Aula 1 – Fisiologia Cardiovascular

D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 1

Aula 1 – Fisiologia Cardiovascular A circulação mantém a renovação do meio interno. � Fluxo sanguíneo: - não é homogêneo no corpo interno - varia conforme a taxa metabólica do órgão - dependendo da situação, deve ser ajustado � Capilares: - Tipos de vaso que faz as trocas de substâncias com as células. - São:

• Numerosos • Formam uma rede • Diminui a espessura • Aumenta a área • Diminui a velocidade de fluxo

- Não possuem músculo liso, apenas endotélio e membrana basal � Artéria e arteríolas: - Possui alta resistência (aumenta contração – aumenta resistência) - Possui uma camada de músculo liso � Vênulas e veias: - São vasos de capacitância - Possuem baixa resistência

PaO2: 96mmHg

PaCO2: 40 mmHg

PvO2: 40mmHg PvCO2: 45mmHg

• Justifica o sentido do fluxo de sangue e a nutrição dos tecidos, onde o sangue vai de maior pressão para menor pressão

• Pa Média = 104 mmHg • Pv Média = 4mmHg • Pressão no final da veia cava = Zero • Pressão no átrio direito = zero

� Gradiente de pressão: (= 100mmHg) (Fluxo) F = delta P (gradiente de pressão)/R (resistência) - Resistência pode ser alterada com constricção ou dilatação - Quanto maior a contração = maior resistência


- Nos diferentes órgãos o delta P é o mesmo, o que altera é a resistência OBS: O sangue só passa do sistema venoso (diminui P) para o sistema arterial (aumenta P) devido a uma bomba (coração) � Débito cardíaco: - Quantidade de sangue que a aorta recebe por minuto - No adulto em repouso, aproximadamente 5L - Pode variar fisio ou patologicamente � Retorno Venoso: - Quantidade de sangue que chega ao Atrio direito pelas veias cavas por minuto (aproximadamente 5L) Pressão arterial pulmonar = 15mmHg Pressão venosa pulmonar = 5 mmHg Obs: fluxo pulmonar é igual ao fluxo sistêmico, pois a resistência pulmonar é 10 vezes menor (devido ao comprimento e disposição dos vasos) � Fluxo pulmonar: - Possui baixo delta P e baixa resistência (pequena circulação). - Obs: baixa resistência indica que o vaso é mais dilatado � Retorno venoso: - é bombeado pelo coração - RV (retorno venoso) = DC (débito cardíaco) - é a variável controlada (não altera) - Em insuficiência cardíaca o DC< RV

DC = FC x DS DC: débito cardíaco FC: freqüência cardíaca. Quantidade de sístole (contração) por minuto DS: débito sistólico. Quantidade de sangue que o ventrículo esquerdo ejeta na aorta a cada sístole. - Quanto mais eficiente o bombeamento do coração (DS) menor a FC (aumenta DS � diminui FC) - Idoso: aumenta FC e diminui DS - Atleta: diminui FC e aumenta DS - DS reflete a contratibilidade do coração

Geometria Arterial

Geometria Venosa

Capilares Sistêmicos

Capilares Pulmonares

Delta P = 10mmHg


Fisiologia cardiovascular 1ª aula Cada uma das células que constituem o nosso corpo, se estiverem em condições ideais de funcionamento, com nutrientes necessários para sobreviverem. Essas células aproveitam os nutrientes que estão dentro delas, então para qualquer substância ser aproveitada metabolicamente ela tem que estar no líquido intracelular; ali tem que estar o O2 para o metabolismo aeróbico, a glicose, os ácidos graxos, os aminoácidos (produção de proteínas). Porém essas células perdem os nutrientes para o meio extracelular, que na verdade o meio que a célula tem contato direto é o meio intersticial (que é o meio interno oxigenado) com o qual a célula exerce uma relação direta de troca entre as substâncias. Apesar de quantitativamente o líquido intracelular ser o mais volumoso e o interstiticial ser o segundo mais volumoso, o líquido mais importante, do ponto de vista fisiológico, é o líquido que possui menor volume que está no meio intravascular. Ele é o mais importante pois é o que circula e promove a renovação do meio interno (os outros líquidos estão parados dentro de uma célula ou no interstício) e mantém as condições ideais desse meio. Ex: Quando a célula usa o oxigênio que vêm do meio ela produz CO2. Se nesse meio não houvesse circulação depois de um tempo esse meio, que no momento é ideal, não seria mais ideal. Ele estaria pobre em O2 que a célula está usando e rico em CO2 que a célula ta produzindo. Por isso tem que começar a modificar esse meio para mantê-lo ideal. É o sistema sanguíneo que vai garantir a constante chegada de O2 e glicose e a constate de remoção, do meio interno, das excretas celulares (CO2, ácido láctico), ou seja, de tudo aquilo que a célula não precisa mais para o seu funcionamento. Então o meio intravascular, como ele circula, ele acaba sendo fundamental para TODA A MANUTENÇÃO da constância do meio interno, ou seja, ele é essencial para a manutenção da homeostasia. Por exemplo, se fosse interrompido o fluxo sanguíneo para essa célula, ela iria ficar num meio hostil para seu funcionamento, um meio rico em CO2, pobre em O2, levando a sua morte. O objetivo central da fisiologia cardiovascular é manter o fluxo sanguíneo adequando para a nutrição tecidual. Dependo do tipo de célula, se é mais metabolicamente ativa, por exemplo, ela vai precisar de um fluxo sanguíneo maior, por outro lado se essa célula é metabolicamente menos ativa vai precisar de um fluxo sanguíneo menor. Portanto o organismo tem que ter a capacidade não só de produzir um fluxo sanguíneo, mas também de ter uma sensibilidade de regular esse fluxo sanguíneo para que não haja isquemia, que seria a desproporção entre a oferta e a demanda de nutrientes de uma célula. Os vasos sanguíneos são elementos fundamentais da estrutura cardiovascular, e esses vasos sanguíneos se organizam em vasos sanguíneos arteriais, ou seja, um território arterial. Esse território arterial é constituído de artérias, e na circulação sistêmica ou grande circulação, essa artéria começa com a artéria aorta. A artéria aorta é a artéria “mãe” de todas as outras artérias da grande circulação, que vai para todo o organismo. Essas artérias vão se direcionando a seus órgãos, como a artéria hepática, artérias que vão para determinados grupos musculares, art. Renal, art. Carótidas que vão levar irrigação para o SNC, as coronárias que vão nutrir o próprio coração, enfim, as artérias ao entrarem nos órgãos que pretendem ir a irrigar, elas vão logo se bifurcando em artérias menores, as arteríolas, e dessas arteríolas nós vamos ter o termino da estrutura arterial. Então a estrutura arterial é composta por: artérias e arteríolas (de calibre menor). No sistema cardiovascular a artéria e a arteríola são consideradas vasos de resistência, pois as paredes das artérias e arteríolas são muito pouco distensíveis, então quando temos um determinado volume aplicado a esse vaso, a pressão nele vai ficar


