO
Período após a estimulação de um PA 
durante o qual, por maior que seja o 
estímulo, não ocorre um novo PA.
PERÍODO REFRATÁRIO 
ABSOLUTO
Período no qual a maior parte dos 
canais de Na estão inativados – Fase1 
(platô)
PERÍODO REFRATÁRIO 
RELATIVO
Uma parte dos canais de Na torna-se 
ativos – repolarização – um estímulo 
suficientemente intenso pode desencadear 
um novo PA
Diminuição 
Progressiva no 
potencial de repouso
Ocorre durante processos isquêmicos cardíacos.
Nestes casos, uma importante fração de canais de Na
está inativada. O miocárdio quando estimulado vai
apresentar um PA mais lento que o normal (INa menor) e
como conseqüência, o PA irá se propagar com menor
velocidade, podendo acarretar bloqueios de condução
ou arritmias.
Canal de Cálcio voltagem dependente (ICa)
Canal tipo “L” (ICa, L)
É o responsável pela principal corrente de despolarização no
NSA e NAV.
No miocárdio atrial, ventricular e tecidos de condução, o canal
tipo “L” participa da fase de platô, sendo também essencial no
acoplamento excitação-contração do miocárdio (liberação de
Ca intracelular)
Canal tipo “T” (ICa, T)
Distribuição mais restrita, encontrado em miócitos
ventriculares, NSA e fibras de Purkinje
As principais diferenças entre os dois tipos de canais de Ca são:
➢ Faixa de voltagem para ativação e inativação
➢ Características Cinéticas
➢ Sensibilidade à diferentes tipos de drogas
Canal de Potássio (IK)
Uma mesma célula apresenta mais de um tipo de canal de K, sendo um dos fatores
responsáveis pela grande variação na duração do PA e particularmente no curso
temporal da repolarização observados nas diferentes regiões do coração.
Diferentes tipos de canais de potássio
Canal de K 
Retificador de Influxo
Mantém o potencial de repouso próximo ao potencial de equilíbrio do
K na maior parte das células miocárdicas
Se fecha quando o potencial transmembrana se afasta do potencial
de equilíbrio do K (despolarização), diminuindo a corrente de efluxo e
mantendo a célula despolarizada durante o platô do PA.
Canal de K 
Ativado por acetilcolina
(Ach)
Apresenta retificação de influxo semelhante ao canal retificador e é
ativado por uma proteína “G” como resultado da interação da
acetilcolina com o receptor muscarínico. Importante na determinação
do potencial de repouso do miocárdio atrial, NSA, NAV, onde há maior
concentração de receptores muscarínicos.
Canal de K
Regulado por ATP
Pouco sensível ao potencial de membrana, se abrem quando ocorre
uma redução nos níveis de ATP citosólico. Esses canais permanecem
a maior parte do tempo fechados.
BASES IÔNICAS DO POTENCIAL DE AÇÃO NO CORAÇÃO
INa é a principal corrente despolarizante no músculo atrial, ventricular e fibras de Purkinje
(influxo de Na voltagem dependente)FASE 0
FASE 1
Repolarização rápida e transitória que se segue à despolarização inicial, depende
diretamente dos canais deK transientes de efluxo (ativação e inativação muito rápidas)
FASE 2
Fase de platô – As correntes despolarizantes (influxo de íons) como as correntes
repolarizantes (efluxo de íons) são pequenas e de amplitudes iguais.
Correntes despolarizantes incluem o influxo de Ca2+ (canal tipo “L”) e de Na+ (canais
voltagem dependentes); e as correntes repolarizantes se deve aos canais de K retificador de
influxo (se fecha) durante a fase de platô o que contribui para diminuir a corrente de efluxo.
FASE 3
Fase de repolarização rápida final caracterizada pela predominância das correntes de efluxo.
Está relacionado com a ativação dos canais de K retificadores retardados.
FASE 4
Nas células com potencial de repouso estável, como no miocárdio atrial, ventricular e fibras
de Purkinje, ocorre novamente um balanço entre as correntes de influxo e efluxo, em que o
saldo final é uma corrente nula.
0
1
2
3
4
PROPAGAÇÃO DA ATIVIDADE ELÉTRICA NO CORAÇÃO
A eficiência da propagação da atividade elétrica cardíaca depende de vários fatores:
1. Densidade de corrente no local ativo (despolarização)
2. Limiar de excitabilidade da região em repouso
3. Resistência extra e intracelular
4. Resistência juncional
“GAP JUNCTIONS” – JUNÇÕES COMUNICANTES
O miocárdio apresenta os chamados “discos
intercalares” – estruturas juncionais com funções
diferentes.
