Fisiologia Cardiovascular: visão geral da circulação

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1 FISIOLOGIA 2 - CARDIO 
VITÓRIA NOVAIS - MED 
VISÃO GERAL DA CIRCULAÇÃO; 
BIOFÍSICA DE PRESSÃO, FLUXO E 
RESISTÊNCIA 
 A função da circulação é suprir as necessidades dos tecidos: 
o Levando nutrientes para os tecidos 
o Retirando resíduos metabólicos dos mesmos 
o Transportando hormônios da glândula para os tecidos 
alvos 
De modo geral, manter o ambiente apropriado em todos os 
líquidos teciduais do organismo para que as células sobrevivam 
e funcionem de maneira otimizada. 
 A necessidade tecidual é a grande controladora da 
intensidade do fluxo sanguíneo. 
o Ex.: o fluxo sanguíneo para os rins está muito além de 
suas necessidades metabólicas e está relacionado à 
sua função excretora, demandando que grande 
volume de sangue seja filtrado a cada minuto. 
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA CIRCULAÇÃO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARTES FUNCIONAIS DA CIRCULAÇÃO: 
 Artérias: transportam sangue sob alta pressão e alta 
velocidade para os tecidos. Têm paredes fortes 
 Arteríolas: ramos finais das artérias e atuam como 
condutos de controle desacelerando o sangue antes de 
chegar aos capilares. Têm fortes paredes musculares 
capazes de ocluir completamente o vaso ou de multiplicar 
seu diâmetro através de seu relaxamento  altera o fluxo 
sanguíneo de acordo com a necessidade do tecido. 
 Capilares: atuam realizando as trocas de líquidos, nutrientes, 
eletrólitos, hormônios e demais substancias entre o sangue e o 
interstício 
 Vênulas: coletam os sangues dos capilares e, de formal gradual, 
coalescem, formando veias progressivamente maiores 
 Veias: transportam o sangue das vênulas de volta para o 
coração, além de constituírem um importante reservatório de 
sangue extra. Suas paredes são mais finas que as das artérias 
devido à menor pressão no sistema venoso, mas são 
suficientemente vasculares para contrair e expandir como um 
reservatório controlável. 
VOLUME DE SANGUE NAS DIFERENTES PARTES DA 
CIRCULAÇÃO: 
A figura ao lado apresenta uma visão geral da distribuição 
volumétrica de sangue pelos principais segmentos da circulação. 
 84% do volume sanguíneo corporal total estão na circulação 
sistêmica 
o 64% nas veias 
o 13% nas artérias 
o 7% nas arteríolas e capilares sistêmicos 
 16% na circulação pulmonar e coração 
o 7% no coração 
o 9% vasos pulmonares 
ÁREAS DE SECÇÃO TRANSVERSAL E VELOCIDADES DO 
FLUXO SANGUÍNEO 
Se todos os vasos sistêmicos de cada tipo fossem colocados lado 
a lado, suas áreas totais aproximadas de secção transversa média 
no ser humano seriam as seguintes: 
 
 As áreas de secção transversa das veias são muito maiores do 
que as das artérias  capacidade de armazenamento de 
sangue no sistema venoso 
Vaso
Aorta
Pequenas artérias
Arteríolas
Capilares
Vênulas
Pequenas veias
Veias Cavas
Área de Secção 
Transversa (cm²)
2,5
20
40
2.500
250
80
8
 
