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Regulação da PA a curto e longo prazo 1 Regulação da PA a curto e longo prazo Regulação da PA A PA precisa ser mantida dentro de estritos limites de variabilidade para manutenção da homeostasia (perfusão tecidual). A PA não é estática, os mecanismos apenas mantém-na dentro do limite fisiológico. Há mecanismos de ajuste rápido e lento. PAM = DC x RP DC = VS x FC DC, VS, FC e RP podem alterar a PA, logo, o organismo atua nesses fatores para sua regulação. Débito cardíaco DC = VS x FC FC → determinada pela frequência de despolarização nas células autoexcitáveis; regulada pelo SNA (parassimpático diminui e simpático aumenta) VS → determinado pela força de contração no miocárdio ventricular; influenciada pela contratilidade (aumenta com SNA simpático) e VDF (varia com retorno venoso, que aumenta com constrição venosa, que aumenta com SNA simpático); retorno venoso é auxiliado por bomba musculoesquelética e bomba respiratória. Resistência vascular periférica Fisiologicamente, o vaso sanguíneo possui um tônus vascular basal, controlado pelo SNA simpático e outros fatores - o balanço entre eles entre constrição/dilatação e qualquer alteração desses fatores desregula a RVP. Se o simpático aumenta, há vasoconstrição (aumento da RVP e, se ele diminui, há vasodilatação (diminuição da RVP. obs.: SNA parassimpático não interfere diretamente sobre a RVP. Regulação da PA a curto e longo prazo 2 Sistema nervoso nitrégico Regulação do tônus vascular dos vasos e da RVP. O mediador final é o NO → agente vasodilatador potente, que contribui para determinação da RVP. L-arginina —NO sintase→ NO NO sintase pode ser: endotelial (eNOS, neuronal (nNOS, induzível (processos inflamatórios). obs.: fosfodiesterase inibe a NOS. obs.: viagra → inibe a fosfodiesterase e prolonga a ereção ao manter a vasodilatação; efeito colateral de um fármaco utilizado como vasodilatador do pulmão; se tomar viagra, há inibição da fosfodiesterase e, logo, aumento de NOS, o que aumenta a vasodilatação e diminui a PA. Nos terminais nervosos nitrérgicos NANC - não adrenérgica não colinérgica), há liberação de NO (gás - não precisa de receptores, entra na célula por difusão), que atua no m. liso vascular, ativando a guanilado ciclase, que, por sua vez, GTP → GMPc. GMPc promove o RELAXAMENTO VASODILATAÇÃO. Em contrapartida, terminais adrenérgicos liberam NA (interagem com receptores alfa1 no m. liso vascular), que atua na PLC, a qual PIP2 → DAG + IP3. DAG + IP3 promovem CONTRAÇÃO VASOCONSTRIÇÃO. NO, liberado nas terminações nitrérgicas, inibe a liberação de NA pelos terminais adrenérgicos → efeito vasodilatador pela inibição da constrição. ACh, liberada pelas terminações colinérgicas, atua em receptores M2 dos terminais adrenérgicos e inibe a liberação de NA → efeito vasodilatador pela inibição da constrição. ACh também atua em receptores muscarínicos do endotélio vascular, estimula eNOS e produção de NO → efeito vasodilatador direto por formação de NO. NO é importante determinante da RVP → quanto mais NO, menor a RVP e menor a PA. Fatores endoteliais A passagem do sangue gera atrito com o endotélio vascular (estresse/tensão de cisalhamento) e estimula a liberação de fatores endoteliais. Regulação da PA a curto e longo prazo 3 obs.: nem sempre todos estão funcionando em condições fisiológicas, os que mais funcionam normalmente são o SNA simpático e NO (balanço entre eles = tônus vascular