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Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA PROBLEMA 1 – FECHAMENTO 1 1) Descrever a composição dos líquidos celulares. 2) Explicar os mecanismos de transporte de íons pela membrana. 3) Explicar potencial de ação e de membrana. 4) Analisar a anatomia do SNA (neurotransmissores e receptores) 5) Descrever o mecanismo de ação das drogas que atuam no SNA. 1 – VOLUME E COMPOSIÇÃO DOS FLUIDOS CORPÓREOS DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NOS COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS DO CORPO • A água é responsável por 50% a 70% do peso corporal, estando correlacionada inversamente, à gordura do corpo. • A água corporal total se distribui entre os dois principais compartimentos líquidos do organismo: o líquido intracelular (LIC) e cerca de 30% o líquido extracelular (LEC). • O LIC e o LEC são separados pelas membranas celulares. • O LIC está contido no interior das células e corresponde a dois terços da água corporal total; • O LEC (meio interno do corpo) está fora das células e equivale a um terço da água corporal total. É dividido em plasma e liquido intersticial. Está em movimento constante no corpo. • Plasma é o liquido que circula nos vasos sanguíneos, enquanto o liquido intersticial é o que banha as células. • Eles são separados pela parede capilar. • O liquido intersticial é ultrafiltrado de plasma, porque a parede capilar é impermeável a grandes moléculas, como as proteínas plasmáticas. COMPOSIÇÃO DOS COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS DO CORPO ELETRONEUTRALIDADE DOS LÍQUIDOS DO CORPO • Cada compartimento líquido do corpo deve obedecer ao princípio da eletro neutralidade. Ou seja, cada compartimento deve ter a mesma concentração em mEq/L de cargas + (cátions) e - (ânions). COMPOSIÇÃO DO LIC E DO LEC • O principal cátion do LEC é o sódio (Na+) e os ânions que o contrabalançam são o cloreto e o bicabornato (HCO3-), mais nutrientes como oxigênio, glicose, ácidos graxos e aminoácidos, também contém dióxido de carbono que é transportado para os pulmões para ser excretado. A concentração de cálcio ionizado é cerca de quatro vezes maior do que no LIC. • Os principais cátions do LIC são o potássio (K+) e o magnésio (Mg2+) e fosfato, e os ânions contrabalanceadores, são as proteínas e os fosfatos orgânicos. A concentração de cálcio ionizado é muito baixa, é mais ácido. • Apesar das diferenças de concentração de cada um dos solutos, a concentração total de solutos (osmolaridade) é a mesma no LIC e no LEC. • Essa igualdade é produzida porque a água flui livremente pelas membranas celulares (osmose). Criação de diferenças de concentração através de membranas celulares • As diferenças da concentração de solutos através das membranas celulares são criadas e mantidas por mecanismos de transporte ativos, consumidores de energia, localizados nas membranas celulares. • O mais conhecido desses mecanismos é a bomba Na+-K+ ATPase (bomba de sódio-potássio), que transporta Na+ do LIC para o LEC e, simultaneamente, K+ do LEC para o LIC. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • Tanto Na+, quanto K+, são transportados contra seus respectivos gradientes eletroquímicos. Por isso, é necessário ATP como fonte de energia. • Essa bomba é responsável pela baixa concentração intracelular de Na+ e pela alta concentração de K+ intracelular. • Da mesma forma, a concentração intracelular de Ca2+ é mantida em nível muito menor do que a concentração extracelular, por uma bomba de cálcio (Ca2+ ATPase), que bombeia o cátion contra seu gradiente eletroquímico. Fazendo uso de ATP também como fonte de energia. • Além dos transportadores que usam, diretamente, o ATP, outros estabelecem diferenças de concentração através da membrana celular, utilizando o gradiente de concentração transmembranico de Na+ (estabelecido pela bomba de sódio e potássio), como fonte de energia. • Esses transportadores criam gradientes de concentração para glicose, aminoácidos, Ca2+ e H+ sem a utilização direta de ATP. • De forma direta ou indireta, as diferenças da composição entre LIC e LEC são relacionadas a todas a funções biológicas importantes. • Por exemplo: o potencial de membrana em repouso de células nervosas e musculares depende da diferença da concentração de potássio; o desvio inicial do potencial de ação dessas células dependem da concentração do sódio. 2 – CARACTERÍSTICAS DAS MEMBRANAS CELULARES •São compostas por lipídios e proteínas. • Componente lipídico: é formado por fosfolipídios, colesterol e glicolipídios e é responsável pela alta permeabilidade das membranas celulares a substancias lipossolúveis, como o O2, o CO2, os AGs e os esteroides. • É responsável pela baixa permeabilidade das membranas a substancias hidrossolúveis como íons, glicose e AAs. •Componente proteico: composto por transportadores, enzimas, receptores de hormônios, e canais de íons e água. Componente fosfolipídico das membranas celulares • Os fosfolipídios são compostos por esqueleto de glicerol fosforilado (cabeça) e duas caudas de ácidos graxos. • O esqueleto de glicerol (cabeça) é hidrofílico (solúvel em água) • As caudas dos ácidos graxos são hidrofóbicas (insolúvel em água) • Assim, as moléculas de fosfolipídios apresentam propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas e sendo chamadas de anfipáticas. • Os fsfolipídios se orientam de modo que as caudas de AG fiquem frente a frente e as cabeças de glicerol se distanciam uma das outras, se dissolvendo nas soluções aquosas do LIC e do LEC. • Essa orientação cria a bicamada lipídica. Componente proteico das membranas celulares • As proteínas das membranas celulares podem ser integrais ou periféricas, dependendo de como atravessam ou Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA estão presentes em apenas um lado. • A distribuição das proteínas, em uma bicamada fosfolipídica, é chamada de modelo mosaico fluido. Proteínas integrais da membrana: • Estão incrustadas na membrana celular, ancoradas por interações hidrofóbicas. • Algumas proteínas integrais podem ser transmembrânicas, ou seja, que atravessam a membrana uma ou mais vezes, ficando em contato com o LIC e com o LEC. EX: receptores de ligantes (p.ex: de hormônios ou neurotransmissores), proteínas transportadoras (Na+-K+ ATPase), poros, canais iônicos e proteínas G. • Outras proteínas integrais estão incrustadas na membrana, mas não a atravessam. Proteínas periféricas da membrana: • Não estão incrustadas na membrana e não estão covalentemente ligadas a componentes dela. • Estão frouxamente ligadas à face intra ou extracelular da membrana, por meio de interações eletrostáticas e podem ser removidas por tratamentos moderados que rompem ligações iônicas e pontes de hidrogênio. TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS CELULARES • As substancias podem ser transportadas seguindo seu gradiente eletroquímico (transporte passivo) ou contra esse gradiente eletroquímico (transporte ativo). • O transporte passivo ocorre por difusão, simples ou facilitada, e não requer o uso de energia metabólica. • O transporte ativo pode ser primário ou secundário. • O primário requer fonte direta de energia metabólica e o secundário requer fonte indireta de energia metabólica. • A difusão simples é a única forma de transporte que não é mediada por carreadores. • A difusão facilitada, o transporte ativo primário e o secundário envolvem proteínas integrais da membrana e são denominados transportes mediados por carreador. • Os transportes mediados por carreador compartilham três características: 1 – SATURAÇÃO: • As proteínas carreadoras apresentam número limitado de sítios de ligação para o soluto. • Em baixas concentração do soluto, muitos sítios de ligação estão disponíveis e, assim, a intensidade do transporte aumenta à medida que a quantidade de soluto é aumentada. • Porém, em altas concentrações de soluto, a disponibilidade dos sítios de ligação diminui, bem como a intensidade do transporte; • Por fim, quando todos os sítios de ligação estão ocupados, ocorre a saturação no ponto denominadoTransporte Máximo (Tm) 2 –ESTEROESPECIFICIDADE: Os sítios de ligação de soluto, nas proteínas transportadoras, são esteroespecíficos para determinados tipos de soluto. Por exemplo: o transportador de glicose, no túbulo renal, reconhece e transporta o isômero natural da d-glicose, mas não o isômero não natural, a l-glicose. 3 – COMPETIÇÃO: • Embora os sítios de ligação dos solutos transportados sejam bastante específicos, podem reconhecer, se ligar a, e, até mesmo, transportar solutos quimicamente relacionados. • O transportador de glicose, por exemplo, é específico para a D-glicose, mas, também, reconhece e transporta um açúcar bastante semelhante, a D-galactose. • Assim, a presença de D-galactose inibe o transporte de D-glicose, ocupando alguns dos sítios de ligação e tornando- os indisponíveis para a glicose. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA DIFUSÃO SIMPLES Difusão de não eletrólitos • Ocorre como resultado da movimentação térmica aleatória (usa a energia cinética) das moléculas. • Duas soluções, A e B, são separadas por membrana que é permeável ao soluto. • A concentração de soluto em A é, inicialmente, o dobre do B. • As moléculas de soluto estão em movimentação constante, com igual probabilidade de uma dada molécula atravessar a membrana e chegar à outra solução. • Uma vez que existem duas vezes mais moléculas de soluto na solução A do que na B, há maior movimentação de moléculas de A para B, do que de B para A. • Assim, a difusão efetiva de soluto de A para B continua até que as concentrações do soluto, nas duas soluções, se igualem (embora a movimentação aleatória de moléculas continue para sempre. • A difusão efetiva do soluto é denominada fluxo e depende do valor do gradiente de concentração. Difusão de eletrólitos • Quando o soluto em difusão é um íon ou eletrólito, existem duas outras consequências da presença de carga. • Primeiro, se existe uma diferença de potencial através da membrana, ela altera a intensidade total da difusão de soluto com carga. • A difusão do íon K+, por exemplo, será mais lenta caso a difusão ocorra em área de carga positiva e mais rápida em área de carga negativa. • Esse efeito da diferença de potencial pode aumentar ou anular os efeitos das diferenças de concentração, dependendo da orientação da diferença de potencial e da carga do íon em difusão. • Caso o gradiente de concentração e o efeito de cargas estejam na mesma direção, através da membrana, serão somados. • Se forem orientados em direções opostas, podem cancelar um ao outro. • Além disso, quando um soluto carga se difunde segundo seu gradiente de concentração, a difusão pode, por si só, criar uma diferença de potencial através da membrana, denominado potencial de difusão. DIFUSÃO FACILITADA •Como a difusão simples, a difusão facilitada ocorre seguindo um gradiente de potencial eletroquímico. • Assim, não requer o uso de energia metabólica. • Diferentemente da difusão simples, porém, a difusão facilitada usa um carreador de membrana. • Devido a este fato, ela exibe todas as características do transporte mediado por carreador: saturação, competição e esteroespecificidade. • Em baixa concentração de soluto, a difusão facilitada é caracteristicamente, mais rápida do que a difusão simples, devido à função do carreador. • Porém, em concentrações mais altas, os carreadores ficam saturados e a difusão facilitada é menor. • Por outro lado a difusão simples continua enquanto existir gradiente de concentração de soluto. • Um exemplo de difusão facilitada é o transporte de D-glicose na musculatura esquelética e nas células adiposas pelo transportador GLUT4. • O transporte de glicose pode ocorrer enquanto a concentração sanguínea da molécula for maior do que sua concentração intracelular e os carreadores não tenham sido saturados. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO •No transporte ativo, um ou mais solutos se movem contra um gradiente eletroquímico potencial. • O soluto se move de área de baixa concentração (ou baixo potencial eletroquímico) para área de alta concentração (ou alto potencial eletroquímico). • No processo, o ATP é hidrolisado a ADP e fosfato inorgânico (Pi), liberando energia do fosfato terminal. • Quando o ATP, como fonte energética, é diretamente acoplado ao processo de transporte, é denominado transporte ativo primário. • Exemplos de transporte ativo primário: Na+-K+ ATPase (Bomba de sódio-potássio) • A bomba de sódio potássio está presente nas membranas de todas as células. • Ela bombeia Na+ do LIC para o LEC e K+ do LEC para o LIC. • Cada íon se move contra seu respectivo gradiente eletroquímico. • Geralmente, para cada 3 Na+ lançados para fora da célula, dois K+ são bombeados para dentro. • Assim, a cada ciclo da bomba, mais carga positiva é tirada da célula do que nela é colocada. • Assim, o processo é denominado eletrogênico, já que cria separação de carga e diferença de potencial. • A bomba de sódio-potássio é responsável pela manutenção dos gradientes de concentração desses íons, através das membranas celulares, mantendo a concentração intracelular de sódio baixa e a concentração intracelular de K+ elevada. • A bomba de sódio potássio alterna entre dois estados conformacionais principais: E1 e E2. • No estado E1, os sítios de ligação de Na+ e K+estão voltados para o líquido intracelular e a enzima tem alta afinidade por Na+ • No estado E2, os sítios de ligação de Na+ e K+ estão voltados para o líquido extracelular e a enzima tem alta afinidade por K+. • O ciclo de transporte é iniciado com a enzima no estado E1, ligada ao ATP. • Nesse estado, os sítios de ligação iônica enfrentam o líquido intracelular e a enzima tem alta afinidade por Na+. • Três íons Na+ se ligam, o ATP é hidrolisado e o fosfato terminal do ATP é transferido da enzima, produzindo estado de alta energia E1-P. • Agora, ocorre mudança conformacional e a enzima passa de E1-P para E2-P. • No estado E2, os sítios de ligação iônica enfrentam o líquido extracelular, a finidade por Na+ é baixa e por K+ é alta. • Os três íons de Na+ são liberados da enzima no LEC, dois íons K+ se ligam e o fosfato inorgânico é liberado de E2. • A enzima, agora, se liga ao ATP intracelular e passa por outra grande mudança conformacional, retornando ao estado E1. • Os dois íons K+ são liberados no LIC e a enzima está pronta para outro ciclo. Ca2+ ATPase (Bomba de cálcio) • A maioria das membranas celulares contém uma bomba de cálcio (chamadas PMCA) • A função dessa bomba é retirar o Ca2+ da célula contra seu gradiente eletroquímico. • Um íon Ca2+ é retirado para cada ATP hidrolisado. • A bomba de cálcio é responsável, em parte, por manter a concentração de cálcio muito baixa. • Além disso, o RS das células musculares e o RE das outras células contem variantes da Ca2+ ATPase, que bombeiam dois Ca2+ do LIC para seu interior, sequestrando os íons (chamadas SERCA). • No estado E1, a PMCA apresenta alta afinidade por Ca2+ no lado intracelular e ocorre alteração para o estado conformacional E2, que possui baixa afinidade por cálcio e o libera no lado extracelular. • Na SERCA, o estado E1 se liga ao cálcio no lado intracelular e o estado E2 o libera no lúmen do RE ou RS. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA H+-K+ ATPase (bomba de hidrogênio-potássio) • A H+-K+ ATPase é encontrada nas células parietais da mucosa gástrica e nas células alfa-intercaladas do ducto coletor renal. • No estomago, a bomba de hidrogênio potássio bombeia H+ do LIC das células parietais para o lúmen do estomago, onde o íon acidifica o conteúdo gástrico. OBS: Omeprazol, um inibidor da H+-K+ ATPase gástrica é utilizado para reduzir a secreção de H+ no tratamento de algumas úlceras pépticas. TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO • Os processo de transporte ativo secundário são aqueles em que o transporte de dois ou mais solutos é combinado. • Um destes solutos, geralmente Na+, se move na direçãodo gradiente eletroquímico e o outro se move contra. • O movimento do Na+ a favor do gradiente de eletroquímico, fornece energia para a movimentação do outro soluto. • Assim, a energia metabólica, sob a forma de ATP, não é diretamente usada, mas é indiretamente suprida pelo gradiente de concentração de Na+, através da membrana celular. OBS: o gradiente de Na+ é criado pela bomba de sódio potássio, que utiliza ATP para isso. • O nome transporte ativo secundário se refere à utilização indireta de ATP como fonte de energia. • A inibição da Na+-K+ ATPase diminui o transporte de Na+ do LIC → LEC, reduzindo seu gradiente transmembrana. • Assim, todos os processos de transporte ativo secundários são diminuídos pelos inibidores da Na+-K+ ATPase, já que sua fonte de energia, o gradiente de Na+, é diminuída. • Existem dois tipos de transporte ativo secundário, distinguíveis pela direção do movimento uphill (contra o gradiente de concentração) do soluto. OBS: downhill = na direção do gradiente eletroquímico. COTRANSPORTE/SIMPORTE • Todos os solutos são transportados na mesma direção, através da membrana celular. • O Na+ se move para a célula, seguindo seu gradiente eletroquímico. • Os solutos cotransportados com o Na+ também se movem para dentro das células. • O cotransporte está envolvido em diversos processos fisiológicos (principalmente nos túbulos renais). • Em todos esses processos, o gradiente de Na+ estabelecido pela Na+-K+ ATPase é usado no transporte de solutos como glicose, aminoácidos, K+ ou Cl-, contra seus gradientes eletroquímicos. EX: Quando o Na+ e glicose estão presentes no lúmen do intestino delgado, se ligam ao co-transportador. A proteína co-transportadora gira e libera o Na+ e a glicose no interior da célula, onde, subsequentemente, ambos os solutos serão bombeados para o sangue (glicose por difusão facilitada e sódio pela Na+-K+ ATPase). OBS: Na ausência de glicose ou de sódio no lumen intestina, o co-transportador não pode fazer a rotação. Assim, ambos os solutos são necessários e nenhum deles pode ser transportado na ausência do outro. CONTRATRANSPORTE/ANTIPORTEou TROCA: • No antiporte os solutos se movem em direções opostas através da membrana celular. • O Na+ se move para dentro das células, seguindo seu gradiente eletroquímico. • Os solutos que são contratransportados ou trocados por Na+ se movem para fora das células. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • O contratransporte é ilustrado pela troca de Na+-Ca2+ e pela troca de Na+-H+. • Como no simporte, o processo usa o gradiente do Na+, estabelecido pela Na+-K+ ATPase como fonte de energia. • O Na+ se move na direção do seu gradiente eletroquímico e o Ca2+ ou H+ se move contra esse gradiente. • A troca de Ca2+-Na+ é um dos mecanismos de transporte que, junto com a Ca2+ ATPase, ajuda a manter a concentração de Ca2+ no LIC muito baixa. • O processo é ativo, já que o Ca2+ está mais concentrado no LEC e se move contra seu gradiente eletroquímico. • A proteína deve se ligar ao Ca2+ no lado intracelular da membrana e, simultaneamente, ao Na+ no lado extracelular. • Assim, a proteína de troca gira e leva o Ca2+ para fora e o Na+ para dentro da célula. • De um modo geral, 3 íons Na+ entram e 1 íon Ca2+ saem da célula (eletrogênico). OSMOSE • É o fluxo de água através da membrana semipermeável, devido às diferenças de concentração dos solutos. • As diferenças de concentração de solutos impermeáveis estabelecem diferenças de pressão osmótica, que é a força que faz com que a água flua por osmose. • A osmose não corresponde à “difusão” da água. • A osmose da água ocorre mais rapidamente do que a difusão da água. • A osmose ocorre devido à diferença de pressão da água, enquanto a difusão ocorre devido à diferença de concentração da água. Osmolaridade: • Osmolaridade de uma solução é sua concentração de partículas osmoticamente ativas (solutos). • Quando duas soluções apresentam a mesma osmolaridade, são denominadas isosmóticas. • Quando apresentam osmolaridades diferentes, a de maior osmolaridade é chamada hiperosmótica e a de menor osmolaridade é chamada de hiposmótica. Pressão osmótica • A pressão osmótica é que faz a água se mover de um meio hiperosmótico para um hiposomótico. • Quando duas soluções separadas por membrana semipermeável apresentam a mesma pressão osmótica efetiva, são isotônicas, ou seja, não ocorre o fluxo de água entre elas, já que não tem diferença de pressão osmótica através da membrana. • Quando duas soluções tem pressões osmóticas diferentes, a com menor pressão é a hipotônica e com maior pressão é hipertônica. OBS: A água flui da solução hipotônica para a solução hipertônica. PROBLEMA 1 – FECHAMENTO 2 1) Descrever o processo de contração do músculo cardíaco. 