- Desmosomas – Junções de adesão mecânica
SEQUÊNCIA NORMAL DE ATIVAÇÃO CARDÍACA
Efeitos Autonômicos sobre o Coração
Ativação do sistema nervoso simpático - efeito cronotrópico positivo
Efeitos Autonômicos sobre o Coração
Sobre a Freqüência cardíaca
Efeitos cronotrópicos
Ativação do sistema nervoso simpático - efeito cronotrópico positivo
Noradrenalina
1
Aumento da If
Aumenta a 
velocidade 
da fase 4Aumenta a 
permeabilidade ao 
sódio e cálcio
Efeitos Autonômicos sobre o Coração
Ativação do sistema nervoso parassimpático - efeito cronotrópico negativo
Ativação do sistema nervoso parassimpático - efeito cronotrópico negativo
Efeitos Autonômicos sobre o Coração
ACh
Muscarínicos
Diminui a da If
Reduz a 
velocidade 
da fase 4Aumenta a 
permeabilidade ao potássio
Estimulação 
simpática
Estimulação
vagal
Efeitos Autonômicos sobre o Coração
Efeitos Autonômicos sobre o Coração
Estimulação Parassimpática cardíaca –
liberação de Ach e ativação dos
receptores muscarínicos promovendo
bradicardia (lentificação da freqüência
cardíaca
Estimulação Simpática – liberação de
noradrenalina e ativação de receptores
1 promovendo aumento da freqüência
cardíaca - taquicardia
BASES FISIOLÓGICAS DA ELETROCARDIOGRAFIA
Eletrocardiograma
É a medida da diferença de potencial na 
superfície do corpo a qual reflete a 
atividade elétrica do coração
ANÁLISE DE ELETROCARDIOGRAMA NORMAL
ANÁLISE DE ELETROCARDIOGRAMA NORMAL
INFRADESNIVELAMENTO DE SEMENTO ST
INDICATIVO DE DAC
O CORAÇÃO COMO BOMBA ELETROMECÂNICA
Mecanismo de Frank-Starling
CORAÇÃO
Capacidade de regular 
seu débito
Capacidade de alterar 
seu estado contrátil em 
larga escala
Propriedade do músculo cardíaco de variar a sua
capacidade de encurtar e desenvolver tensão em função do
seu comprimento de repouso (Regulação Heterométrica)
Mecanismo de Frank-Starling
Fatores Físicos
Resultam no fato de que o
comprimento muscular governa o
formato das fibras e a disposição
das estruturas internas (sistema de
filamentos deslizantes)
Efeitos da Ativação
Resultam no fato de que o grau de
ativação do sistema contrátil
depende do comprimento muscular
em repouso
O CORAÇÃO COMO BOMBA ELETROMECÂNICA
CICLO CARDÍACO
REGULAÇÃO DO VOLUME DE EJEÇÃO
Volume de ejeção
Volume diastólico
Final (VDF)
PRÉ-CARGA
Pressão aórtica
média
Força de contração
ventricular
Mecanismo de 
Frank-Starling
Aumento 
no retorno
venoso
RETORNO VENOSO x EXERCÍCIO
3 Principais mecanismos para o aumento do retorno venoso durante o 
exercício físico
1. Venoconstrição: promove o aumento do
retorno venoso reduzindo a capacidade das
veias em armazenar sangue
2. Ação da “bomba Muscular”: A ativação
bomba é conseqüência da ação muscular
durante as contrações no exercício físico.
3. Ação da “Bomba Respiratória”: O padrão
rítmico da respiração promove o aumento no
retorno venoso. Durante a inspiração a
pressão intratorácica diminui e a pressão
abdominal aumenta, criando um fluxo de
sangue venoso da região abdominal para o
tórax.
DÉBITO CARDÍACO
Débito cardíaco
Representa a quantidade de sangue que cada
ventrículo lança na circulação em determinada
unidade de tempo. DC = FC x VS (l/min)
Débito sistólico
Volume de ejeção (VE)
Quantidade de sangue ejetado pelo
ventrículo em cada sístole
Fração de ejeção
(volume sistólico)
É a resultante da divisão do VE pelo VDF (%)
Volume diastólico
Final (VDF)
É a quantidade total de sangue necessário
para encher plenamente o ventrículo durante o
período de diástole ventricular
Volume sistólico
Final (VSF)
É a quantidade de sangue remanescente no
ventrículo imediatamente após uma sístole
ventricular
Débito Cardíaco 
O treinamento aumenta o débito cardíaco? 