basal). VASODILATADORES: L-arg —eNOS→ NO ÁCIDO ARAQUIDÔNICO —COX→ PGI2 EDHF (fator hiperpolarizante derivado do endotélio) → hiperpolariza células musculares lisas, as quais não conseguem contrair = vasodilatação. obs.: inflamação → aumento da COX e PGI2 e vasodilatação ACh, BK (bradicinina), AII (angiotensina II, ET1 (endotelina 1 estimulam a liberação de fatores endoteliais vasodilatadores. VASOCONSTRITORES: BIGENDOTELINA —ECE→ ET1 ANG I —ECA→ ANG II (receptor AT1 ÁCIDO ARAQUIDÔNICO —COX→ TXA2 e PGH2 OONO, O2, OH obs.: inflamação → aumento da COX, TXA2 e PGH2 e vasoconstrição AII, ET1, 5HT (serotonina) estimulam a liberação de fatores endoteliais vasoconstritores. Fatores humorais ANGIOTENSINA II estimula a ECA e atua em receptores AT1 (vasoconstrição e aumento da PA) e AT2 (vasodilatação e diminuição da PA), bem como em NADPH oxidase, que gera estresse oxidativo e contribui para RVP (vasoconstrição) e aumento da PA. Também age na modulação (estimula) da liberação de NA pelo SNA simpático (vasoconstrição). obs.: EROs inibem NO. BRADICININA → vasodilatador. Regulação da PA a curto e longo prazo 4 VASOPRESSINA → hormônio antidiurético ADH; produzida pelos neurônios hipotalâmicos, armazenada e liberada na neuro-hipófise (estímulo por osmolaridade); atua em receptores no m. liso vascular (V1) e ativa a via da PLC, com influxo de Ca2 e vasoconstrição. PEPTÍDIO NATRIURÉTICO ATRIAL ANP → produzido e liberado pelos átrios; agente natriurético (excreção de Na+ e, logo, de H20; se o retorno venoso aumenta, os receptores de estiramento atriais são ativados e há liberação de ANP pelos átrios, o que promove a diminuição do volume sanguíneo e da PA; além de atuar no rim, ANP atua em receptores nos vasos sanguíneos e ativa a via do GMPc, gerando vasodilatação (arteríolas renais dilatam para mais sangue chegar nos rins e haver mais excreção de Na+ e de H2O. Controle neural da PA (curto prazo) Reflexo barorreceptor (barorreflexo) Receptores de pressão localizados em grandes vasos (arco da aorta e seios carotídeos bilateralmente), onde são capazes de detectar diferenças de PA, através do grau de estiramento do vaso (receptores de estiramento - mecanorreceptores) - quando a PA aumenta, o vaso se estira mais e isso altera a conformação e a frequência de disparo desses receptores. Essas informações sobre a frequência de disparo são levadas, por aferências sensoriais, para o SNC, onde áreas serão ativadas/inibidas, para que a PA seja corrigida para os níveis de normalidade, via ação do SNA simpático e parassimpático no coração, vasos sanguíneos e rins. Regulação da PA a curto e longo prazo 5 Os barorreceptores carotídeos e aórticos captam diferenças de estiramento e, logo, pressão e enviam informações para o centro de controle cardiovascular bulbar (núcleos bulbares). Esse centro enviará, via eferências SNA simpático e parassimpático, comandos de controle de PA. BARORRECEPTORES → mecanorrepcetores; aumentam ou diminuem a frequência dos potenciais de ação, de acordo com o estiramento; reagem a estímulos mecânicos, que sofrem transdução mecano-elétrica, e são transformados em estímulos elétrico, que é encaminhada ao centro centro de controle cardiovascular bulbar por aferências sensoriais. BARORRECEPTORES CAROTÍDEOS → aferência = nervo glossofaríngeo BARORRECEPTORES AÓRTICOS → aferência = nervo vago Geralmente, são ativados juntos. Regulação da PA a curto e longo prazo 6 TRANSDUÇÃO MECANOELÉTRICA → a deformação