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Sistema Cardiovascular: Evolutivamente: com a evolução da vida, orga- nismos unicelulares simples começaram a agre- gar- se, primeiro em colônias cooperativas, de- pois em organismos multicelulares. Na maioria dos animais multicelulares, somente a camada mais superficial está em contato direto com o ambi- ente, o que não é muito benéfico, já que a difu- são diminui à medida que a distância aumenta. Assim, o consumo de oxigênio nas células mais internas de animais grandes excede a taxa de oxigênio que é difundida desde a superfície cor- poral. A solução que superaria essa condição de difu- são lenta e insuficiente foi o desenvolvimento evolutivo de sistemas circulatórios que transpor- tam líquido entre a superfície corporal e as par- tes mais profundas do corpo. Em animais mais simples, a atividade muscular gera um fluxo de líquido quando o animal se move e, em animais mais complexos, existe uma bomba muscular que faz com que o líquido interno circule. Introdução à circulação: o sistema circulatório en- volve componentes como o coração, artérias e veias no transporte do sague, que contém oxi- gênio e outros gases, nutrientes, resíduos etc. Do coração, partirão artérias que, carregando o san- gue a uma alta pressão, suprirão a necessidade de todo o corpo no quesito sanguíneo, na me- dida em que os suprimentos necessários são ex- pelidos através dos capilares sanguíneos O san- gue, agora em pressão mais baixa, juntamente com resíduos do metabolismo celular, segue pe- las veias até o coração novamente, a partir de onde serão encaminhados para os pulmões. A circulação que envolve o coração e o pulmão, objetivando a oxigenação do sangue, é chamada de circulação pulmonar. A circulação que engloba o suprimento do corpo com o sangue oxigenado é chamada de sistêmica. O primeiro ramo da artéria aorta representa as artérias coronárias, responsáveis pela nutrição do próprio músculo cardíaco. Esse sangue passa por capilares e é retornado ao coração pelas veias coronárias, que desaguarão no seio coronariano, dentro do átrio direito. Os ramos ascendentes da aorta irão suprir os membros superiores, cabeça e encéfalo, en- quanto que sua via descendente irá atender o tronco, as pernas e os órgãos internos. OBS: Alguns arranjos especiais da circulação são o suprimento sanguíneo para o trato digestório e para o fígado. Como mostra a imagem, ambos recebem oxigenação através de suas próprias artérias, mas, além disso, o sangue deixa o trato digestório e vai diretamente para o fígado pela veia porta do fígado. Assim, a maioria dos nutri- entes absorvidos no intestino é levada direta- mente ao fígado, permitindo que esse órgão processe substâncias estranhas, antes de eles serem liberados para a circulação geral. Assim, os leitos capilares do trato digestório e do fígado, unidos pela veia porta do fígado, são um exemplo de sistema porta. Isso também acon- tece com os rins, que têm dois leitos capilares associados em série. A propósito, é válido ressaltar que o dito sangue venoso não é ausente de oxigênio, já que, mesmo em quantidades menores, ainda terá concentrações desse gás. * Um infarto no miocárdio está relacionado com a isquemia devido à falta de suprimento sanguí- neo para a musculatura cardíaca. Isso pode acon- tecer devido à obstrução da artéria coronária por um coágulo Anatomia: Basicamente, o coração é um órgão do tamanho aproximado de um punho, localizado na cavidade torácica. Sua base é sua porção mais larga, voltada para cima e bem atrás do osso es- terno, e seu ápice é sua porção mais fina, voltada para baixo. O coração é envolvido por um saco membra- noso resistente, o pericárdio. Uma fina camada de líquido pericárdico claro, localizado dentro do pericárdio, lubrifica a superfície externa do cora- ção, visto que ele bate dentro do saco pericár- dico. *Inclusive, em caso de inflamação do pericárdio (pericardite), pode haver uma redução da lubrifi- cação, chegando ao ponto de gerar bastante atrito nos movimentos cardíacos, criando um som chamado de atrito