Débito Cardíaco Freqüência 
Cardíaca
Volume de ejeção
Destreinados 5.000 ml/min 70 bpm 71 ml
Treinados 5.000 ml/min 50 bpm 100 ml
Débito Cardíaco Freqüência 
Cardíaca
Volume de ejeção
Destreinados 22.000 ml/min 195 bpm 113 ml
Treinados 35.000 ml/min 195 bpm 179 ml
REPOUSO
EXERCÍCIO
DETERMINANTES DO DÉBITO CARDÍACO
DC – regulado por mecanismos intrínsecos e extrínsecos
HEMODINÂMICA
ORIGEM DA PRESSÃO NO SISTEMA ARTERIAL
Pressão sanguínea
Gerada e mantida 
pela força propulsora 
cardíaca.
Capacidade de 
dilatação da aorta.
Resistência ao fluxo de 
sangue (vasos de 
resistência)
HEMODINÂMICA
ORIGEM DA PRESSÃO NO SISTEMA ARTERIAL
Analogia entre um CKT ôhmico (RC) e o 
sistema cardiovascular
V = I x R CKT ôhmico
PA = DC x RPT Sistema cardiovascular
HEMODINÂMICA
Pressão Arterial é de natureza pulsátil
Pressão arterial sistólica (PAS)
Pressão arterial diastólica (PAD)
PAS – Gerada pela sístole cardíaca e 
seu nível depende de:
1. Capacidade contrátil intrínseca do músculo cardíaco. 
2. Do grau de estiramento das fibras miocárdicas
(Frank-Starling).
3. Volume de sangue presente no ventrículo esquerdo
(Pré-carga) antes da contração.
4. Resistência contra a qual o coração ejeta o sangue
(Pós-carga).
5. Freqüência cardíaca
RELAÇÃO ENTRE: FLUXO – PRESSÃO - RESISTÊNCIA
HEMODINÂMICA
Fluxo (Q) =
 Pressão
Resistência
Gradiente de pressão
P1 P2
RESISTÊNCIA
P = Q x R
FLUXO SANGUÍNEO
Resistência Vascular
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO LOCAL
DURANTE EXERCÍCIO
REGULAÇÃO DA PRESSÃO ARTERIAL
MECANISMOS NEURO-HUMORAIS
PRESSÃO ARTERIAL (PA)
Regulação rápida
(momento a momento)
Regulação a longo
prazo
Regulação rápida da PA
Funciona como arco reflexo o qual envolve:
➢ Receptores
➢ Aferências
➢ Centros de integração
➢ Eferências 
➢ Efetores
➢ Alças hormonais
REGULAÇÃO DA PRESSÃO ARTERIAL
MECANISMOS NEURO-HUMORAIS
SISEMA NERVOSO AUTONÔMICO E CONTROLE CARDIOVASCULAR
SISTEMA NERVOSO AUTONÔMICO
Sistema simpático
Sistema parassimpático
Controle parassimpático
Eferentes vagais. Corpos celulares pré-ganglionares das eferências vagais
localizam-se no Bulbo, na região do núcleo Dorsal motor do Vago (DMV) e no
núcleo Ambíguo (NA) conhecidos como “centro cardioinibidor”
Controle simpático
Os corpos celulares dos neurônios pré-ganglionares do sistema simpático estão
localizados na coluna intermédio lateral da medula espinhal (IML), e tem a
acetilcolina (Ach) como seu neurotransmissor. Estes se projetam para os
neurônios pós-ganglionares da cadeia simpática paravertebral, sendo a
noradrenalina seu neurotransmissor mais importante.
SISEMA NERVOSO AUTONÔMICO E CONTROLE DE PRESSÃO ARTERIAL
FREQUENCIA CARDÍACA
INTEGRAÇÃO BULBAR DO CONTROLE CARDIOVASCULAR
Origem do tono vagal e simpático cardíaco
Mecanismos de integração
bulbar
Grupamentos neuronais envolvidos 
na gênesedo tônus vagal (DMV e 
NA)
Grupamentos neuronais 
responsáveis pelo tono simpático: 
RVLM
Centro integrador das informações 
aferentes dos receptores 
cardiovasculares especializados 
(Núcleo do Trato Solitário – NTS)
CONTROLE REFLEXO CARDIOVASCULAR
Reflexos cardiovasculares
São mecanismos de ajustes rápidos do sistema
cardiovascular frente a uma alteração de pressão, de volume
ou bioquímica.