 
2 FISIOLOGIA 2 - CARDIO 
VITÓRIA NOVAIS - MED 
o V = F/A  o mesmo fluxo de volume de sangue (F) 
deve passar por todo segmento da circulação a cada 
minuto, por isso a velocidade do fluxo sanguíneo (v) 
é inversamente proporcional à área de secção 
transversa vascular (A): Ex.: em condições de 
repouso, a velocidade média na aorta é 33cm/s, 
enquanto nos capilares é 1/1.000 desse valor 
(0,3mm/s). Mas como os capilares medem de 0,3 a 
1mm de comprimento, o sangue permanece neles 
por apenas 1 a 3 segundos. 
PRESSÕES NAS DIVERSAS PARTES DA CIRCULAÇÃO: 
 Aorta: cerca de 100mmhg  recebe o sangue diretamente 
e continuamente do coração 
o Sistólica: 120mmHg 
o Diastólica: 80mmHg 
 À medida que o sangue flui pela circulação sistêmica, sua 
pressão média cai progressivamente para cerca de 0 
mmHg, ao atingir o final das veias cavas superior e 
inferior, que deságuam no átrio direito do coração. 
 Capilares sistêmicos: varia entre 35mmHg e 10mmHg 
o Pressão funcional média da maioria = 17mmHg  
valor suficientemente baixo para que pouco plasma 
flua através dos minúsculos poros das paredes 
capilares, sem prejudicar a difusão dos nutrientes por 
meio desses mesmos poros. 
 Circulação Pulmonar: 
o Nas arteríolas pulmonares, a pressão é pulsátil como 
na aorta, mas a pressão é muito menor 
 PA Pulmonar Sistólica = aproximadamente 25 
mmHg 
 PA diastólica = 8 mmHg 
 PAPMédia = 16 mmHg. 
o Capilares pulmonares: pressão capilar pulmonar 
média é de apenas 7 mmHg. Ainda assim, o fluxo 
sanguíneo total, que passa pelos pulmões a cada 
minuto, é o mesmo que o da circulação sistêmica. 
o As baixas pressões do sistema pulmonar estão de acordo com 
as necessidades dos pulmões = expor o sangue dos capilares 
pulmonares ao oxigênio e aos outros gases alveolares  
hematose 
PRINCÍPIOS BÁSICOS DA FUNÇÃO CIRCULATÓRIA: 
Existem 3 três princípios básicos: 
1. O fluxo sanguíneo na maioria dos tecidos é controlado 
segundo a necessidade dos tecidos. 
 Tecidos ativos têm grande demanda por nutrientes = fluxo 
sanguíneo chega até 20 a 30 vezes o de repouso. No 
entanto, normalmente o coração NÃO pode aumentar 
seu débito por mais que quatro a sete vezes maior que 
os dos valores de repouso. Assim, não é possível 
simplesmente elevar o fluxo sanguíneo em todas as partes 
do corpo. 
 Os microvasos em cada tecido monitoram, de modo 
contínuo, as necessidades teciduais ( disponibilidade de 
oxigênio e de outros nutrientes e o acúmulo de dióxido de 
carbono e outros produtos do metabolismo) e agem 
diretamente sobre os vasos sanguíneos locais, dilatando-
os ou contraindo-os para controlar o fluxo sanguíneo local 
de forma precisa e até o nível necessário para a atividade 
do tecido. 
 o controle neural da circulação pelo sistema nervoso 
central e os hormônios age como mais um mecanismo 
para a regulação do fluxo sanguíneo tecidual. 
2. O débito cardíaco é a soma de todos os fluxos locais dos 
tecidos. Depois de fluir por um tecido, o sangue retorna, de 
imediato, pelas veias para o coração. Este responde, de forma 
automática, ao aumento da chegada de sangue, bombeando-
o imediatamente de volta para as artérias. Assim, o coração 
age como autômato, respondendo às demandas dos tecidos; 
entretanto, com frequência precisa de auxílio na forma de 
sinais nervosos especiais que o fazem bombear a quantidade 
necessária de fluxo sanguíneo. 
3. A regulação da pressão arterial é geralmente independente 
do fluxo sanguíneo local ou do débito cardíaco. 
 sistema circulatório controla minuciosamente a pressão 
sanguínea arterial: por exemplo, se em qualquer 
momento a pressão cair significativamente abaixo do 
nível normal de cerca de 100 mmHg, um conjunto de 
reflexos nervosos desencadeia em poucos segundos 
diversas alterações circulatórias para normalizar a 
pressão. 
 Sinais Nervosos: 
a) Efeito inotrópico: aumentando a força do 
bombeamento cardíaco 
b) constrição dos grandes reservatórios venosos para 
levar mais sangue para o coração 
c) constrição generalizada das arteríolas em muitos 
tecidos, de modo que maior quantidade de sangue se 
acumula nas grandes artérias, aumentando a pressão 
arterial. 
 