pericárdico. O pericárdio é dividido em dois folhetos: o fibroso e o seroso. O pericárdio fibroso é uma lâmina bastante forte de tecido conjuntivo e irá “grudar” o coração nos órgãos adjacentes a ele. Ele se associa às pleuras dos pulmões, à fáscia do dia- fragma, ao periósteo da coluna vertebral e do esterno.. O pericárdio seroso está interno ao fibroso e tem duas lâminas: a mais externa, chamada de lâmina parietal do pericárdio seroso, e outra mais interna, chamada de lâmina visceral do pericárdio seroso. É entre essas duas lâminas que irá se localizar o líquido pericárdico (cavidade pericár- dica). BRÔNQUIO VEIA CAVA SUPERIOR ESÔFAGO ARTÉRIA AORTA ARTÉRIA PULMONAR VEIA PUL- MONAR ESTERNO PERICÁRDIO VENTRÍCULO DIREITO ÁTRIO DIREITO CAVIDADE PERICÁRDICA VENTRÍCULO ESQUERDO ÁTRIO ES- QUERDO O miocárdio é o músculo estriado cardíaco que compõe o coração, sendo coberto tanto exter- namente, quando internamente. Externamente por tecido conjuntivo, o pericárdio, e interna- mente por tecido epitelial: o endocárdio. *Átrios contraem juntos e ventrículos contraem juntos. Não há comunicação sanguínea direta do lado esquerdo do coração com o lado direito. A contração dos átrios leva o sangue das câma- ras para os ventrículos, ao passo que a contra- ção dos ventrículos leva o sangue até o corpo na circulação sistêmica (lado esquerdo), ou até o pulmão na circulação pulmonar (lado direito). As valvas são mecanismos presentes no coração que irão assegurar o fluxo unidirecional do san- gue. Quatro anéis de tecido conectivo fibroso cir- cundam as quatro valvas cardíacas. Além da uni- direcionalidade, o tecido conectivo presente nes- ses anéis atua como isolante elétrico, bloqueando a maior parte da transmissão de sinais elétricos entre os átrios e os ventrículos. Isso assegura que as contrações e relaxamentos possam ser coordenados.. Existem as válvas atrioventriculares, separando as cavidades superiores das inferiores em ambos os lados. (tricúspide no lado direito e bicúspide ou mitral do lado esquerdo) e as valvas semilunares, separando ventrículos de artérias. Sobre as valvas atrioventriculares: Elas são for- madas por finos folhetos que são unidos em suas bases a um anel de tecido conjuntivo. Elas se conectam aos ventrículos através de tendões colagenosos chamados de corda tendíneas. Essas cordas ligarão a valva ao músculos papilares de forma que seja permitida a passagem de sangue do átrio para o ventrículo, mas não o contrário. Ou seja, mesmo quando há a contração do ven- trículo, as válvulas atrioventriculares não permiti- rão a volta do sangue para o átrio porque elas estão intimamente relacionadas ao músculo ven- tricular do coração, que irá tensionar e não irá permitir que sejam posta “do avesso”. OBS: a condição clínica em que isso acaba acon- tecendo recebe o nome de prolapso. Sobre as valvas semilunares: a valva aórtica está entre o ventrículo esquerdo e a aorta, enquanto que a valva pulmonar está entre o ventrículo di- reito e o tronco pulmonar. Devido ao seu for- mato específico elas não necessitam das cordas tendíneas para seu funcionamento, como as val- vas atrioventriculares. Enquanto que a tricúspide (direita) tem três folhetos e a bicúspide ou mitral (esquerdo) tem 2 folhetos, ambas as válvulas se- milunares contam com 3 folhetos. Características das células musculares cardíacas: As fibras musculares cardíacas são menores que as estriadas esqueléticas e, em geral possuem um núcleo por fibra. As células musculares cardíacas individuais se ra- mificam e se juntam com células vizinhas, através de discos intercalares, criando uma rede com- plexa. Esses discos intercalares contêm 2 componen- tes: o desmossomos, responsável pela condução do impulso contrátil de uma célula a outra e as junções comunicantes,que facilitarão a comuni- cação elétrica do impulso entre as fibras. Os túbulos T dessas células são maiores que os do músculo esquelético e se ramificam dentro das células miocárdicas. Já seus retículos sarco- plasmáticos são menores e, por isso, o músculo cardíaco depende em parte do Ca2+ extra- celular