BARORREFLEXO OU 
REFLEXO BAROCEPTOR
Receptores de estiramento
especializados (croça da aorta e
seio carotídeo)
Enviam suas aferências ao SNC,
especificamente o NTS por meio
dos nervos vago (X) e
glossofaríngeo (IX)
CONTROLE REFLEXO CARDIOVASCULAR
BARORREFLEXO OU REFLEXO BAROCEPTOR
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA
 PA  Pressão de perfusão Renal RENINA
Angiotensinogênio
Substrato de Renina Angiotensina I
Enzima conversora 
de Angiotensina
Angiotensina IIALDOSTERONA
Vasoconstricção
 RPT
 Reabsorção de Na+
 Volume Sanguíneo
PA em direção à 
normalização
Quais as respostas ao exercício nos parâmetros 
cardiovasculares?
SISTEMA CARDIOVASCULAR NO EXERCÍCIO 
Parâmetros Hemodinâmicos e metabólicos 
no exercício
• Volume de ejeção (sistólico)
• Frequência cardíaca
• Débito cardíaco
• Resistência vascular
• Consumo de oxigênio
• Pressão arterial
Determinantes do Desempenho 
Cardíaco
DÉBITO CARDÍACO
COMO PODEMOS AVALIAR A EFICÁCIA DO CORAÇÃO COMO BOMBA?
• Débito Cardíaco – Quantidade de sangue bombeada pelo coração
durante o período de 1 minuto. É igual à frequência cardíaca
multiplicada pelo volume sistólico.
• Durante o exercício ocorre um aumento do débito cardíaco
proporcional a carga de esforço.
Débito Cardíaco = Frequência Cardíaca x Volume Sistólico
REPOUSO
Varia consideravelmente, os fatores que influenciam no repouso são: 
Emocional (alteram o comando central).
Valor médio de 5l → treinados e destreinados.
DÉBITO CARDÍACO
EXERCÍCIO
O fluxo sanguíneo aumenta diretamente com a intensidade do exercício.
O DC sobe gradualmente até atender as demandas metabólicas do exercício.
EXERCÍCIO FÍSICO
• Aumento no débito cardíaco (DC = FC x VS).
• Redistribuição no fluxo sanguíneo
• Elevação da perfusão circulatória para os músculos em atividade.
• A vasodilatação do músculo esquelético (Atividade Simpática Difusa)
• A resistência total ao fluxo sanguíneo cai drasticamente quando o exercício
começa.
Em repouso cerca de 20% do fluxo sistêmico são distribuídos para os
músculos
Durante o exercício os músculos ativos passam a receber até 90%
deste fluxo (para um débito de 25L/min, mais de 22L/min vão para os
músculos
DISTRIBUIÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO
Redistribuição do Fluxo Sanguíneo 
(Hiperemia do Exercício)
• Vasoconstrição das arteríolas viscerais e vasodilatação das
arteríolas dos músculos esqueléticos ativos (hiperemia).
• A vasoconstrição visceral começa a ser importante a partir de
100 bpm devido ao aumento do influxo neural adrenérgico.
Resistência Vascular
RESISTÊNCIA VASCULAR E DISTRIBUIÇÃO DO 
FLUXO SANGUÍNEO
Atletas de Endurance:
DÉBITO CARDÍACO
Essa adaptação ao treinamento 
explica em partes as frequências 
cardíacas de repouso mais baixas 
Débito Cardíaco 
O treinamento aumenta o débito cardíaco? 
Débito Cardíaco Freqüência 
Cardíaca
Volume de ejeção
Destreinados 5.000 ml/min 70 bpm 71 ml
Treinados 5.000 ml/min 50 bpm 100 ml
Débito Cardíaco Freqüência 
Cardíaca
Volume de ejeção
Destreinados 22.000 ml/min 195 bpm 113 ml
Treinados 35.000 ml/min 195 bpm 179 ml
REPOUSO
EXERCÍCIO
VOLUME DE EJEÇÃO (SISTÓLICO)
É a quantidade de sangue (em ml)
bombeada por um ventrículo durante uma
contração → O valor enunciado refere-se
habitualmente ao ventrículo esquerdo.
VOLUME SISTÓLICO = VOLUME DIASTÓLICO 
FINAL – VOLUME SISTÓLICO FINAL