2) Relacionar o Ciclo Cardíaco com o ECG. 3) Analisar como a estenose e a insuficiência valvar podem interferir no ciclo cardiaco. 4) Descreva a circulação coronariana. 5) Identificar o mecanismo de ação da Digoxina. ELETROFISIOLOGIA CARDIACA • Inclui todos os processos envolvidos na ativação elétrica do coração: os potenciais de ação cardíacos, a condução dos potenciais de ação ao longo dos tecidos especializados de condução, a excitabilidade e os períodos refratários, os efeitos de modulação do Sistema nervoso autônomo na FC, velocidade de condução e excitabilidade e o ECG. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • A função do coração é bombear o sangue através da vasculatura. • Para servir como uma bomba, os ventrículos devem ser eletricamente ativados e, em seguida, contrair. • No musculo cardíaco, a ativação elétrica é o potencial de ação cardíaco, que normalmente é originado no nodo sinoatrial (AS). • Os potenciais de ação iniciados no nodo AS são conduzidos para todos o miocárdio em uma sequencia especifica. • Em seguida, há contração, também em uma sequencia especifica. • A sequencia é importante, porque os átrios devem ser ativados e contrair antes dos ventrículos, e os ventrículos devem contrair do ápice até a base para uma ejeção eficiente do sangue. POTENCIAIS DE AÇÃO CARDÍACOS ORIGEM E PROPAGAÇÃO DA EXCITAÇÃO NO CORAÇÃO • O coração é composto por dois tipos de células musculares: células contrateis e células de condução. • Células contrateis: constituem a maioria dos tecidos atriais e ventriculares e são as cellas de trabalho do coração. Potenciais de ação nas celulas contrateis levam à contração e geração de força ou pressão. • Células de condução: compõem os tecidos do nodo AS, os tratos internodais atriais, o nodo AV, o fascículo atrioventricular e os ramos subendocárdicos. • As células de condução são células musculares especializadas que não contribuem de maneira significativa para a geração de força; em vez disso, elas funcionam para propagar rapidamente os potenciais de ação sobre todo o miocárdio. • Outra característica dos tecidos especializados de condução é a sua capacidade espontânea de gerar potenciais de ação. Exceto para o nodo SA, no entanto, essa capacidade, normalmente, é suprimida. 1. Nodo SA: Normalmente, o potencial de ação do coração é iniciado no tecido especializado do nodo SA, que serve como marca-passo. Após o potencial de ação ser iniciado no nodo SA, ocorre sequência temporal muito específica para a condução dos potenciais de ação para o restante do coração. 2. Tratos internodais atriais e átrios: O potencial de ação se propaga a partir do nodo SA para os átrios direito e esquerdo, por meio dos tratos internodais atriais. Simultaneamente, o potencial de ação é conduzido para o nodo AV. 3. Nodo AV: A velocidade de condução pelo nodo AV é consideravelmente mais lenta do que nos outros tecidos cardíacos. A condução lenta pelo nodo AV assegura tempo suficiente para que os ventrículos se encham de sangue, antes de serem ativados e contraírem. Os aumentos da velocidade de condução do nodo AV podem levar à diminuiçãodo enchimento ventricular e redução do volume sistólico e débito cardíaco. 4. Fascículo atrioventricular, ramos subendocárdicos e ventrículos: A partir do nodo AV, o potencial de ação entra no sistema de condução especializado dos ventrículos. O potencial de ação é, Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA primeiramente, conduzido para o fascículo atrioventricular por meio de feixe comum. Em seguida, ele invade os ramos direito e esquerdo do feixe e, depois, os ramos menores dos ramos subendocárdicos. A condução pelo fascículo atrioventricular e ramos subendocárdicos é extremamente veloz e rapidamente distribui o potencial de ação para os ventrículos. O potencial de ação também se estende de uma célula muscular do ventrículo para a próxima, por vias de baixa resistência entre as células. A condução rápida do potencial de ação, ao longo dos ventrículos, é essencial e possibilita contração e ejeção eficientes do sangue. • O termo ritmo sinusal normal tem significado muito específico. Significa que o padrão e o momento da ativação elétrica do coração são normais. Para se qualificar o ritmo sinusal como normal, os três critérios a seguir devem ser atendidos: (1) O potencial de ação tem de se originar no nodo SA. (2) Os impulsos nodais SA devem ocorrer regularmente na frequência de 60 a 100 impulsos por minuto. (3) A ativação do miocárdio deve ocorrer na sequência correta e com o momento e atrasos corretos. CONCEITOS ASSOCIADOS AOS POTENCIAIS DE AÇÃO CARDÍACOS • Os conceitos aplicados aos potenciais de ação cardíacos são os mesmos conceitos que são aplicados aos potenciais de ação no nervo, músculo esquelético e músculo liso. 1. O potencial de membrana das células cardíacas é determinado pelas condutâncias relativas (ou permeabilidades) a íons e pelos gradientes de concentração para os íons permeantes. 2. Se a membrana da célula tiver alta condutância ou permeabilidade a um íon, esse íon irá fluir ao longo de seu gradiente eletroquímico e tentar levar o potencial de membrana em direção ao seu potencial de equilíbrio (calculado pela equação de Nernst). Se a membrana celular for impermeável a um íon, esse íon terá contribuição pequena ou nula para o potencial de membrana. 3. Por convenção, o potencial de membrana é expresso em milivolts (mV) e o potencial intracelular é expresso com relação ao potencial extracelular; por exemplo, o potencial de membrana de −85 mV significa 85 mV, interior celular negativo. 4. O potencial da membrana em repouso das células cardíacas é determinado, principalmente, por íons potássio (K+). A condutância ao K+, em repouso, é alta e o potencial de membrana em repouso fica próximo do potencial de equilíbrio do K+. Como a condutância ao sódio (Na+), em repouso, é baixa, o Na+ contribui muito pouco para o potencial de membrana de repouso. 5. O papel da Na+-K+ ATPase é, principalmente, o de manter os gradientes de concentração de Na+ e K+, através da membrana celular, embora tenha pequena contribuição eletrogênica direta para o potencial de membrana. 6. Alterações no potencial de membrana são causadas pelo fluxo de íons para dentro ou para fora da célula. Para que ocorra o fluxo de íons, a membrana da célula deve ser permeável ao íon. Despolarização significa que o potencial de membrana ficou menos negativo. A despolarização ocorre quando acontece movimento efetivo de cargas positivas para dentro da célula, que é chamado de corrente de influxo. Hiperpolarização significa que o potencial de membrana ficou mais negativo, e ocorre quando há movimento efetivo de carga positiva para fora da célula, que é chamado de corrente de efluxo. 7. Dois mecanismos básicos podem produzir alteração no potencial de membrana. Em um mecanismo, ocorre alteração do gradiente eletroquímico para um íon permeante, o que altera o potencial de equilíbrio para esse íon. O íon permeante, então, irá fluir para dentro ou para fora da célula na tentativa de restabelecer o seu equilíbrio eletroquímico, e esse fluxo de corrente irá alterar o potencial de membrana. Por exemplo, considere o efeito da diminuição da concentração de K+ extracelular sobre o potencial de membrana de repouso da célula miocárdica. O potencial de equilíbrio do K+, calculado pela equação de Nernst, vai ficar mais negativo. Íons de K+ vão, então, fluir para fora da célula e ao longo do gradiente eletroquímico agora maior, conduzindo o potencial da membrana de repouso em direção ao novo potencial de equilíbrio de K+, mais negativo. No outro mecanismo, ocorre variação da condutância ao íon. Por exemplo, a permeabilidade de repouso das células ventriculares ao Na+ é bastante baixa, e Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA Na+ contribui, minimamente, para o potencial de membrana em repouso. Contudo, durante a fase ascendente do potencial de ação ventricular, a condutância ao Na+ aumenta drasticamente, o Na+ flui para dentro da célula, na direção de seu gradiente eletroquímico, e o potencial de membrana é rapidamente conduzido ao potencial de equilíbrio de Na+ (i.e., é despolarizado). 