dos vasos sanguíneos, por alteração na PA, promove a abertura de canais mecanossensíveis ENaC e o influxo de Na+ e de Ca2. Com isso, há alteração do potencial de membrana no terminal nervoso e a abertura de canais de Na+ e K dependentes de voltagem, o que dispara o potencial de ação e sua propagação até o centro de controle cardiovascular bulbar; quando maior a deformação, mais ENaC se abrem e maior a frequência de disparo de potencial de ação; se a PA diminui, os barorreceptores não são ativados (não são inibidos, deixam de ser ativados). O barorreflexo é importante no ajuste momento-a-momento (batimento a batimento) - a cada pulso há momento de maior pressão (sístole) e menor pressão (diástole). Com o estiramento dos, causado pela sístole (fisiológica), há leve ativação de barorreceptores, garantindo que batimentos descompassados ou FC alterada sejam detectados e alterem a frequência de disparo dos barorreceptores, já que são sincronizados (ajuste fino). Se a PA ficar elevada por muito tempo 23 dias), os barorreceptores entendem queo novo grau de estiramento (e a PA é o basal. Em indivíduos hipertensos, a margem para que haja novos disparos aumenta e o mecanismo não funciona adequadamente. Com a senescência, isso também ocorre. Ratos Regulação da PA a curto e longo prazo 7 Além de reestabelecer a PA quando desregulada, o barorreflexo tem a função de evitar a variabilidade excessiva da PA em condições normais - mantém a normalidade batimento a batimento; evita PA lábil. Importante para manutenção de tecidos. CENTRO DE CONTROLE CARDIOVASCULAR BULBAR → com o aumento da PA, aferentes barorreceptores chegam no núcleo do trato solitário NTS, onde fazem sinapse com neurônios de segunda ordem (excitatório), que, por sua vez, farão sinapses simultâneas excitatórias para: NÚCLEO AMBÍGUO e N. DORSAL DO VAGO→ aferente parassimpático (centro de controle da atividade parassimpática) que secreta ACh no nó SA e reduz a FC = REDUÇÃO DA PA; CENTRO DE CONTROLE DA ATIVIDADE SIMPÁTICA → inibição do simpático (para coração e vasos); NTS estimula neurônio do bulbo ventrolateral caudal BVLc), o qual, via GABA, inibe neurônios eferentes simpáticos do bulbo ventrolateral rostral (BVLr - autodespolarizam-se e, para inibir o simpático e reduzir a PA, é necessário inibi-los); como resultado, há inibição da eferência simpática e redução da FC e RVP = REDUÇÃO DA PA. Núcleos do SNC envolvidos no barorreflexo ÁREA SENSORIAL → n. do trato solitário; primeira sinapse dos barorreceptores; Regulação da PA a curto e longo prazo 8 ÁREA VASOCONSTRITORA → bulbo ventrolateral rostral; gerador de atividade simpática; ÁREA VASODILATADORA → bulbo ventrolateral rostral; inibe BVLr; NA e DMV → n. ambíguo e n. dorsal do vago; controlam atividade parassimpática. SN Simpático As fibras nervosas simpáticas vasomotoras saem da ME por todos os nervos espinhais T1L2. Inervam coração e vasos sanguíneos. Nervos simpáticos → inervam a vasculatura das vísceras internas e coração; Nervos espinhais → inervam a vasculatura das áreas periféricas. Inervação simpática vasomotora Todos os vasos são inervados pelo simpático, exceto capilares e esfíncters pré-capilares. Aumento da atividade simpática = vasodilatação = diminuição do fluxo sanguíneo para o tecido Diminuição da atividade simpática = vasodilatação = aumento do fluxo sanguíneo para o tecido Fibras nervosas simpáticas para o coração A estimulação simpática aumenta acentuadamente a atividade