 
3 FISIOLOGIA 2 - CARDIO 
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 Ao longo de períodos mais prolongados de horas ou dias 
os rins desempenham papel adicional fundamental no 
controle pressórico 
o secreção de hormônios controladores da 
o regulação do volume sanguíneo pelo mecanismo de 
excreção ou retenção de urina 
 
Assim, as necessidades dos tecidos individuais são supridas, de 
forma específica, pela circulação. 
PRESSÃO, FLUXO E RESISTÊNCIA: 
O fluxo sanguíneo pelo vaso é determinado por 2 fatores: 
1. Gradiente de pressão pelo vaso = diferença de pressão 
sanguínea entre as duas extremidades 
2. Resistência vascular = impedimento ao fluxo, resultado 
do atrito entre o sangue e o endotélio vascular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 É a diferença de pressão entre as duas extremidades do 
vaso e não a pressão absoluta em seu interior que 
determina a intensidade/velocidade do fluxo.FLUXO SANGUÍNEO: 
 
 É a quantidade de sangue que passa por determinado 
ponto da circulação durante um intervalo de tempo  
ml/min ou L/min (geralmente) 
 Fluxo total de um adulto em repouso  cerca de 
5.000mL/min ou 5L/min = Débito Cardíaco 
 Fluxo Laminar = linhas de corrente, uniformes e estáveis 
ao longo do vaso 
o Oposto ao fluxo turbulento que consiste em sangue fluindo em 
todas as direções e se misturando continuamente dentro do 
vaso 
o Perfil Parabólico de Velocidade: em um fluxo laminar, a 
velocidade do fluxo pelo centro do vaso é muito maior que 
próximo às paredes. 
Na figura ao lado o vaso contém dois líquidos; o vermelho e o 
transparente: 
A) não há fluxo no vaso. 
B) Os líquidos começam a fluir e desenvolve-se uma interface 
parabólica entre eles 
 a porção de líquido adjacente à parede do vaso 
praticamente não se moveu, enquanto a porção pouco mais 
afastada da parede se moveu por pequena distância e a 
porção no centro do vaso se moveu por longa distância. 
Esse efeito é chamado “perfil parabólico da velocidade do 
fluxo sanguíneo”. 
 
 O perfil parabólico ocorre porque as moléculas de líquido que 
tocam a parede se movem lentamente em virtude da aderência 
com o endotélio, enquanto a camada seguinte desliza sobre a 
primeira e assim por diante. Assim, quanto mais central, mais 
rápido o sangue flui. 
 
 Fluxo Turbulento: diante de intensidade muito elevada, 
obstruções, ângulos fechados ou superfícies ásperas, o fluxo 
sanguíneo pode ficar turbulento. Isso significa que o sangue flui 
em direção longitudinal e perpendicular, podendo formar 
redemoinhos 
o A tendência de ocorrer fluxo turbulento é: 
 diretamente proporcional à velocidade do fluxo, 
diâmetro do vaso e densidade do sangue 
 inversamente proporcional à viscosidade do sangue 
 
𝑅𝑒 =
v . d . ρ
η
 
o Re nas grandes artérias normalmente varia de 200 a 400, 
sendo comum fluxo turbulento nesses vasos
Lei de Ohm: 
F= fluxo sanguíneo 
ΔP= P1-P2 
R= resistência vascular 
𝐹 =
∆P
R
 
 Re= número de Reynolds  medida da tendência de 
turbilhonamento; 
 v = velocidade média do fluxo (cm/s); 
 d = diâmetro do vaso(cm); 
  = densidade  pouco maior que 1 
 η = viscosidade (em poise)  1/30 poise 
 = 
 Re> 200 a 400 = fluxo turbulento em alguns ramos 
dos vasos, que se extingue em suas porções mais 
lisas. 
 Re > 2.000 = turbulência mesmo em vasos retos e 
lisos. 
 
