Biofísica da Hemodinâmica

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MEDICINA IX DE JULHO - SÃO BERNARDO DO CAMPO
MALU DROSGHIC
MARIADROSGHIC@UNI9.EDU.BR
Biofísica da Hemodinâmica
24.08.2021 - terça-feira
O SISTEMA
CARDIOVASCULAR
O sistema cardiovascular é o sistema responsável por transportar O2, nutrientes, substâncias
sinalizadoras, células de defesa e hormônios para os tecidos do corpo, bem como transportar os
subprodutos resultantes do metabolismo celular para órgãos os quais irão excretá-los;
COMPONENTES DO
SISTEMA
CARDIOVASCULAR
Coração: bomba dupla que ejeta sangue para os tecidos e pulmões, bem como faz sua sucção
destes; 
Vasos sanguíneos: 
Artérias - artérias elásticas/artérias musculares/arteríolas - vasos eferentes que transportam o
sangue dos ventrículos cardíacos em direção a outros tecidos;
Veias - veias de grande calibre/veias de pequeno e médio calibres/vênulas - vasos deferentes
que transportam o sangue dos tecidos em direção aos átrios do coração;
Capilares - contínuos/fenestrados/sinusóides - vasos de menor calibre no qual ocorrem as
trocas gasosas;
Sangue: um tipo especial de tecido conjuntivo líquido formado por um conjunto variado de célula
com funções de transporte de gases, defesa do organismo, dentre outros. As células flutuam num
líquido rico em glicose, sais minerais, aminoácidos livres, lipoproteínas e proteínas osmoticamente
ativas.
PRESSÃO ARTERIAL
É a pressão exercida pelo sangue na parede das grandes artérias, podendo ser calculada por meio
de: 
DINÂMICA DOS FLUÍDOS
Hidrodinâmica - é o estudo dos líquidos em movimento;
Hemodinâmica - é o estudo do movimento do sangue através dos vasos sanguíneos do corpo
humano;
PA = DC x RVP
PA - Pressão arterial
DC - Débito cardíaco
RVP - Resistência vascular
periférica
VELOCIDADE DE FLUXO
A velocidade do fluxo em hemodinâmica é deslocamento de sangue num determinado espaço de
tempo;
A velocidade de fluxo é inversamente proporcional à área de secção transversal de um vaso;
Um exemplo hidrodinâmico que ilustra bem isso é o fluxo de sangue através de um rio;
↓ Velocidade
↑ Área
↑ Velocidade
↓ Área
A velocidade pode ser calculada como: 
Da mesma forma, Q (taxa de fluxo) pode ser calculado como:
A taxa de fluxo não deve ser confundida com a velocidade do fluxo, pois a taxa de fluxo é a
quantidade de sangue nos vasos sanguíneos, e a velocidade de fluxo é a velocidade com qual esse
sangue flui;
Além disso, o fluxo pode ser considerado sinônimo do DC;
VELOCIDADE DE FLUXO
NOS DIFERENTES VASOS
Apesar de serem mais calibrosas, as
artérias elásticas e musculares, em
conjunto com as veias de grande, médio e
pequeno calibre ao terem suas áreas de
corte somadas correspondem a uma
pequena fração da área total das arteríolas,
vênulas e capilares sanguíneos;
Portanto, apesar de serem os vasos menos
calibrosos, os capilares possuem uma
grande área de secção;
Sendo assim, a velocidade é menor nos
vasos microscópicos (artérias, capilares,
vênulas) e maior nos vasos macroscópicos
(artérias e veias);
Isso é muito bom para os capilares, pois
como eles precisam trocar substâncias com
o interstício e suas células, sua lenta
velocidade de fluxo a difusão e transporte
delas.
v = Q/A
v - Velocidade
Q - Taxa de fluxo
A - Área de corte
transversal
Q = v x A
POR QUE O SANGUE FLUI?