do coração, aumenta a FC e sua força de bombeamento. Inerva nó SA, nó AV e musculatura cardíaca. Controle parassimpático da função cardíaca O SN parassimpático tem papel de menor importância na regulação da circulação, por não ter efeito sobre a vasculatura. Seu único efeito circulatório realmente importante é o controle da DC, por meio de fibras parassimpáticas levadas até o coração pelos nervos vagos. Os efeitos da estimulação parassimpática sobre a função cardíaca são, principalmente, diminuição acentuada da FC e ligeira diminuição na contratilidade do coração. Inerva o nó SA e musculatura cardíaca. Resposta ao aumento da PA Regulação da PA a curto e longo prazo 9 Com o aumento da PA, há maior grau de estimulação do NTS, o qual estimula NA (estimula parassimpático = redução da PA) e BVLc, que inibe BVLr (inibe simpático - redução da PA). Resposta à diminuição na PA Com a diminuição da PA, o grau de estimulação do NTS diminui, o qual estimula menos o NA e a atividade parassimpática diminui, o que aumenta a PA. Sem estimulação do NTS, BVLc não é estimulada e não inibe BVLr, o qual estimula o simpático e aumenta a PA. Regulação da PA a curto e longo prazo 10 Quimiorreflexo Compartilhado pelos sistemas cardiovascular e respiratório. Quimiorreceptores periféricos Estão nos corpos carotídeos e aórticos. Ativados simultaneamente com barorreceptores. ESTÍMULOS: PaCO2 (aumenta com a diminuição da PA, pHa, PaO2 (diminui com a diminuição da PA; Diminuição da PA devido à diminuição do suprimento arterial. AFERÊNCIAS: Nervo vago (aórticos) Nervos hering e glossofaríngeo (carotídeos) Alto fluxo sanguíneo. EFEITOS REFLEXOS: Regulação da PA a curto e longo prazo 11 HIPERPNEIA; Dilatação das vias aéreas superiores; Aumento da PA. Os sinais transmitidos dos quimiorreceptores para o centro vasomotor excitam esse centro e isso faz elevar a PA. Quimiorreceptores arteriais Resposta à queda da PaO2. No corpúsculo carotídeo, encontra-se a célula glomus (unidade funcional do quimiorreceptor), capaz de detectar e responder (gerando potencial de ação) à queda de PaO2. A célula de glomus detecta a queda da PaO2, o que promove o fechamento de canais de K, gera despolarização e abre canais de Ca2 voltagem-dependentes. Com isso, há influxo de Ca2, que estimula a exocitose do neurotransmissor dopamina, a qual atua em receptores de terminações nervosas sensoriais e gera potencial que ação, que vai até centros bulbares de ajuste de ventilação e PA. obs.: quimiorreceptor não é terminação nervosa livre, é uma célula especializada (célula glomus) obs.: PaCO2 é detectada, principalmente, pelos quimiorreceptores centrais. Com a diminuição da PaO2, a ativação de células de glomus, nervo vago, hering e glossofaríngeo enviam potenciais de ação para o NTS no bulbo, que estimula núcleos simpáticos (bulbo ventrolateral caudal rostral; vasoconstrição) e inibe núcleos parassimpáticos NA e NDV; não atua sobre o coração = aumento da FC e força de contração). Ao mesmo tempo, núcleos simpáticos ativados estimulam o aumento da FC e força de contração. Além disso, NTS ativa outras estruturas de ajuste ventilatórios e comportamentais. QUIMIORRECEPTORES → estímulo do simpático e inibição do parassimpático, com aumento da RVP, da força de contração e da FC. Regulação da PA a curto e longo prazo 12 Trata-se de um sistema menos especializado para detecção de alterações de PA, mas sim de pressão gasosa. Atua em situações de exercício