 
4 FISIOLOGIA 2 - CARDIO 
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o Re nas porções proximais da Aorta e Artéria 
Pulmonar pode chegar a muitos milhares durante a 
fase de ejeção rápida dos ventrículos = 
turbilhonamento considerável nestes vasos 
o Em vasos pequenos, o Re quase nunca é alto o 
suficiente para causar turbulência 
PRESSÃO SANGUÍNEA: 
 Representa a força exercida pelo sangue contra qualquer 
unidade de área da parede vascular 
RESISTÊNCIA AO FLUXO SANGUÍNEO: 
 É o impedimento ao fluxo sanguíneo pelo vaso 
 Não pode ser medida diretamente  deve ser calculada 
pelas medidas do fluxo e a diferença de pressão entre 2 
pontos do vaso (Lei de Ohm) 
 ΔP = 1 mmHg e F = 1 mL/s  a resistência é designada 
como uma unidade de resistência periférica ou URP 
 Resistencia Vascular Periférica Total: 
o Para um débito cardíaco de 100mL/s, o ΔP entre as 
artérias e veias sistêmicas é de cerca de 100mmHg 
o Assim, a RVP total éde 100/100 ou 1 URP 
o Vasos fortemente contraídos: RVP sobe para 4URP 
o Vasos muito dilatados: RVP cai para valores muito 
baixos como 0,2 URP 
 Resistencia Vascular Pulmonar Total: 
o PA Pulmonar Média = 16mmHg e a Pressão Atrial 
Esquerda Média = 2mmHg  ΔP = 14 mmHg 
o Assim, sob um DC normal (100mL/s),a RV Pulmonar 
Total é de cerca de 0,14 URP (aprox. 1/7 das 
circulação sistêmica) 
 Condutância: é a medida do fluxo sanguíneo por um vaso 
sob dada diferença de pressão. Ou seja, é a recíproca 
exata da resistência 
o Condutância = 1/Resistência 
o Pequenas variações no diâmetro do vaso provocam 
grandes alterações em sua capacidade de conduzir 
sangue com fluxo laminar 
Veja que, embora os diâmetros aumentem apenas em 
4X, os fluxos correspondentes aumentam por 256 vezes. 
 
 A condutância do vaso aumenta em proporção direta à 
quarta potenciado diâmetro  Condutância ∝Diâmetro4 
LEI DE POISEUILLE: 
 
 
 
 
 O grande aumento da condutância em decorrência do 
aumento do diâmetro pode ser explicado pela característica 
física do fluxo laminar (perfil parabólico de velocidade), em 
que a velocidade do fluxo aumenta a cada camada mais 
interna. Assim, vasos mais calibrosos (de maior diâmetro), 
possuem mais camadas de fluxo sanguíneo e, 
consequentemente, maior velocidade das camadas internas. 
 Nos vasos de pequeno calibre, em essência, todo o sangue 
está contíguo à parede e a corrente central de fluxo mais 
rápido não existe. 
 Ao unirmos as velocidades de todas as camadas e 
multiplicarmos por suas áreas, temos a fórmula de Poiseuille 
ou lei da quarta potência: 
𝐹 → 
𝜋∆𝑃𝑟4
8𝜂𝑙
 
 
 
 
 
 
 