para iniciar a contração. O miocárdio conta com dois tipos de células: existem as células autoexcitáveis e as células contráteis. As células autoexcitáveis, chamadas também de células marca-passo, irão determinar a frequência dos batimentos cardíacos. Elas são menores e existem em menor quantidade quando comparadas às células contráteis. As cé- lulas autoexcitáveis não têm sarcômeros organi- zados e não contribuirão para a força contrátil do coração. A seguir está representado um impulso elétrico atuando sobre uma célula contrátil, liberando o cálcio dos retículos sarcoplasmáticos. As células contráteis são células típicas de mús- culo estriado, com fibras organizadas em sarcô- meros. Mecanismos de contração e relaxamento: Inicialmente, um potencial de ação percorre o sarcolema das células contráteis do miocárdio e entra nos túbulos T. Nesse ponto, ocorrerá a abertura de canais de cálcio dependentes de vol- tagem tipo L na membrana das células. Isso fará com que haja um influxo de cálcio extracelular para o interior da fibra muscular, movendo- se a favor do seu gradiente eletroquímico. A entrada desse íon irá abrir canais liberadores de cálcio do tipo rianodínicos (RyR), presentes no retículo sarcoplasmático, armazenador de cálcio, de modo que mais cálcio é liberado no citosol. A abertura múltipla de diferentes canais RyR se so- mam para criar o sinal de Ca2+. Esse cálcio agirá sobre a troponina, e ela agirá sobre a tropomio- sina, que liberará os sítios da actina para se ligar à miosina. O relaxamento do músculo cardíaco ocorre com a diminuição das concentrações citoplasmáticas de Ca2+, de forma que esse se desligará da tro- ponina, liberando a actina da miosina, fazendo com que os filamentos de miosina voltem para a posição inicial. O cálcio é transportado de volta para os retículos sarco- plasmáticos, através da Ca2+ ATPase, mas também é removido da célula pelo trocador Na+ - Ca2+ (NCX): Um Ca2+ é removido para fora da célula contra o seu gradiente eletroquímico em troca de 3 Na+ para dentro da célula a favor do seu gra- diente eletroquímico (anti- port). Posteriormente, o sódio proveniente dessa troca é removido pela bomba de sódio e potás- sio *As células miocárdicas têm um potencial de ação mais longo, devido à entrada de Ca2+. Fases do potencial de ação de célula contrátil: 4: Potencial de membrana em repouso. As célu- las miocárdicas contráteis têm um potencial de repouso estável em -90 mV 0: É a fase da despolarização, em que o potencial de membrana torna- se mais positivo. Os canais de Na+ dependentes de voltagem se abrem, permitindo a entrada de Na+, despolarizando ra- pidamente a célula e tornando seu interior mais positivo que o exterior. O potencial de membrana atinge cerca de +20 mV antes dos canais de Na+ se fecharem. 1: É a fase da repolarização inicial. Quando os ca- nais de Na+ se fecham, a célula começa a repo- larizar à medida que o K+ deixa a célula pelos canais de K+ abertos (canais de abertura rápida). * a repolarização inicial é muito breve, fazendo com o que o potencial de ação se achate, for- mando um platô. 2: Aqui trata- se da fase de formação do platô como resultado de dois eventos: há uma diminui- ção da permeabilidade de K+, fazendo com que ele deixe de sair da célula e há um aumento na permeabilidade do Ca2+, que entrará na célula. * esses canais de cálcio têm uma abertura lenta e ela é iniciada nas fases 0 e 1, chegando à sua completude na formação do platô. Ao mesmo tempo, os canais “rápidos” de K+ são fechados. 