físico. Reflexos cardiopulmonares Secundário ao barorreflexo, porém, em falta de baroceptor, ele predomina. Receptores cardiopulmonares Mecanorreceptores (respondem à estiramento e volume de enchimento - relacionado com a PA) presentes nos átrios, coronárias, pericárdio e vasos torácicos, como aa. e vv. pulmonares. Quedas na pressão de enchimento atrial e ventricular = aumento do tônus simpático e diminuição do vagal. Sugere-se reflexos paralelos aos barorreceptores. Reflexo de Bainbridge Situações de diminuição da PA. Diminuição do volume sanguíneo e, logo, diminuição da pressão de enchimento atrial diminuem a frequência de despolarização dos receptores pulmonares (átrios e artérias pulmonares), informação essa que é transmitida ao NTS. NTS inibe BVLc, que inibe BVLr, o qual gera vasoconstrição e aumento da FC e da PA. Ao mesmo tempo, NTS inibe NA e NDV, o que diminui o parassimpático e aumenta a FC e a PA. Regulação da PA a curto e longo prazo 13 Mecanismos humorais de controla da PA: ajustes a longo prazo Liberação hormonal demora mais do que ativação neural. Quando ambos são ativados, trabalham juntos. HORMÔNIO SUBSTÂNCIA ENDÓCRINA → liberado por glândula e passagem pela circulação sanguínea para atingir seu alvo. Liberação de catecolaminas pela medula da adrenal CATECOLAMINAS DA MEDULA DA ADRENAL → NA e ADRENALINA. A medula da adrenal é inervada pelo SNA simpático - neurônio pré-ganglionar simpático faz sinapses colinérgicas com células cromafins (células nervosas que atuam como neurônios pós-ganglionares simpáticos/gânglio simpático). Com ativação simpática, via aumento/redução da PA, há estímulo das células cromafins a produzir e secretar NA e adrenalina. Possuem mesmo sentido de atuação do que o simpático. Diferentemente da liberação de substâncias pelo terminal nervoso, que atua exclusivamente onde o terminal inerva, a NA e a adrenalina liberadas pelas células cromafins caem na circulação sanguínea e atuam em diferentes alvos. RECEPTORES ONDE CATECOLAMINAS IRÃO AGIR: PA → alfa1 para vasoconstrição e beta1 para aumento da FC eforça de contração. Regulação da PA a curto e longo prazo 14 Vasopressina e seu envolvimento no controle da PA Situações de diminuição da PA. O aumento da osmolaridade (maior concentração de soluto e menor volume sanguíneo = diminuição da PA é captado por osmorreceptores presentes no núcleo paraventricular PVN e núcleo supraóritco do hipotálamo SON, os quais sinalizam para o hipotálamo a produzir vasopressina/hormônio anti-diurético e a neuro-hipófise a liberar a substância. Nos vasos sanguíneos, há o receptor da vasopressina V1, que, quando ativado por vasopressina, gera vasoconstrição, aumento da RV e aumento da PA. Regulação da PA a curto e longo prazo 15 Vasopressina atua no aumento da reabsorção de Na+ e, logo, de água, o que diminui a diurese e aumenta o volume sanguíneo. Vasopressina se liga em receptores V2, nos rins, regulando a inserção de aquaporinas nos túbulos renais. Com isso, ao interagir com V2, estimula a inserção de aquaporinas e a reabsorção de água pelo organismo, o que aumenta o volume sanguíneo e a PA. Papel dos rins no controle da PA (longo prazo) Sua função é controlar o volume do sangue, estimulando ou não a excreção de íons e água. Relação entre volume e PA O volume de líquido extra-celular LEC aumenta o volume sanguíneo, o que aumenta a pressão médica de enchimento circulatório. Com isso, aumenta-se a RV e o DC e a PA. Com aumento da PA, o