 
 Note que: o fluxo sanguíneo é diretamente proporcional ao 
raio4, demonstrando que o diâmetro (que corresponde a 2x 
o raio) é muito mais importante que os demais fatores na 
determinação do F. 
RESISTENCIA ARTERIOLAR: 
 Resistência das delgadas arteríolas 
 Cerca de 2/3 da resistência vascular sistêmica total consiste 
em resistência arteriolar 
 Os diâmetros internos as arteríolas variam de 4 a 25 
micrômetros 
 Possuem paredes vasculares muito fortes capazes de alterar 
acentuadamente o diâmetro do vaso
 F = intensidade do fluxo; 
 ΔP = diferença de pressão entre as extremidades; 
 r = raio do vaso; 
 l = comprimento 
 η = viscosidade do sangue 
 
 
5 FISIOLOGIA 2 - CARDIO 
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 Pela lei da quarta potência as arteríolas são capazes de, 
em resposta aos sinais nervosos ou químicos teciduais, 
com pequenas alterações de seu diâmetro, interromper 
quase totalmente o fluxo sanguíneo ou aumenta-lo 
enormemente. 
RESISTÊNCIA EM CIRCUITOS VASCULARES EM SÉRIE E 
PARALELO: 
1) Circuitos em Série: 
 Artérias, arteríolas, capilares, vênulas e veias 
 O fluxo por cada vaso é o mesmo 
 Resistência total é a soma das resistências de cada vaso 
 das artérias às veias 
 
2) Circuitos em Paralelo: 
 Ramificações dos vasos sanguíneos 
 Permite que cada tecido regule seu próprio fluxo, em 
grande parte, de maneira independente 
 Resistência total é: 1/Rtotal= 1/R1 + 1/R2 +1/R3 .... 
 O fluxo é determinado pelo gradiente de pressão e por 
sua própria resistência, e não pela resistência dos outros 
vasos do circuito 
 É óbvio que, para dado gradiente de pressão, quantidade 
muito maior de sangue fluirá por esse sistema paralelo 
do que por qualquer um dos vasos sanguíneos 
individuais. Portanto, a resistência total é muito menor 
que a de qualquer vaso sanguíneo isolado 
 O aumento da resistência de qualquer um dos vasos 
aumenta a resistência total 
 Pode parecer paradoxal que a adição de vasos ao circuito 
reduza a resistência total, mas muitos vasos em paralelo 
facilitam o fluxo pelo circuito porque cada um representa 
uma condutância para o fluxo 
 Condutância Total = C1 + C2 + C3 .... 
 
. 
 O fluxo sanguíneo a cada tecido é fração do fluxo 
sanguíneo total (débito cardíaco), sendo determinado 
pela resistência (recíproca da condutância) ao fluxo do 
tecido, bem como pelo gradiente de pressão. Portanto, 
a amputação de membro ou a remoção cirúrgica de um 
rim também remove um circuito paralelo e reduz a 
condutância vascular e o fluxo sanguíneo total (i. e., o 
débito cardíaco), enquanto aumentam a resistência 
vascular periférica total. 
HEMATÓCRITO E VISCOSIDADE X RESISTÊNCIA 
VASCULAR: 
 Outro fator importante na Equação de Poiseuille é a 
viscosidade do sangue 
 Quanto maior a viscosidade, menor o fluxo pelo vaso (se 
todos os demais fatores permanecerem constantes) 
 A viscosidade do sangue é 3x maior que ada água 
 A viscosidade sanguínea se deve ao grande numero de 
eritrócitos em suspensão  exercem forças friccionais 
contra células adjacentes e contra a parede do vaso 
 Hematócrito: porção do sangue que são hemácias  
representa a porção celular do sangue, enquanto a porção 
restante constitui o plasma 
o Hematócrito Médio p/ adulto: 42 em homens e 38 em 
mulheres 
o Valores variam muitos: presença de anemias ou 
policitemias, grau de atividade corporal e altitude em 
que vive 
o A elevação do hematócrito aumenta acentuadamente 
a viscosidade sanguínea 
o hematócrito normal  viscosidade do sangue = 3 
 isso significa que para impulsionar o sangue pelo 
vaso, é necessária pressão 3X maior do que a 
necessária para impulsionar agua 
 