3: é a fase da repolarização rápida, ocorrendo após o platô. Esse termina quando os canais de Ca2+ se fecham e a permeabilidade ao K+ au- menta mais uma vez. Os canais de K+ respon- sáveis por essa fase são canais do tipo lento, dando tempo para o efluxo de K+ e conse- quente repolarização da célula. * o fato de haver o influxo de cálcio, gerando o evento do platô, durante o potencial de ação faz com o que esse potencial dure muito mais que o usual. É importante destacar que o fato do potencial de ação ser alongado ao longo do tempo, devido ao platô, é necessário para que não haja uma contração sustentada, condição essa chamada de tétano. O tétano não é benéfico para o cora- ção porque é importante que o miocárdio relaxe bem entre as contrações, de modo que os ven- trículos consigam ser preenchidos devidamente com sangue.. O período refratário é justamente o período em que a fibra muscular não responde a novos es- tímulos, até que o primeiro estímulo se complete. Assim, um segundo potencial de ação, que cau- saria uma tensão somada, não irá acontecer, até que o potencial em execução seja concluído. O que foi dito até agora é aplicável para as células contráteis do miocárdio. No entanto, nessa região existe também as células autoexcitáveis, chama- das de células marcapasso, cujo mecanismo se difere dos outros tipos de célula. As células mar- capasso têm a habilidade de gerar potenciais de ação espontaneamente na ausência de um sinal proveniente do sistema nervoso. Esse potencial é chamado de potencial marcapasso e nunca permanece em um valor constante. Nessas células, existem canais chamados de If, que são permeáveis tanto ao sódio (Na+), quanto ao potássio (K+). O potencial de membrana dessa célula, como foi dito, é instável, e se inicia em -60 mV. Ele lentamente vai ascendendo em direção ao limiar, onde haverá um disparo do po- tencial de ação. Quando o potencial de membrana da célula está em -60mV, os canais If estarão abertos. A ques- tão é que, quando esses canais se abrem em potenciais de membrana negativos, o influxo de Na+ excede o efluxo de K+. Esse influxo maior de carga positiva, nesse caso sódio, despolariza lentamente a célula autoexcitá- vel e, à medida em que o potencial de mem- brana se torna mais positivo, os canais If se fe- cham gradualmente, e canais de Ca2+ se abrem. Dessa forma, será o influxo de Ca2+ que irá ter- minar a ascensão do potencial de membrana até o limiar. Uma vez atingido, esse limiar irá fazer com que mais canais de cálcio dependentes de voltagem se abram. Isso irá causar um influxo rá- pido desse íon, causando uma despolarização também rápida. *é importante diferenciar esse processo de des- polarização dos demais, já que, nos outros casos, tal processo é devido à abertura dos canais de sódio dependentes de voltagem e nesse caso são os canais de cálcio que serão abertos. Quando os canais de Ca2+ se fecham no pico do potencial de ação, os canais lentos de K+ es- tão abrindo. Assim, a repolarização é por parte do efluxo de K+, o que é similar aos outros pro- cessos de repolarização. OBS: a velocidade com a qual as células marca-passo despolarizam determina a frequência com que o coração contrai. Ritmicidade: A comunicação elétrica no coração co- meça com um potencial de ação em uma célula autoexcitável. Essa despola- rização se propaga rapidamente para as células vizinhas através das junções comunicantes nos discos intercalares. A despolarização inicia no nó sinoatrial (nó AS), localizado no átrio direito, ser- vindo como principal marca- passo do coração. A onda de despolarização, as- sim, se propaga através de um sistema de fibras autoexcitáveis não contráteis. Uma via internodal ramificada conecta o nó sino- atrial (SA) com o nó atrioventicular (nó AV), que é um grupo de células autoexcitáveis perto do assoalho do átrio direito. Do nó atrioventricular, a despolarização move- se para os ventrículos.. No septo ventricular, o fascí- culo atrioventricular,ou feixe AV (feixe de hiss) transmite rapidamente os sinais elétricos para baixo, se dividindo em dois ramos, que voltarão se deslocando para o topo dos ventrículos (fibras de Purkinje). Essa conformação é importante porque possibi- lita que a contração ventricular inicie inferior- mente, favorecendo a distribuição de sangue pelo corpo. OBS: Quando os potenciais de ação se espalham pelos átrios, eles encontram o esqueleto fibroso nas junções atrioventriculares. Essa barreira im- pede que os sinais elétricos sejam transferidos dos átrios para os ventrículos. Consequente- mente, o nó AV é o único caminho através do qual os potenciais de ação podem alcançar as