A ideia de que o sangue flui simplesmente "para
irrigar os tecidos com oxigênio e nutrientes" é uma
ideia muito limitada;
O sangue flui por um gradiente de pressão:
A pressão é gerada pelo contração do miocárdio;
Os vasos que estão mais próximos do coração
possuem uma pressão mais elevada, e os que
estão mais distantes dele possuem uma pressão
mais baixa;
O sangue flui para fora do coração (a região
de pressão mais alta) para o circuito fechado
de vasos sanguíneos (uma região de menor
pressão);
Conforme o sangue se move pelo sistema, a
pressão diminui, devido ao atrito entre o
sangue e a parede dos vasos sanguíneos.
De uma zona de alta pressão - Uma zona de baixa
pressão
 (Vasos eferentes) - (Vasos deferentes)
Apesar disso, as artérias (mesmo as que se
encontram distantes do coração) conseguem
manter uma pressão estável;
Isso ocorre porque as artérias elásticas de
grande calibre, como o nome sugere, possuem
um conjunto de feixes elásticos na sua túnica
média;
As fibras elásticas aumentam a
dispensabilidade, tornando esses vasos
mais complacentes;
Esse capacidade das grandes artérias em
se expandir quando recebem o volume de
ejeção durante a sístole ventrícular, e
depois retornar ao seu estado original pelo
recolhimento durante a diástole, converte
a ejeção intermitente do sangue pelo
coração em fluxo contínuo pelos vasos
mais distais.
A complacência ou capacitância do vaso sanguíneo descreve o volume de sangue que o vaso pode
conter sob determinada pressão;
A complacência está relacionada à distensibilidade;
A complacência da aorta é um dos principais determinantes, juntamente com o volume sistólico, da
pressão de pulso;
Conforme as artérias vão envelhecendo, elas se tornam menos complacentes, o que faz com que
ocorram variações de pressão maiores do que as que ocorrem numa situação normal;
A baixa complacência dos vasos causa um aumento da pressão transmural quando o volume de
sangue do vaso é aumentado (pressão do "tecido" intravascular contra extravascular);
COMPLACÊNCIA
C = V/P
C - Complacência
(mL/mmHg);
V - Volume (mL);
P - Pressão (mmHg)
A pressão está sempre variando entre a pressão máxima (sistólica) e a pressão mínima (diastólica);
A pressão sistólica normal em repouso deve ser igual a 120 mmHg;
Essa pressão ocorre durante a sístole ventricular;
Dura 1/m do ciclo cardíaco;
A pressão diastólica normal é de 80 mmHg;
Essa pressão ocorre durante a diástole atrial e ventricular;
Dura 2/3 do ciclo cardíaco;
Pressão diastólica média - 93 mmHg em repouso;
A PAS e a PAD podem ser auscultadas via um manômetro;
Os fatores que alteram a pressão incluem:
Complacência, como ja foi estipulado;
Viscosidade do sangue;
Velocidade do fluxo sanguíneo.