8. Potencial limiar é a diferença de potencial em que existe uma corrente de influxo efetiva (i.e., a corrente de influxo fica maior que a corrente de efluxo). No potencial limiar, a despolarização fica autossustentada e dá origem à fase ascendente do potencial de ação. POTENCIAIS DE AÇÃO DOS VENTRÍCULOS, ÁTRIOS E RAMOS SUBENDOCÁRDICOS • A base iônica para os potenciais de ação nos ventrículos, átrios e ramos subendocárdicos é idêntica. • Longa duração. Em cada um desses tecidos, o potencial de ação tem longa duração. A duração do potencial varia de 150 ms, nos átrios, a 250 ms nos ventrículos, a 300 ms em fibras de Purkinje dos ramos subendocárdicos. Esses tempos podem ser comparados à duração breve do potencial de ação no nervo e no músculo esquelético (1 a 2 ms). Lembre-se de que a duração do potencial de ação determina também a duração dos períodos refratários. • Quanto mais longo o potencial de ação for, mais tempo a célula será refratária ao desencadeamento de outro potencial de ação. Assim, células atriais, ventriculares e dos ramos subendocárdicos têm longos períodos refratários, se comparadas a outros tecidos excitáveis. • Potencial de membrana estável de repouso. As células dos átrios, dos ventrículos e dos ramos subendocárdicos apresentam potencial de membrana de repouso estável ou constante. (Fibras nodais AV e dos ramos subendocárdicos podem desenvolver potenciais de membrana de repouso instáveis e, sob condições especiais, podem tornar-se o marca-passo do coração.) Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • Platô. O potencial de ação nas células dos átrios, dos ventrículos e dos ramos subendocárdicos é caracterizado por um platô. O platô é um período prolongado de despolarização, responsável pela longa duração do potencial de ação e, consequentemente, pelos longos períodos refratários. 1. Fase 0, fase ascendente. Nas fibras ventriculares, atriais e de Purkinje (ramos subendocárdicos), o potencial de ação começa com fase de despolarização rápida, a chamada deflexão ascendente. • Como no nervo e músculo esquelético, essa deflexão ascendente é causada por aumento transitório da condutância ao Na+ (gNa), produzido pela abertura, induzida pela despolarização, das comportas de ativação dos canais de Na+. Quando gNa aumenta, ocorre a corrente de influxo de Na+ (entrada de Na+ na célula), ou INa, que impulsiona o potencial de membrana em direção ao potencial de equilíbrio do Na+ de, aproximadamente, +65 mV. O potencial de membrana não atinge o potencial de equilíbrio do Na+ porque, como no nervo, as comportas de Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA inativação, nos canais de Na+, se fecham em resposta à despolarização (embora mais lentamente do que as comportas de ativação se abrem).Assim, os canais de Na+ se abrem brevemente e, depois, se fecham. No pico da deflexão ascendente, o potencial de membrana é despolarizado até o valor de cerca de +20 mV. • A velocidade do aumento da deflexão ascendente é designada como dV/dT. dV/dT é a velocidade de variação do potencial de membrana como função do tempo, e suas 243 unidades são volts por segundo (V/s). dV/dT varia, dependendo do valor do potencial da membrana de repouso. Essa dependência é chamada de relação de reatividade. • Assim, dV/dT é maior (a velocidade de aumento da deflexão ascendente é mais rápida), quando o potencial da membrana de repouso é mais negativo ou hiperpolarizado (p. ex., −90 mV), e dV/dT é mais baixa (a velocidade de aumento da deflexão ascendente é mais lenta), quando o potencial da membrana de repouso é menos negativo ou despolarizado (p. ex., −60 mV). • Essa correlação se baseia na relação entre o potencial de membrana e a posição das comportas de inativação do canal de Na+. • Quando o potencial da membrana de repouso está relativamente hiperpolarizado (p. ex., −90 mV), as comportas de inativação, dependentes da voltagem, estão abertas, e muitos canais de Na+ estão disponíveis para a deflexão ascendente. • Quando o potencial da membrana de repouso é relativamente despolarizado (p. ex., −60 mV), as comportas de inativação de canais de Na+ tendem a estar fechadas e menos canais de Na+ estarão disponíveis para abrir durante a deflexão ascendente. dV/dT também se correlaciona com a amplitude da corrente de influxo (i.e., nas fibras ventriculares, atriais e dos ramos subendocárdicos, a intensidade da corrente de influxo de Na+). 2. Fase 1, repolarização inicial. Fase 1 nas fibras ventriculares, atriais e de Purkinje é um breve período de repolarização que ocorre, imediatamente, após a deflexão ascendente. Lembre-se de que, para ocorrer repolarização, deve existir corrente de efluxo. Existem duas explicações para a ocorrência da corrente de efluxo, durante a fase 1. Primeira, as comportas de inativação dos canais de Na+ fecham em resposta à despolarização. Quando essas comportas se fecham, gNa diminui e a corrente de influxo de Na+ (que provocou a deflexão ascendente) cessa. • Segunda, existe corrente de efluxo de K+, causada pela grande força motriz sobre os íons K+: No pico da deflexão ascendente, tanto as forças motrizes químicas como elétricas favorecem o movimento de K+ para fora da célula (a concentração intracelular de K+ é superior à concentração extracelular de K+, e o interior da célula é eletricamente positivo). Pelo fato da condutância do K+ (gK) ser elevada, K+ sai da célula, ao longo desse íngreme gradiente eletroquímico. 3. Fase 2, platô. Durante o platô, ocorre longo período (150 a 200 ms) de potencial de membrana despolarizado relativamente estável, particularmente nas fibras ventriculares e de Purkinje. (Nas fibras atriais, o platô é mais curto do que nas fibras ventriculares.) Lembre-se de que, para o potencial de membrana ser estável, as correntes de influxo e de efluxo devem ser iguais, de maneira que não ocorra fluxo efetivo de corrente através da membrana. Como esse equilíbrio de correntes de influxo e de efluxo é atingido durante o platô? Ocorre aumento da condutância ao Ca2+ (gCa), que resulta em corrente de influxo de Ca2+. • A corrente de influxo do Ca2+ também é chamada corrente lenta de influxo, refletindo a cinética mais lenta desses canais (em comparação com os rápidos canais de Na+ rápidos da deflexão ascendente). • Os canais de Ca2+, que se abrem durante o platô, são canais tipo L e são inibidos pelos bloqueadores do canal de Ca2+ nifedipina, diltiazem e verapamil. •Para contrabalancear a corrente de influxo de Ca2+, ocorre a corrente de efluxo de K+, impulsionada pela força motriz eletroquímica sobre os íons K+. Assim, durante o platô, a corrente de influxo de Ca2+ é contrabalançada pela Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA corrente de efluxo de K+, e a corrente efetiva é zero e o potencial de membrana permanece em um valor despolarizado estável. • A importância da corrente de influxo de Ca2+ se estende além do seu efeito sobre o potencial de membrana. Essa entrada de Ca2+, durante o platô do potencial de ação, inicia a liberação de mais Ca2+, a partir de estoques intracelulares, para o acoplamento excitação-contração. 4. Fase 3, repolarização. A repolarização começa, gradualmente, ao final da fase 2 e, depois, ocorre repolarização rápida para o potencial de membrana em repouso durante a fase 3. Lembre-se de que a repolarização é produzida quando as correntes de efluxo são maiores que as correntes de influxo. • Durante a fase 3, a repolarização resulta da combinação de redução na gCa (antes, aumentada durante o platô) e de aumento na gK (para níveis ainda mais elevados do que em repouso). A redução da gCa resulta em diminuição da corrente de influxo do Ca2+ e o aumento de gK resulta em aumento na corrente de efluxo do K+ (IK), e o K+ se move ao longo de íngreme gradiente eletroquímico. • No final da fase 3, a corrente de efluxo do K+ é reduzida, porque a repolarização traz o potencial de membrana para mais perto do potencial de equilíbrio de K+, diminuindo, assim, a força motriz sobre K+. 5. Fase 4, potencial de membrana em repouso, ou diástole elétrica. O potencial de membrana se repolariza, totalmente, durante a fase 3 e volta ao nível de repouso de cerca de −85 mV. Durante a fase 4, o potencial de membrana fica de novo estável, e as correntes de influxo e de efluxo são iguais. O potencial da membrana, em repouso, se aproxima do potencial de equilíbrio de K+, mas não o atinge por completo, refletindo a alta condutância de repouso para o K+. Os canais de K+ e a corrente resultante de K+, responsáveis pela fase 4, são diferentes dos responsáveis pela repolarização na fase 3. Na fase 4, a condutância ao K+ é chamada gK1 e a corrente de K+ é chamada, portanto, IK1. • O potencial de membrana estável, na fase 4, significa que as correntes de influxo e de efluxo são iguais. A alta condutância ao K+ produz a corrente de efluxo de K+ (IK1), que já foi descrita. A corrente de influxo que contrabalança esta corrente de efluxo é transportada por Na+ e Ca2+ (Fig. 4-13), embora as condutâncias ao Na+ e ao Ca2+ sejam baixas em repouso. • Pode surgir a seguinte pergunta: Como a soma das correntes de influxo do Na+ e do Ca2+ pode ter a mesma amplitude da corrente de efluxo do K+, dado que gNa e gCa são baixas e gK1 é alta? A resposta reside no fato de que, para cada íon, corrente = condutância × força motriz. Embora gK1 seja muito alta, a força motriz para o K+ é baixa, porque o potencial da membrana em repouso fica perto do potencial de equilíbrio de K+; assim, a corrente de efluxo do K+ é relativamente pequena. Por outro lado, gNa e gCa são ambas baixas, mas as forças motrizes do Na+ e Ca2+ são elevadas, porque o potencial de membrana em repouso está muito longe dos potenciais de equilíbrio do Na+ e Ca2+; assim, a soma das correntes de influxo, transportadas pelo Na+ e Ca2+ é igual à corrente de efluxo transportada pelo K+. CONTRAÇÃO DO MÚSCULO CARDÍACO ESTRUTURA DA CÉLULA MIOCÁRDICA • Existem várias diferenças morfológicas e funcionais entre o músculo cardíaco e o músculo esquelético, mas a maquinaria contrátil básica dos dois tipos celulares é semelhante. • Como no músculo esquelético, as células musculares cardíacas são formadas por sarcômeros. Os sarcômeros, que se estendem da linha Z à linha Z, são compostos por filamentos espessos e finos. • Os filamentos espessos são de miosina, cujas cabeça globulares têm locais de ligação à actina e atividade de ATPase. • Os filamentos finos são formados por três proteínas: actina, tropomiosina e troponina. A actina é proteína globular com um sítio de ligação à miosina, que, quando polimerizada, forma dois filamentos torcidos. A tropomiosina cursa Aline B. Souza –RESUMO FISIOLOGIA pelo sulco dos filamentos torcidos de actina e funciona bloqueando o sítio de ligação da miosina. A troponina é proteína globular, formada por complexo de três subunidades; a subunidade de troponina C liga-se ao Ca2+. Quando Ca2+ está ligado à troponina C, ocorre alteração conformacional, que remove a inibição da tropomiosina da interação entre actina e miosina. • Como no músculo esquelético, a contração ocorre de acordo com o modelo dos filamentos deslizantes que afirma que, quando se formam pontes cruzadas entre a actina e a miosina e, em seguida, elas se rompem, os filamentos espessos e finos deslizam uns sobre os outros. Como resultado desse ciclo das pontes cruzadas, a fibra muscular produz tensão. • Os túbulos transversais (T) invaginam as células do músculo cardíaco nas linhas Z; são contínuos com as membranas celulares e funcionam levando potenciais de ação para o interior da célula. Os túbulos T formam díades com o retículo sarcoplasmático, que é o local de armazenamento e de liberação de Ca2+ para o acoplamento excitação-contração. ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO • Como nos músculos esquelético e liso, o acoplamento excitação- contração no músculo cardíaco traduz o potencial de ação em produção de tensão. 1. O potencial de ação cardíaco se inicia na membrana da célula miocárdica, e a despolarização se dissemina para o interior da célula pelos túbulos T. OBS: Lembre-se de que uma característica singular do potencial de ação cardíaco é o seu platô, que resulta do aumento na gCa e da corrente de influxo de Ca2+, no qual o Ca2+ flui pelos canais de Ca2+ do tipo L (receptores de di-hidropiridina) do líquido extracelular (LEC) para o líquido intracelular (LIC). 2. Entrada de Ca2+ na célula miocárdica produz um aumento na concentração de Ca2+ intracelular. Esse aumento na concentração de Ca2+ intracelular não é suficiente, por si só, para iniciar a contração, mas ela provoca a liberação de mais Ca2+, a partir dos estoques no retículo sarcoplasmático pelos canais de liberação de Ca2+ (receptores rianodina). • Esse processo é chamado de liberação de Ca2+ induzida por Ca2+ e o Ca2+ que entra, durante o platô do potencial de ação, é chamado de Ca2+ desencadeador, ou gatilho. Dois fatores determinam quanto Ca2+ é liberado do retículo sarcoplasmático nessa etapa: a quantidade de Ca2+ previamente armazenada e a amplitude da corrente de influxo do Ca2+, durante o platô do potencial de ação. 3. e 4. Liberação de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático faz com que a concentração de Ca2+ intracelular aumente ainda mais. Ca2+, agora, se liga à troponina C, a tropomiosina é deslocada, e a interação de actina e miosina pode ocorrer. Actina e miosina se ligam, pontes cruzadas se formam e depois se rompem, os filamentos finos e espessos deslizam uns sobre os outros e é gerada tensão. • O ciclo de pontes cruzadas continua enquanto a concentração de Ca2+ intracelular for suficientemente alta para ocupar os locais de ligação de Ca2+ na troponina C. 5. Conceito extremamente importante é que a intensidade da tensão desenvolvida, pelas células miocárdicas, é proporcional à concentração de Ca2+ intracelular. Portanto, é razoável que se espere que os hormônios, neurotransmissores e fármacos que alteram a corrente de influxo do Ca2+, durante o platô do potencial de ação, ou que alteram os estoques de Ca2+ do retículo sarcoplasmático, alterem a quantidade de tensão produzida pelas células do miocárdio. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • O relaxamento ocorre quando o Ca2+ é reacumulado no retículo sarcoplasmático pela ação de Ca2+ ATPase. Esse novo acúmulo faz com que a concentração de Ca2+ intracelular diminua para os níveis de repouso. Além disso, Ca2+, o que entrou na célula, durante o platô do potencial de ação, é expulso da célula pela Ca2+ ATPase e pela troca de Ca2+-Na+ na membrana sarcolêmica. Esses transportadores sarcolêmicos bombeiam Ca2+ para fora da célula contra o seu gradiente eletroquímico, e a Ca2+ ATPase utiliza diretamente o ATP e o trocador Ca2+-Na+ utiliza energia do gradiente de Na+ dirigido para o interior. CONTRATILIDADE • A contratilidade, ou inotropismo, é a capacidade intrínseca das células do miocárdio de desenvolver força em determinado comprimento das células musculares. Diz-se que os agentes que produzem aumento na contratilidade têm efeitos inotrópicos positivos. • Os agentes inotrópicos positivos aumentam tanto a velocidade do desenvolvimento de tensão como o pico de tensão. • Diz-se que os agentes que produzem redução na contratilidade teriam efeitos inotrópicos negativos. Os agentes inotrópicos negativos diminuem tanto a velocidade do desenvolvimento de tensão como o pico de tensão. MECANISMOS PARA A VARIAÇAO DA CONTRATILIDADE • A contratilidade se correlaciona, diretamente, à concentração intracelular de Ca2+ que, por sua vez, depende da quantidade de Ca2+ liberado dos estoques do retículo sarcoplasmático, durante o acoplamento excitação-contração. • A quantidade de Ca2+ liberada pelo retículo sarcoplasmático depende de dois fatores: a amplitude da corrente de influxo de Ca2+, durante o platô do potencial de ação do miocárdio (a quantidade do Ca2+ desencadeador [gatilho]), e a quantidade de Ca2+, previamente armazenada no retículo sarcoplasmático, para liberação. Portanto, quanto maior a corrente de influxo de Ca2+ e quanto maiores os estoques intracelulares, maior o aumento na concentração de Ca2+ intracelular e maior a contratilidade. EFEITOS DO SISTEMA NERVOSO AUTONOMO NA CONTRATILIDADE • Sistema nervoso simpático. A estimulação do sistema nervoso simpático e das catecolaminas circulantes tem efeito inotrópico positivo sobre o miocárdio (i.e., aumento da contratilidade). Esse efeito inotrópico positivo tem três características importantes: aumento do pico de tensão, aumento da velocidade ou intensidade de desenvolvimento de tensão e velocidade mais rápida de relaxamento. O relaxamento mais rápido significa que a contração (abalo) é mais curta, possibilitando mais tempo para reenchimento. Esse efeito, como o efeito simpático sobre a frequência cardíaca, é mediado pela ativação de receptores β1, acoplados por proteína Gs à adenilil ciclase. A ativação da adenilil ciclase leva à produção de monofosfato cíclico de adenosina (AMPc), ativação da proteína cinase e fosforilação das proteínas que produzem o efeito fisiológico do aumento da contratilidade. • Duas proteínas diferentes são fosforiladas para produzir o aumento da contratilidade. As ações coordenadas dessas proteínas fosforiladas, em seguida, produzem aumento da concentração de Ca2+ intracelular. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA (1) Ocorre fosforilação dos canais de Ca2+ sarcolêmicos que carregam corrente de influxo de Ca2+ durante o platô do potencial de ação. Como resultado, há aumento da corrente de influxo de Ca2+ durante o platô e aumento de Ca2+ desencadeador (gatilho), que aumenta a quantidade de Ca2+ liberado do retículo sarcoplasmático. (2) Há fosforilação de fosfolambano, proteína que regula o Ca2+ ATPase do retículo sarcoplasmático. • Quando fosforilado, o fosfolambano estimula o Ca2+ ATPase, resultando em maior captação e armazenamento de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático. O aumento da captação de Ca2+, pelo retículo sarcoplasmático, tem dois efeitos: causa relaxamento mais rápido (i.e., a contração mais curta) e aumenta a quantidade do Ca2+ armazenado, para liberação em batimentos posteriores. • Sistema nervoso parassimpático. A estimulação do sistema nervoso parassimpático e a ACh têm efeito inotrópico negativo sobre os átrios. Esse efeito é mediado por receptores muscarínicos, acoplados pela proteína G, chamada GK, à adenilil ciclase. Pelo fato da proteína G, nesse caso, ser inibidora, a contratilidade diminui (o oposto do efeito da ativação de receptores β1 pelas catecolaminas).Dois fatores são responsáveis pela diminuição da contratilidade atrial, causada pela estimulação parassimpática. (1) A ACh diminui a corrente de influxo de Ca2+, durante o platô do potencial de ação. (2) A ACh aumenta IK-ACh, encurtando, assim, a duração do potencial de ação e, indiretamente, diminuindo a corrente de influxo de Ca2+ (encurtando a fase de platô). Juntos, esses dois efeitos diminuem a quantidade de Ca2+ que entra nas células atriais, durante o potencial de ação, diminuem o Ca2+ desencadeador e diminuem a quantidade de Ca2+ liberado pelo retículo sarcoplasmático. EFEITO DA FREQUENCIA CARDÍACA SOBRE A CONTRATILIDADE • Talvez, surpreendentemente, alterações da frequência cardíaca produzem variações na contratilidade: Quando a frequência cardíaca aumenta, a contratilidade aumenta; quando a frequência cardíaca diminui, a contratilidade diminui. O mecanismo pode ser compreendido recordando que a contratilidade se correlaciona diretamente à concentração intracelular de Ca2+, durante o acoplamento de excitação-contração. • Por exemplo, o aumento da frequência cardíaca produz um aumento da contratilidade, o que pode ser explicado da seguinte maneira: (1) Quando aumenta a frequência cardíaca, ocorrem potenciais de ação por unidade de tempo e aumento na quantidade total de Ca2+ desencadeador que entra na célula durante a fase de platô do potencial de ação. Além disso, se o aumento da frequência cardíaca for causado por estimulação simpática ou por catecolaminas, então a amplitude da corrente de influxo do Ca2+, a cada potencial de ação, também é aumentada. (2) Pelo fato de haver maior influxo de Ca2+ para a célula, durante os potenciais de ação, o retículo sarcoplasmático acumula mais Ca2+ para liberação subsequente (i.e., aumento do Ca2+ armazenado). Novamente, se o aumento da frequência cardíaca for causado por estimulação simpática, então o fosfolambano, que aumenta a captação