rim aumenta a excreção de Na+ e água, o que dimini a PA. Fisiologicamente, há um ponto de equilíbrio de ingestão e excreção. Se houver um aumento da PA, há um estímulo maior para excreção e, se a PA diminui, há um estímulo para ingestão/menor excreção. Regulação da PA a curto e longo prazo 16 Sistema renina-angiotensina-aldosterona no controle da PA (longo prazo) O principal mecanismo de controle da PA pelo sistema renal é o sistema renina-angiotensina-aldosterona. O sangue entra pela rede capilar (arteríola aferente) e sofre filtração e reabsorção (glomérulo). O que será excretado entra nos túbulos renais e o que foi reabsorvido volta para corrente sanguínea (arteríola eferente). Se a PA alterar, a perfusão dos capilares renais altera - aumenta a PA, aumenta a filtração; diminui a PA, diminui a filtração. A própria região de filtração possui mecanismos de vasoconstrição PA alta) ou vasodilatação PA baixa) para manter a perfusão adequada. Além disso, o sistema renal também é capaz de ativar o sistema renina-angiotensina-aldosterona, através da ativação das células da mácula densa, presentes no aparelho justaglomerular e capazes de detectar o fluxo tubular distal e, em resposta, liberar substâncias localmente para regular a taxa de filtração. Se a PA aumentar, a mácula densa percebe a maior velocidade e volume e libera fatores para vasoconstrição de arteríolas e diminuição do volume sanguíneo que chega. Se a PA diminuir, a mácula densa capta a menor perfusão do rim na arteríola aferente, e libera fatores para o aumento, como a renina. ESTÍMULOS PARA PRODUÇÃO DE RENINA: DIMINUIÇÃO DA PERFUSÃO RENAL; AUMENTO DA ATIVAÇÃO SIMPÁTICA (beta-1, AMPc-PKA, baro hipotensão); DIMINUIÇÃO DA DEMANDA DE NaCl = DIMINUIÇÃO DO VOLUME SANGUÍNEO = HIPOTENSÃO. Regulação da PA a curto e longo prazo 17 Renina, liberada pela mácula densa dos rins, converte o angiotensinogênio, liberado pelo fígado, em angiotensina I. A angiotensina I é convertida em angiotensina II, pela ECA (enzima conversora de angiotensina - produzida pelo endotélio pulmonar). A angiotensina II estimula: AUMENTO DA ATIVIDADE SIMPÁTICA → modula a liberação de NA pelo simpático - aumenta a PA; REABSORÇÃO TUBULAR DE Na+ E Cl- E EXCREÇÃO TUBULAR DE K → reabsorção de Na+ e água para aumenta o volume sanguíneo e a PA; SECREÇÃO DE ALDOSTERONA → ang II atua no córtex da adrenal para secreção de aldosterona, que atua na reabsorção de Na+ e Cl- (e água) e excreção tubular de K, o que aumenta o volume sanguíneo e a PA; VASOCONSTRIÇÃO → aumenta a PA; LIBERAÇÃO DE VASOPRESSINA → estimula a neuro-hipófise a secretar vasopressina, que insere aquaporinas e estimula a reabsorção de água e aumento da PA. Com isso, há: RETENÇÃO DE Na+ e H2O E REESTABELECIMENTO DO VOLUME CIRCULANTE; REESTABELECIMENTO DA PA; REESTABELECIMENTO DA PRESSÃO DE PERFUSÃO RENAL. Ações do peptídeo natriurético atrial no controle da PA (longo prazo) Quando PA aumenta, a pré-carga aumenta, a parede atrial estira mais e há estimulação da liberação do peptídeo natriurético atrial ANP. Regulação da PA a curto e longo prazo 18 FUNÇÃO → natriurese (estimular a excreção de Na+, o que diminui a água e o volume sanguíneo). O ANP diminui a RVP (relaxamento do m. liso vascular das arteríolas renais), gera vasodilatação e aumenta o fluxo sanguíneo renal, o que aumenta a filtração glomerular e a natriurese. Ao mesmo tempo que estimula a natriurese, o ANP inibe o sistema renina-angiotensina-aldosterona.