fibras contráteis dos ventrículos. OBS 2: O nó atrioventricular atrasa um pouco a transmissão do potencial de ação. Esse atraso permite que os átrios completem suas contra- ções antes do início da contração ventricular. São as células marcapasso que determinam a frequência cardíaca. A ritmicidade é determinada pelo marca-passo mais rápido, no caso, o nó si- noatrial. Assim, se o nó sinoatrial for danificado e não funcionar, um dos marcapassos mais lentos assumirá o ritmo. Dessa maneira, entre muitas complicações que a falha do marcapasso pode trazer, está a bradi- cardia, que irá gerar consequências desagrada- veis como a fraqueza, desmaio, respiração curta, entre outras. Nesses casos utiliza- se o marca- passo cardíaco artificial. Ele é usado para problemas de bradicardia, taqui- cardia ou distúrbios na condução elétrica do co- ração, e conta com três componentes básicos. O gerador de impulso, os eletrodos e o progra- mador. O gerador de impulso é implantado abaixo da pele e é responsável por estimular o coração. Os eletrodos conectam o coração ao gerador e o programador é responsável pelas configura- ções do marca-passo. Sobre o ECG: Trata-se de um registro extracelular que repre- senta a soma de múltiplos potenciais de ação ocorrendo em muitas células musculares cardía- cas. Uma derivação é uma associação de dois eletro- dos em partes específicas do corpo: No caso de um registro normal da derivação 1, pode- se observar as 3 principais ondas no ele- trocardiograma. A onda P é referente à despo- larização e subsequente contração atrial. O com- plexo de ondas QRS representa uma onda pro- gressiva da despolarização ventricular, e a onda T representa a repolarização ventricular Sobre o ciclo cardíaco: A sístole é a contração do coração, enquanto que a diástole se refere a um relaxamento. Os átrios e ventrículos não contraem ao mesmo tempo. Primeiro há a contração atrial e depois uma contração ventricular. Por convenção, trataremos o início do ciclo como quando o sangue chega a ambos os átrios através das veias cavas superior e inferior e pelas veias pulmonares. Antes da contração atrial, 70% desse sangue irá passivamente ao ventrículo correspondente, puramente pela ação da gravi- dade. Assim, ocorre a contração atrial e o restante do sangue é empurrado do átrio para os ventrículos. Falando- se agora em ventrículos, no início do seu processo de contração, sua pressão interna sobe rapidamente, de modo que ocorrerá o fe- chamento das valvas atrioventriculares. A ques- tão é que para haver liberação de sangue ven- tricular, deverá ser gerada uma pressão ventri- cular maior que a pressão exercida pelo sangue contido nas artérias pulmonar e aorta. Ou seja, no início da contração ventricular não existe ejeção de sangue porque as valvas semi- lunares (entre artérias e ventrículos) ainda não se abriram. É por isso que esse processo recebe o nome de contração isovolumétrica, já que não há alteração no volume de sangue dentro dos ventrículos. Com o aumento da pressão ventricular, no en- tanto, há a abertura das valvas semilunares, ge- rando o transporte de sangue dos ventrículos para as grandes artérias. Conforme o sangue vai sendo ejetado das cavidades ventriculares, a pressão desse ambiente irá diminuir, ficando in- ferior à das grandes artérias, fechando as valvas semilunares. A esse processo se dá o nome de relaxamento isovolumétrico, já que mesmo com o relaxa- mento da musculatura ventricular, não haverá, a princípio, alteração no volume de sangue do seu interior. Prosseguindo, com a diminuição crescente de pressão nos ventrículos, a pressão dessas regi- ões se tornará menor que a dos átrios, fazendo com o que haja a abertura das valvas AV e 70% do sangue escorra passivamente. Os barulhos escutados feitos pelo coração são chamados de bulhas cardíacas e acontecem por- que o fechamento das valvas do coração produz som. O primeiro tum do tum-dum é devido ao fechamento das valvas atrioventriculares e o se- gundo é pelo fechamento das valvas semilunares. Volume Cardíaco: A quantidade de sangue bombeado por um