de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático, será fosforilado, aumentando, ainda mais, o processo de captação. • Efeito de escada positivo. O efeito de escada positivo também é chamado de escada de Bowditch ou fenômeno da escada. Quando a frequência cardíaca duplica, por exemplo, a tensão desenvolvida, a cada batimento, aumenta de maneira gradual até valor máximo. Esse aumento da tensão ocorre porque existem mais potenciais de ação por unidade de tempo, mais Ca2+ total que entra na célula durante a fase de platô e mais Ca2+ acumulado pelo retículo sarcoplasmático (i.e., mais Ca2+ armazenado). Observe que o primeiro batimento após o aumento da frequência cardíaca não mostra qualquer aumento da Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA tensão, porque o Ca2+ extra ainda não acumulou. Em batimentos subsequentes, o efeito sobre o acúmulo extra de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático fica evidente. A tensão sobe em etapas, como uma escada: A cada batimento, mais Ca2+ é acumulado pelo retículo sarcoplasmático, até o nível máximo de armazenamento ser atingido. • Potenciação pós-extrassistólica. Quando ocorre extrassístole (um batimento anômalo “extra” gerado por marca-passo latente), a tensão desenvolvida no batimento seguinte é maior do que a normal. Embora a tensão desenvolvida no batimento extrassistólico em si seja menor do que o normal, o próximo batimento exibe aumento da tensão. Quantidade inesperada, ou “extra” de Ca2+, entrou na célula durante a extrassístole e foi acumulada pelo retículo sarcoplasmático (i.e., aumento do Ca2+ armazenado). EFEITOS DOS GLICOSÍDEOS CARDÍACOS SOBRE A CONTRATILIDADE • Os glicosídeos cardíacos são uma classe de fármacos que atuam como agentes inotrópicos positivos. Esses fármacos são derivados de extratos da planta dedaleira, Digitalis purpurea. O fármaco prototípico é a digoxina; outros fármacos, nessa classe, incluem digitoxina e ouabaína. • A conhecida ação dos glicosídeos cardíacos é a inibição de Na+-K+ ATPase. No miocárdio, a inibição de Na+-K+ ATPase é subjacente ao efeito inotrópico positivo dos glicosídeos cardíacos, como explicado na Figura . Os números circulados na figura se correlacionam com as seguintes etapas: 1. Na+-K+ ATPase está localizada na membrana celular da célula do miocárdio. Os glicosídeos cardíacos inibem a Na+-K+ ATPase no sítio extracelular de ligação ao K+. 2. Quando a Na+-K+ ATPase é inibida, menos Na+ é bombeado para fora da célula, aumentando a concentração de Na+ intracelular. 3. O aumento da concentração intracelular de Na+ altera o gradiente de Na+, através da membrana da célula miocárdica, alterando, assim, a função de trocador de Ca2+-Na+. Esse trocador bombeia Ca2+ para fora da célula contra seu gradiente eletroquímico, em troca por Na+, que se move em direção à célula por gradiente eletroquímico. (Lembre-se de que a troca Ca2+-Na+ é um dos mecanismos que expulsa o Ca2+ que entrou na célula durante o platô do potencial de ação de células do miocárdio.) A energia para o bombeamento de Ca2+, contra gradiente, vem do gradiente a favor de Na+ que, normalmente, é mantido pela Na+-K+ ATPase. Quando a concentração intracelular de Na+ aumenta, o gradiente de Na+ direcionado para o interior diminui. Como resultado, a troca de Ca2+-Na+ diminui, pois depende do gradiente de Na+ como fonte de energia. 4. Como menos Ca2+ é bombeado para fora da célula pelo trocador de Ca2+-Na+, a concentração de Ca2+ intracelular aumenta. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA 5. Como a tensão é diretamente proporcional à concentração intracelular de Ca2+, os glicosídeos cardíacos produzem aumento da tensão, aumentando a concentração intracelular de Ca2+ — um efeito inotrópico positivo. O principal uso terapêutico dos glicosídeos cardíacos está no tratamento da insuficiência cardíaca congestiva, condição caracterizada por redução da contratilidade da musculatura ventricular (i.e., inotropismo negativo). Quando ocorre falha no lado esquerdo do coração, o ventrículo esquerdo é incapaz de desenvolver a tensão normal quando se contrai e é incapaz de ejetar volume sistólico normal para a aorta. Quando ocorre falha no lado direito do coração, o ventrículo direito é incapaz de desenvolver tensão normal e de ejetar volume sistólico normal para a artéria pulmonar. Qualquer uma das situações é grave e potencialmente fatal. Por meio do aumento da concentração de Ca2+ intracelular das células ventriculares, os glicosídeos cardíacos têm ação inotrópica positiva, que pode neutralizar o inotropismo negativo do ventrículo em falência. RELAÇÃO COMPRIMENTO-TENSÃO NO MÚSCULO CARDÍACO • Assim como no músculo esquelético, a tensão máxima que pode ser desenvolvida pela célula miocárdica depende do seu comprimento em repouso. Lembre-se de que a base fisiológica para a relação comprimento-tensão é o grau de sobreposição dos filamentos finos e espessos e o número de locais possíveis para a formação de pontes cruzadas. (A concentração de Ca2+ intracelular, então, determina qual a fração dessas possíveis pontes cruzadas irá realmente se formar e ciclar.) Nas células miocárdicas, o desenvolvimento de tensão máxima ocorre nos comprimentos dos sarcômeros de cerca de 2,2 μm, ou Lmáx. Nesse comprimento, ocorre sobreposição máxima dos filamentos espessos e finos; seja em comprimentos de células mais curtos ou mais longos, a tensão desenvolvida será inferior ao máximo. Além do grau de sobreposição dos filamentos espessos e finos, existem dois mecanismos adicionais, dependentes do comprimento no músculo cardíaco, que alteram a tensão desenvolvida: O aumento do comprimento muscular aumenta a sensibilidade ao Ca2+ da troponina C e o aumento do comprimento muscular aumenta a liberação de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático. • A relação comprimento-tensão para células miocárdicas únicas pode ser estendida para a relação comprimento- tensão para os ventrículos. Por exemplo, considere o ventrículo esquerdo. O comprimento de uma só fibra musculardo ventrículo esquerdo, imediatamente anterior à contração, corresponde ao volume diastólico final do ventrículo esquerdo. A tensão de uma só fibra muscular do ventrículo esquerdo corresponde à tensão ou pressão desenvolvida pelo ventrículo esquerdo inteiro. Quando essas substituições são feitas, pode-se desenvolver curva que mostra a pressão ventricular durante a sístole como uma função do volume diastólico final ventricular. A curva superior é a relação entre a pressão ventricular desenvolvida durante a sístole e o volume diastólico final (ou comprimento da fibra diastólica final). Esse desenvolvimento de pressão é mecanismo ativo. No ramo ascendente da curva, a pressão aumenta acentuadamente com o aumento do comprimento da fibra, refletindo maiores graus de sobreposição dos filamentos espessos e finos, maior formação de pontes cruzadas e maior tensão desenvolvida. A curva, por fim, se estabiliza, quando a sobreposição é máxima. Se o volume diastólico final tiver de aumentar ainda mais, e as fibras forem esticadas até comprimentos mais longos, a sobreposição e a pressão diminuiriam (ramo descendente da curva). Ao contrário do músculo esquelético, que funciona ao longo de toda a curva comprimento-tensão, o músculo cardíaco, normalmente, só funciona no ramo ascendente da curva. A razão para essa diferença é que o músculo cardíaco é muito mais rígido do que o músculo esquelético. Assim, o músculo cardíaco tem alta tensão de repouso e pequenos aumentos no comprimento produzem grandes aumentos na tensão de repouso. Por essa razão, o músculo cardíaco é “mantido” sobre o ramo ascendente da sua curva comprimento- tensão e é difícil estirar as fibras do músculo cardíaco além de Lmáx. Por exemplo, o “comprimento de trabalho” das fibras do músculo cardíaco (o Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA comprimento no final da diástole) é de 1,9 μm (< Lmáx, que é de 2,2 μm). Esta relação pressão sistólica-volume (i.e., relação comprimento-tensão) para o ventrículo é a base para a relação de Frank-Starling no coração. A curva inferior é a relação entre pressão e o volume ventricular durante a diástole, quando o coração não está contraindo. À medida que o volume diastólico final aumenta, a pressão ventricular aumenta por mecanismos passivos. A pressão, cada vez maior no ventrículo, reflete a crescente tensão das fibras musculares à medida que elas são esticadas para comprimentos maiores. Os termos “pré-carga” e “pós-carga” podem ser aplicados ao músculo cardíaco, assim como são aplicados ao músculo esquelético. A pré-carga para o ventrículo esquerdo é o volume diastólico final do ventrículo esquerdo ou o comprimento diastólico final da fibra, isto é, a pré-carga é o comprimento de repouso, a partir de onde o músculo se contrai. A relação entre pré-carga e a tensão ou a pressão desenvolvida, baseia-se no grau de sobreposição dos filamentos espessos e finos. A pós-carga para o ventrículo esquerdo é a pressão aórtica. A velocidade de encurtamento do músculo cardíaco é máxima quando a pós-carga é zero, e a velocidade de encurtamento diminui à medida que aumenta a pós-carga. ALÇA DE PRESSÃO-VOLUME VENTRICULARES • A função do ventrículo esquerdo pode ser observada ao longo do ciclo cardíaco completo, combinando as duas relações pressão-volume. • Ao se ligar esses duas curvas pressão- volume, é possível contruir a chamada alça de pressão-volume ventricular. • A linha tracejada motra a máxima pressão possível que pode ser desenvolvida para determinado volume ventricular, durante a sístole. • A alça pressão-volume ventricular descreve o ciclo completo de contração ventricular, ejeção, relaxamento e reenchimento do seguinte modo: • Contração isovolumétrica (1 → 2). Comece o ciclo no ponto 1, que marca o final da diástole. O ventrículo esquerdo foi preenchido com sangue, vindo do átrio esquerdo e seu volume é o volume diastólico final, 140 mL. A pressão correspondente é muito baixa, porque o músculo ventricular está relaxado. • Nesse ponto, o ventrículo é ativado, ele se contrai e a pressão ventricular aumenta drasticamente. Pelo fato de todas as valvas estarem fechadas, o sangue não pode ser ejetado pelo ventrículo esquerdo e o volume ventricular é constante, embora a pressão ventricular fique bastante elevada (ponto 2). Assim, essa fase do ciclo é chamada de contração isovolumétrica. • Ejeção ventricular (2 → 3). No ponto 2, a pressão ventricular esquerda fica mais alta que a pressão aórtica, fazendo com que a valva aórtica se abra. Quando a valva está aberta, o sangue é ejetado rapidamente, impulsionado pelo gradiente de pressão entre o ventrículo esquerdo e a aorta. Durante essa fase, a pressão ventricular esquerda continua elevada, porque o ventrículo ainda está contraindo. O volume ventricular diminui drasticamente, no entanto, à medida que o sangue é ejetado para a aorta. O volume restante no ventrículo, no ponto 3, é o volume sistólico final, 70 mL. A largura da alça pressão-volume é o volume de sangue ejetado ou o volume sistólico. O volume sistólico neste ciclo ventricular é de 70 mL (140 mL − 70 mL). Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • Relaxamento isovolumétrico (3 → 4). No ponto 3, a sístole termina, e o ventrículo relaxa. A pressão ventricular diminui além da pressão aórtica, e a valva aórtica se fecha. Embora a pressão ventricular diminua rapidamente durante essa fase, o volume ventricular permanece constante (isovolumétrico) no valor sistólico final de 70 mL, pois todas as valvas estão novamente fechadas. • Enchimento ventricular (4 → 1). No ponto 4, a pressão ventricular caiu para nível que já é inferior à pressão atrial esquerda, fazendo com que a valva mitral (AV) se abra. O ventrículo esquerdo se enche passivamente de sangue, a partir do átrio esquerdo e, também, ativamente como resultado da contração atrial do próximo ciclo. O volume ventricular esquerdo aumenta de volta ao volume diastólico final de 140 mL. Durante essa última fase, o músculo ventricular está relaxado, e a pressão aumenta apenas ligeiramente à medida que o ventrículo complacente se enche de sangue. ALTERAÇOES NAS ALÇAS PRESSÃO-VOLUME VENTRICULARES • Alças pressão-volume ventriculares podem ser usadas para visualizar os efeitos das alterações na pré-carga (i.e., alterações no retorno venoso ou no volume diastólico final), das alterações na pós-carga (i.e., alterações da pressão aórtica) ou das alterações na contratilidade. • As linhas contínuas representam um único ciclo ventricular normal e são idênticas à alça pressão-volume. • As linhas tracejadas demonstram os efeitos das várias alterações em um só ciclo do ventrículo esquerdo (mas não incluem quaisquer respostas compensatórias que possam ocorrer mais tarde). • A Figura 4-24A ilustra o efeito do aumento da pré-carga no ciclo ventricular. Lembre-se de que a pré-carga é o volume diastólico final. Nesse exemplo, a précarga está aumentada, porque o retorno venoso está aumentado, o que aumenta o volume diastólico final (ponto 1). • A pós-carga e a contratilidade permanecem constantes. À medida que o ventrículo prossegue por seu ciclo de contração, ejeção, relaxamento e reenchimento, o efeito desse aumento da pré-carga pode ser observado: volume sistólico, como medido pela largura da alça pressão-volume, aumenta. Esse aumento no volume sistólico baseia-se na relação de Frank-Starling, que afirma que quanto maior o volume diastólico final (comprimento da fibra diastólica final), maior o volume sistólico ejetado na sístole. • A Figura 4-24B ilustra o efeito do aumento da pós-carga ou aumento da pressão aórtica no ciclo ventricular. Nesse exemplo, o ventrículo esquerdo deve ejetar sangue contra pressão maior do que a normal. Para ejetar o sangue, a pressão ventricular deve se elevar para nível maior que o normal durante a contração isovolumétrica (ponto 2) e durante a ejeçãoventricular (i.e., 2 → 3). • Consequência do aumento da pós-carga é que menos sangue é ejetado pelo ventrículo durante a sístole; assim, o volume sistólico diminui, mais sangue permanece no ventrículo, ao final da sístole e o volume sistólico final aumenta. Pode-se imaginar o efeito do aumento da pós-carga da seguinte maneira: se parte maior da contração for “gasta”na contração isovolumétrica, para coincidir com a maior pós-carga, então parte menor da contração é “ residual” e disponível para ejeção do volume sistólico. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • A Figura 4-24C ilustra o efeito do aumento da contratilidade no ciclo ventricular. Quando aumenta a contratilidade, o ventrículo pode desenvolver maior tensão e pressão durante a sístole e ejetar maior volume de sangue que o normal. O volume sistólico aumenta, assim como a fração de ejeção; menos sangue permanece no ventrículo, ao final da sístole e, consequentemente, diminui o volume sistólico final (pontos 3 e 4). CICLO CARDÍACO SISTOLE ATRIAL (A) A sístole atrial é a contração atrial. É precedida por onda P no ECG, que marca a despolarização dos átrios. A contração do átrio esquerdo provoca aumento da pressão atrial esquerda. Quando esse aumento da pressão atrial é refletido de volta para as veias, ele aparece no registro de pulso venoso como uma onda. O ventrículo esquerdo está relaxado durante essa fase e pelo fato de a valva mitral (valva AV do lado esquerdo do coração) estar aberta, o ventrículo está se enchendo de sangue a partir do átrio, mesmo antes da sístole atrial. A sístole atrial provoca mais aumento do volume ventricular, à medida que o sangue é ejetado ativamente do átrio esquerdo para o ventrículo esquerdo pela valva mitral aberta. A “ variação” correspondente na pressão ventricular esquerda reflete esse volume adicional acrescentado ao ventrículo pela sístole atrial. A quarta bulha cardíaca (S4) não é audível nos adultos normais, embora possa ser auscultada na hipertrofia ventricular, onde a complacência ventricular está diminuída. Quando presente, S4 coincide com a contração atrial. O som é causado pela contração do átrio contra, e tentando encher, o ventrículo rígido. CONTRAÇÃO VENTRICULAR ISOVOLUMÉTRICA (B) A contração ventricular isovolumétrica começa durante o complexo QRS, que representa a ativação elétrica dos ventrículos. Quando o ventrículo esquerdo contrai, a pressão ventricular esquerda começa a aumentar. Logo que a pressão ventricular esquerda excede a pressão atrial esquerda, a valva mitral se fecha. (No coração direito, a valva tricúspide se fecha.) O fechamento das valvas AV produz a primeira bulha cardíaca (S1), que pode ser, às vezes, dupla pelo fato da valva mitral se fechar um pouco antes da valva tricúspide. A pressão ventricular aumenta, drasticamente, durante essa fase, mas o volume ventricular permanece constante, uma vez que todas as valvas estão fechadas (a valva aórtica permaneceu fechada desde o ciclo anterior). EJEÇÃO VENTRICULAR RÁPIDA ( C) O ventrículo continua a se contrair e a pressão ventricular atinge seu valor mais alto. Quando a pressão ventricular fica maior do que a pressão aórtica, a valva aórtica abre. Agora, o sangue é rapidamente ejetado do ventrículo Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA esquerdo para a aorta pela valva aórtica aberta, impulsionado pelo gradiente de pressão entre o ventrículo esquerdo e a aorta. A maior parte do volume sistólico é ejetada durante a ejeção ventricular rápida, diminuindo, drasticamente, o volume ventricular. Ao mesmo tempo, a pressão aórtica aumenta como resultado do grande volume de sangue que é, subitamente, adicionado à aorta. Durante essa fase, começa o enchimento atrial, e a pressão atrial esquerda aumenta lentamente à medida que o sangue é devolvido ao coração esquerdo, a partir da circulação pulmonar. Esse sangue será, obviamente, ejetado pelo coração esquerdo, no próximo ciclo. O final dessa fase coincide com o final do segmento ST (ou o início da onda T) no ECG e com o fim da contração ventricular. EJEÇÃO VENTRICULAR REDUZIDA (D) Durante a ejeção reduzida do ventrículo esquerdo, os ventrículos começam a repolarizar, marcado pelo início da onda T no ECG. A pressão ventricular cai, porque os ventrículos não estão mais contraindo. Pelo fato de a valva aórtica ainda estar aberta, o sangue continua a ser ejetado pelo ventrículo esquerdo para a aorta, embora com velocidade reduzida; o volume ventricular também continua em queda, mas também com velocidade. Embora o sangue continue a ser adicionado à aorta, vindo do ventrículo esquerdo, o sangue está “fugindo” para a árvore arterial com velocidade bem maior, fazendo com que a pressão aórtica caia. A pressão atrial esquerda continua a aumentar, à medida que o sangue retorna ao coração esquerdo vindo dos pulmões. RELAXAMENTO VENTRICULAR ISOVOLUMÉTRICO (E) O relaxamento isovolumétrico do ventrículo começa após os ventrículos serem totalmente repolarizados, marcado pelo fim da onda T no ECG. Pelo fato de o ventrículo esquerdo estar relaxado, a pressão ventricular esquerda diminui drasticamente. Quando a pressão ventricular cai abaixo da pressão aórtica, a valva aórtica fecha. A valva aórtica fecha ligeiramente antes da valva pulmonar, produzindo a segunda bulha cardíaca (S2). A inspiração atrasa o fechamento da valva pulmonar e provoca duplicação da segunda bulha; ou seja, durante a inspiração, a valva pulmonar fecha, distintamente após a valva aórtica. O desdobramento ocorre durante a inspiração, pois a redução associada da pressão intratorácica produz aumento do retorno venoso para o lado direito do coração. O aumento resultante no volume diastólico final ventricular direito provoca aumento no volume sistólico ventricular direito pelo mecanismo de Frank-Starling e prolonga o tempo de ejeção ventricular direita; o prolongamento do tempo de ejeção atrasa o fechamento da valva