 
6 FISIOLOGIA 2 - CARDIO 
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o Hematócrito acima de 60-70 = policitemia 
viscosidade até 10x maior que a da água = fluxo 
sanguíneo fica reduzido 
 Outros tipos de proteína no plasma também afetam a 
viscosidade do sangue, mas provocam efeitos pequenos 
o Viscosidade do plasma = 1,5 x maior que da água 
EFEITOS DA PRESSÃO SOBRE A RESISTÊNCIA 
VASCULAR E O FLUXO SANGUINEO TECIDUAL: 
 
 
 
 
 
 
 
 o aumento da pressão arterial não aumenta só a força 
que impulsiona o sangue pelos vasos, mas ao mesmo 
tempo inicia aumentos compensatórios da resistência 
vascular em poucos segundos pela ativação dos 
mecanismos de controle locais. Por isso, o aumento da 
pressão arterial não implica em aumento do fluxo 
sanguíneo 
 o mesmo ocorre inversamente: diante de reduções da 
PA, há também redução da resistência vascular na 
maioria dos tecidos o que mantem o fluxo sanguíneo 
normal 
 Autorregulação é a capacidade quem os tecidos têm de 
ajudar suas resistências vasculares e de manter o fluxo 
sanguíneo normal diante de alterações da PA entre 70 e 
175mmHg 
 
As variações do fluxo sanguíneo podem ser causadas por: 
 Estimulação simpática  contrai os vasos sanguíneos 
 Hormônios vasoconstritores = Norepinefrina, 
Angiotensina II, Vasopressina ou Endotelina 
Na maioria dos tecidos, as variações do fluxo sanguíneo 
raramente duram mais de algumas poucas horas, mesmo 
quando elevações da pressão arterial ou níveis aumentados 
de vasoconstritores são mantidos. Isso ocorre devido aos 
mecanismos autorregulatórios locais de cada tecido, que 
eventualmente, superam a maior parte dos efeitos 
vasoconstritores, de maneira a prover fluxo sanguíneo apropriado 
às demandas do tecido. 
RELAÇÃO PRESSÃO-FLUXO EM LEITOS VASCULARES 
PASSIVOS: 
Em vasos sanguíneos isolados ou em tecidos que não apresentam 
autorregulação, variações da pressão arterial podem ter efeitos 
importantes sobre o fluxo sanguíneo. Na verdade, o efeito da 
pressão no fluxo sanguíneo pode ser maior do que a prevista pela 
equação de Poiseuille, como mostrado pelas curvas ascendentes 
na figura acima. A razão para isso é que: 
 a pressão arterial aumentada não somente aumenta a 
força que empurra o sangue pelos vasos, como também 
distende os vasos elásticos, diminuindo na realidade a 
resistência vascular. 
 Reciprocamente, a diminuição da pressão arterial em vasos 
sanguíneos passivos aumenta a resistência, à medida que 
os vasos elásticos gradualmente colapsam devido à 
pressão distensora reduzida. 
 se a pressão cair abaixo do nível crítico = pressão crítica 
de fechamento  o fluxo cessa à medida que os vasos 
sanguíneos colapsam por completo. 
 A estimulação simpática e outros vasoconstritores podem 
alterar a relação passiva entre pressão e fluxo 
o inibição da atividade simpática = grandes dilatações nos 
vasos, podendo aumentar o fluxo sanguíneo por duas vezes 
ou mais. 
o estímulo simpático muito forte = pode contrair os vasos a 
tal ponto que o fluxo sanguíneo, ocasionalmente, se reduz 
a zero por alguns segundos, apesar da alta pressão arterial. 
Na realidade, existem poucas condições fisiológicas nas quais um 
tecido exiba a relação passiva entre pressão e fluxo. Mesmo em 
tecidos que não autorregulam efetivamente o fluxo sanguíneo, 
durante variações agudas na pressão arterial, o fluxo sanguíneo 
é regulado de acordo com as necessidades do tecido quando as 
alterações da pressão se mantêm, como discutido adiante.