PRESSÃO ARTERIAL
PAM = (PAS - PAD)/3 + PAD
PAM - Pres. diastólica
média;
PAS - Pres. arterial sistólica;
PAD - Pres. arterial
diastólica
FATORES QUE AFETAM O
FLUXO SANGUÍNEO
O fluxo sanguíneo é diretamente proporcional à diferença de pressão sistólica e diastólica, ou seja, o
fluxo é diretamente proporcional ao gradiente de pressão;
Ex: Um paciente X apresenta uma PAS de 160 mmHg e uma PAD de 60 mmHg. Já um paciente Y 
 apresenta uma pAS de 260 mmHg e uma PAD de 160 mmHg. Qual dos dois pacientes apresenta
um maior fluxo sanguineo? Ambos os pacientes apresentam o mesmo fluxo sanguíneo, pois a
diferença entre as pressões sistólica e diastólica de ambos é de 100 mmHg;
Portanto:
O fluxo é inversamente proporcional à resistência;
Já a resistência é inversamente proporcional ao raio do tubo, ou seja, se o raio aumenta a
resistência diminui e se o raio diminui, a resistência aumenta;
Diferença de pressão ↓ - Fluxo ↓
Diferença de pressão ↑ - Fluxo ↑
FATORES QUE AFETAM A
RESISTÊNCIA
A resistência é diretamente proporcional à viscosidade do sangue;
Normalmente a viscosidade do sangue é 3x maior do que a da água;
A viscosidade do sangue é determinada principalmente pelo hematócrito (porcentagem do
volume total do sangue formado pelos eritrócitos);
Em situação de normalidade, esse valor é igual a 40;
Alguns fatores que alteram o hematócrito são:
Anemia;
Atividade física (eritropoietina);
Altitude;
Desidratação;
Excesso de íons no plasma;
A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do vaso sanguíneo;
Vaso mais longo - maior resistência;
Isso ocorre porque há maior atrito entre o sangue e a parede do vaso;
A resistência é inversamente proporcional ao raio do vaso sanguíneo;
O raio é o fator de MAIOR IMPORTÂNCIA na resistência;
Equação de Poisuelle (RAIO ELEVADO À 4° POTÊNCIA)
Isso ocorre pelo fato do raio ser diretamente proporcional à condutância;
Quanto mais distante da parede do vaso, maior será a velocidade do fluxo
O fluxo sanguíneo é: 
Diretamente proporcional é:
Diretamente proporcional ao diâmetrodo vaso;
Diretamente proporcional à densidade do sangue;
Inversamente proporcional à viscosidade sanguínea;
Existem duas formas de fluxo: 
Fluxo laminar - oferece baixa resistência;
Fluxo turbulento - oferece resistência alta;
O fluxo é determinado pela equação de Reynolds;
Re = VDp/n 
Re > 200 e >400 - ocorre fluxo turbulento em alguns ramos dos vasos que se extingue em suas
porções mais lisas;
Re > 2000 - gera turbulência mesmo em vasos retos e lisos;
O fluxo se torna turbulento nas seguintes situações:
Quando a velocidade do fluxo sanguíneo é muito elevada;
Quando o sangue passa por obstrução no vaso, por ângulo fechado ou por superfície áspera;
Nos vasos de maior calobre:
Aa. pulmonares;
Aorta;
Nos vasos de grande calibre isso ocorre por conta de:
O número de Reynolds nas porções proximais da aorta e da artéria pulmonar pode
chegar a muitos milhares durante a fase rápida de ejeção dos ventrículos; aumento da
turbulência;
Alta velocidade de fluxo sanguíneo;
Natureza pulsátil do fluxo;
Alteração súbita do diâmetro do vaso, que mesmo em seu menor valor já
demasiadamente elevado;
TIPOS DE FLUXO
Quando vasos sanguíneos estão dispostos de forma paralela,a resistência combinada dos vasos é
calculada por:
Já quando eles estão dispostos em série (como ocorre no organismo todo), a resistência total é
calculada por: 
Portanto, as associações de vasos em série possuem uma Rtotal muito menor do que as associações
em paralelo;
Sendo assim, a amputação de um membro ou remoção de um órgão remove um circuito paralelo,
diminuindo a condutância e fazendo com que a RVP aumente.
RVP E RVPULMONAR
O fluxo sanguíneo (DC) é de aproximadamente 100 mL/s;
A diferença de pressão entre as artérias e veias é de cerca de 100 mmHg, portanto, a resistência
de toda a circulação sistêmica, chamada de RVP, é de aproximadamente 100/100, ou 1 unidade
de resistência periférica (URP);
Vasos em constrição - 4 URP;
Vasos em dilatação - 0,2 URP;
RVPulmonar total - 0,14 URP
RESITENCIA EM SÉRIE E
EM PARALELO
Rtotal = R1 + R2 + R3...
Rtotal = (R1xR2)/(R1+R2)