pulmonar com relação à valva aórtica. No ponto em que a valva aórtica se fecha, a curva da pressão aórtica apresenta “irregularidade”, chamada de incisura dicrótica. Como todas as valvas são novamente fechadas, nenhum sangue pode ser ejetado do ventrículo esquerdo, nem o ventrículo esquerdo pode ser cheio com sangue dos átrios. Portanto, durante essa fase, o volume ventricular é constante (isovolumétrico). ENCHIMENTO VENTRICULAR RÁPIDO (F) Quando a pressão ventricular cai para seu nível mais baixo (e, ligeiramente, abaixo da pressão atrial esquerda), a valva mitral se abre. Quando a valva mitral se abre, o ventrículo começa a se encher de sangue do átrio esquerdo e o volume ventricular aumenta rapidamente. Contudo, a pressão ventricular permanece baixa, porque o ventrículo ainda está relaxado e complacente. (O elevado grau de complacência do ventrículo significa que volume pode ser adicionado a ele sem alterar a pressão.) O rápido fluxo sanguíneo do átrio para os ventrículos produz a terceira bulha cardíaca (S3), que é normal em crianças, mas não é auscultada em adultos normais; em adultos de meia-idade ou idosos, a presença de S3 indica sobrecarga de volume, como na insuficiência cardíaca congestiva ou na regurgitação mitral ou tricúspide avançada. Durante essa fase (e para o restante do ciclo cardíaco), a pressão da aorta diminui à medida que o sangue se escoa da aorta para a árvore arterial, para as veias, e, depois, volta para o coração. ENCHIMENTO VENTRICULAR REDUZIDO (G) O enchimento ventricular reduzido, ou diástase, é a fase mais longa do ciclo cardíaco e inclui a porção final do enchimento ventricular, que ocorre em ritmo mais lento do que na fase anterior. A sístole atrial marca o final da diástole, ponto no qual o volume ventricular é igual ao volume diastólico final. As alterações do ritmo cardíaco alteram o tempo disponível para a diástase, uma vez que é a fase mais longa do ciclo cardíaco. Por exemplo, aumento da frequênciacardíaca reduz o período de tempo antes da próxima onda P (i.e., o próximo ciclo) e reduz, ou mesmo elimina, essa parte final do enchimento ventricular. Se a diástase for reduzida por esse aumento da Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA frequência cardíaca, o enchimento ventricular ficará comprometido, o volume diastólico final será reduzido, e, como consequência, o volume de ejeção também será reduzido (lembre-se da relação de Frank-Starling). ESTENOSE AORTICA • O ventrículo esquerdo falha em se esvaziar de modo adequado. • O volume efetivo do debito sistólico fica reduzido • O sangue é ejetado do CE apenas através de uma pequena abertura na valva • Devido a resistência a pressão sanguínea n ventrículo esquerdo se eleva. • Dessa forma surge um efeito de esguicho durante a sístole • Isso provoca grande turbulência gerando um sopro de grande amplitude • VENTRICULO ESQUERDO HIPERTROFIA REGURGITAÇAO AORTICA • O SANGUE FLUI RETROGRADAMENTE • Durante a diástole o sangue reflui da aorta para o VR • Produz um sopro agudo REGURGITAÇAO MITRAL • O sangue reflui pela valva mitral para o AE durante a SISTOLE ESTENOSE MITRAL • O sangue passa com dificuldade do átrio esquerdo para o ventrículo esquerdo através da valva mitral estenosada PROBLEMA 2 – FECHAMENTO 1 1. Diferenciar fluxo, pressão e resistência nos diferentes tipos de vasos. 2. caracterizar mecanismos locais de controle de fluxo 3. relacionar a deficiência do retorno venoso com o débito cardíaco, a pressão e fluxo. 4. descrever a circulação linfática e o processo de formação da linfa. 5. relacionar os sinais e sintomas da D. Manuela com a hemodinâmica. 1 – FLUXO SANGUÍNEO, PRESSÃO E RESISTÊNCIA DEFINIÇÃO DE TERMOS Primeiro precisamos três termos de importância: 1 – FLUXO SANGUÍNEO: • É o volume de sangue que flui por um vaso, um órgão ou na circulação inteira em um dado período (mL/min). • Se considerarmos todo o sistema vascular, o fluxo sanguíneo é equivalente ao débito cardíaco (DC). • Ele pode variar bastante através dos órgãos e está intimamente relacionado com suas necessidades imediatas. 2 – PRESSÃO SANGUÍNEA: • É a força por unidade de área exercida na parede de um vaso pelo sangue, e que é expressa em mmHg. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • O termo pressão sanguínea significa pressão arterial sistêmica nas artérias maiores próximas do coração. • O gradiente de pressão (diferença na pressão sanguínea dentro do sistema vascular) provê a força impulsionadora que mantém o sangue se movendo, de uma área de pressão ↑ para uma área de pressão ↓ ao longo do corpo. 3 – RESISTÊNCIA ou RVP: • É a quantidade de atrito que o sangue encontra à medida que passa pelos vasos [oposição ao fluxo] • Como o maior atrito é encontrado na circulação periférica, geralmente se usa o termo resistência periférica. • Há três fontes importantes de resistência: 1 – VISCOSIDADE do sangue. • Está relacionada com a espessura desse líquido. • Quanto maior a viscosidade, mais dificilmente as moléculas deslizam umas sobre as outras e maior é a resistência. 2 – COMPRIMENTO do vaso sanguíneo. • Quanto mais longo o vaso, maior a resistência. • Ex: 1kga mais de gordura necessita que quilômetros de pequenos vasos sejam adicionados para supri-los, o que aumenta o comprimento e a resistência periférica. 3 – DIÂMETRO do vaso sanguíneo. • Como a viscosidade do sangue e o comprimento do vaso normalmente são constantes em pessoas saudáveis. • Então são as mudanças no diâmetro dos vasos sanguíneos que frequentemente alteram a resistência periférica. • Quanto menor o tubo, maior o atrito. • Assim, as grandes artérias próximas do coração, que não mudam drasticamente de diâmetro, contribuem pouco para a resistência periférica, já as arteríolas, que podem dilatar ou contrair em resposta a controles neurais e químicos, são os principais determinantes da resistência periférica. RELAÇÃO ENTRE FLUXO, PRESSÃO E RESISTÊNCIA: • O fluxo sanguíneo (F) é diretamente proporcional à diferença de pressão (∆P) entre dois pontos na circulação. • Assim, quando ∆P aumenta, o fluxo se acelera, e quando ∆P diminui, o fluxo diminui. • O fluxo sanguíneo é inversamente proporcional à resistência periférica (RP) na circulação sistêmica. • Essas relações são expressas na fórmula: F = ∆P/RVP ou P = F.RVP TIPOS E CARACTERISTICAS DOS VASOS SANGUINEOS • Artérias. A aorta é a maior artéria da circulação sistêmica. Artérias de tamanho médio e pequeno se ramificam da aorta. A função das artérias é a de levar sangue oxigenado para os órgãos. As artérias são estruturas de paredes espessas, com tecido elástico muito desenvolvido, músculo liso e tecido conjuntivo. A espessura da parede arterial é característica importante: as artérias recebem sangue diretamente do coração e estão sob a maior pressão na vasculatura. O volume de sangue, contido nas artérias, é chamado volume estressado (que significa volume de sangue sob alta pressão). • Arteríolas. As arteríolas são os menores ramos das artérias. Suas paredes têm músculo liso bem desenvolvido e são o local de maior resistência ao fluxo sanguíneo. O músculo liso, nas paredes das arteríolas, é tonicamente ativo (i.e., sempre contraído). É difusamente inervado por fibras dos nervos simpáticos adrenérgicos. Os receptores α1- adrenérgicos são encontrados nas arteríolas de diversos leitos vasculares (p. ex., da pele e na vasculatura esplâncnica). Quando ativados, esses receptores causam contração, ou constrição, do músculo liso vascular. A constrição produz diminuição do diâmetro das arteríolas, o que aumenta sua resistência ao fluxo sanguíneo. Menos comum, os receptores β2-adrenérgicos são encontrados em arteríolas do músculo esquelético. Quando ativados, esses receptores causam relaxamento do músculo liso vascular, o que aumenta o diâmetro e diminui a resistência dessas arteríolas ao fluxo sanguíneo. Assim, as arteríolas não são apenas o local de maior resistência na vasculatura, mas também são o local onde a resistência pode ser variada por alterações da atividade nervosa simpática, pelas catecolaminas circulantes e por outras substâncias vasoativas. Aline B. Souza – RESUMO FISIOLOGIA • Capilares. Os capilares são estruturas de paredes finas, revestidas por camada única de células endoteliais, circundada pela lâmina basal. Capilares são o local onde os nutrientes, gases, água e solutos são trocados entre o sangue e os tecidos e, nos pulmões, entre o sangue e o gás alveolar. Substâncias lipossolúveis (p. ex., O2 e CO2) atravessam a parede do capilar por dissolução nas membranas de células endoteliais e por difusão. Em contrapartida, substâncias hidrossolúveis (p. ex., íons) atravessam a parede capilar ou através de fendas (espaços) cheias de água, entre as células endoteliais, ou através de grandes poros nas paredes de alguns capilares (p. ex., capilares fenestrados). Nem todos os capilares são perfundidos com sangue em todos os momentos. Em vez disso, ocorre perfusão seletiva dos leitos capilares, dependendo das necessidades metabólicas dos tecidos. Essa perfusão seletiva é determinada pelo grau de dilatação ou de constrição das arteríolas e esfíncteres pré-capilares (faixas musculares lisas, situadas “ antes” dos capilares). O grau de dilatação ou de constrição é, por sua vez, controlado pela inervação simpática do músculo liso vascular e por metabólitos vasoativos produzidos nos tecidos. • Vênulas e veias. Assim como os capilares, as vênulas são estruturas de paredes finas. As paredes das veias são compostas da camada usual de células endoteliais e de pequena quantidade de tecido elástico, músculo liso e tecido conjuntivo. Pelo fato de as paredes das veias conterem muito menos tecido elástico do que as artérias, as veias têm capacitância (capacidade para armazenar sangue) muito grande. Na verdade, as veias contêm o maior percentual de sangue no sistema cardiovascular.
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