ven- trículo durante uma contração é chamada de vo- lume sistólico. Ele é medido em ml por batimento e é calculado da seguinte forma: VDF – VSF = volume sistólico Interpretando- se essa subtração, lê- se o vo- lume diastólico final menos o volume sistólico final é igual ao volume sistólico. Em outras palavras, o volume sanguíneo antes da contração menos volume sanguíneo após a contração é igual ao volume distribuído aos tecidos (volume sistólico). Já o débito cardíaco refere- se ao volume san- guíneo ejetado pelo ventrículo esquerdo em um determinado período de tempo. Ele pode ser ob- tido multiplicando- se a frequência cardíaca pelo volume sistólico. Sistema nervoso: A frequência cardíaca é iniciada pelas células au- toexcitáveis do nó sinoatrial, porém, ela é modu- lada por estímulos neurais e hormonais. O controle parassimpático é feito reduzindo- se a frequência cardíaca, uma vez que a acetilcolina liberada pela via neuronal ativa os receptores muscarínicos que influenciam os canais de K+ e Ca2+ nas células marca passo. É importante lembrar que é a saída de K+ e a subsequente entrada de Ca2+ que levarão o po- tencial até o limiar de disparo. A ação parassimpática aumenta a permeabilidade para o K+, e isso vai gerar uma hiperpolarização da célula, de modo que o potencial de ação irá iniciar em um valor mais negativo. Isso fará com que esse potencial demore mais tempo para atingir o limiar, diminuindo, portanto, a frequência cardíaca.. Ao mesmo tempo, a permeabilidade para os íons Ca2+ irá reduzir pela influência do sistema ner- voso parassimpático, retardando a taxa em que o potencial marcapasso despolariza. A combina- ção dos dois efeitos exige mais tempo para que o sistema alcance o limiar de disparo Falando agora do sistema nervoso autônomo simpático, o que vai ocorrer é a liberação de catecolaminas noradrenalina (dos neurônios sim- páticos) e adrenalina (da medula da glândula su- prarrenal) em receptores beta. Tais processos aumentam o fluxo iônico através dos canais If e de Ca 2+. Ou seja, aquele canal if que era per- meável tanto ao sódio quanto ao potássio, vai ficar ainda mais permeável *é importante lembrar, que pelo fato da célula estar atuando em um potencial de membrana negativo (parte de dentro mais negativa), as car- gas positivas vão mais entrar (Na2+) do que sair (K+).. Assim, com o aumento do fluxo dessas cargas, a despolarização vai ocorrer mais rapidamente. Isso, associado ao maior influxo de cálcio, fará com o que a célula alcance o limiar mais rapida- mente e, por consequência, aumente a frequên- cia cardíaca. OBS: Quando se inibe ambas as vias autônomas do coração, a frequência de despolarização es- pontânea do nó sinoatrial será mantida entre 90 e 100 bpm.. Um aumento na frequência cardíaca pode ser alcançado de duas formas. Ou se reduz a ativi- dade parassimpática, ou estimula- se com uma via simpática. Fisiologia de Frank- Starling Á medida que os ventrículos vão se enchendo, os músculos cardíacos vão sofrer um estira- mento passivo, de modo que, quanto mais cheioo ventrículo, maior vai ser a disposição muscular de voltar para o estado inicial, aumentando po- tencialmente a força de contração. Além disso, com esse preenchimento, haverá uma elevação da sensibilidade das células contrá- teis aos íons de cálcio, à medida que o músculo é estirado pelo conteúdo ventricular. O cálcio é essencial para o processo de contração muscular e seu aumento gera uma maior força potencial de contração. Por fim, além dos dois critérios citados, pode- se citar um último: com o estiramento das fibras musculares, o espaçamento entre os filamentos grossos e finos de miosina e actina irá diminuir. Isso ampliará o sítio de contado entre essas duas estruturas, de modo que possam interagir mais fortemente e realizar uma contração mais efici- ente. Resumo feito por Erick Leonardo, graduando em medi- cina pela Universidade Federal de Sergipe. IG: ericklsmd Referências: Fisiologia Humana, uma Abordagem Inte- grada. 7° edição. Dee Unglaub Silverthorn
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