muito alta, então é um vaso que gera pressão com muita facilidade, portanto qualquer aumento de volume ou qualquer volume dentro de um vaso arterial ou de um vaso arteriolar, como eles não possuem muita distensão, eles vão gerar uma grande pressão. Então é um vaso de resistência, com alta pressão. A pressão sanguínea no território arterial e arteriolar está aproximadamente 100mmHg, é um território de alta pressão. Artéria e arteríola não efetua troca com a célula, porque? Porque possuem paredes mais espessas (na arteríola a camada muscular é muito espessa). Consequentemente são vasos que tem que conduzir o sangue para os capilares sobre alta pressão, mas não tem difusão. Capilares: São vasos de baixa espessura (possuem espessura fina). São numerosos e formam uma rede de capilares que envolvem o tecido (micro circulação, circulação circular) Fazem a troca de substâncias com as células A parede individual de cada capilar apresenta uma baixa espessura, a grossa camada de músculo liso encontrada nas arteríolas se perde, nos capilares não há músculo liso. Portanto o capilar não faz vaso constrição/ dilatação pois não tem motricidade, não tem como contrair, nem relaxar pois não possui músculo. Ele é constituído apenas de células endoteliais com sua membrana basal. Isso faz com que essa baixa espessura confira também uma alta permeabilidade, onde efetivamente vai acontecer a nutrição tecidual (difusão de O2, glicose, nutrientes para a célula). Por outro lado, como são muito numerosos apresentam uma grande área (não o calibre individual de cada capilar, mas total): área de sessão transversa, que é a área capilar total que vai ser ocupada. Graças a isso a velocidade do fluxo decai quando se está chegando ao nível dos capilares. Observando todas essas características, percebemos que os capilares representam um segmento vascular apropriado para que haja o processo de difusão (velocidade mais lenta, área muito grande, permeabilidade muito alta, espessura da parece é pequena); Então é aí, ao nível dos capilares, que a célula tem a oportunidade de executar trocas com a corrente sanguínea. Então, manter o fluxo sanguíneo adequado a nutrição tecidual, o que ta interessando é o fluxo sanguíneo que está entrando na rede de capilares. Dessa forma é possível entender o porque da arteríola vir antes do capilar. Essa arteríola tem uma grossa camada de músculo liso que serve, através do seu mecanismo de vasoconstricção (diminui fluxo) ou vasodilatação (aumenta fluxo) para controlar o fluxo sanguineo que vai irrigar cada órgão. O grau de vasoconstricção ou vasodilatação que a arteríola vai apresentar vai conferir a resistência à passagem do fluxo, de forma que a resistência for muito alta o fluxo não consegue passar, ele vai procurar outros caminhos, mas se a resistência for baixa onde arteríola encontra-se dilatada, ele vai passar por esses capilares. Em muitos tecidos essas estruturas ateriolares organizam-se formando uma estrutura concêntrica de músculo liso tão espessa que chamamos de esfíncteres pré-capilares (o esfíncter capilar é exatamente o músculo liso encontrado na arteríola) que funciona fechando e abrindo. Quando ele fecha ele interrompe ou diminui o fluxo sanguíneo e quando abre, ele aumenta o fluxo sanguíneo, ou seja é o grau de vaso constricçao ou vaso dilatação que a arteríola vai ter. Ao passar pelos capilares, o sangue passa da artéria para as arteríolas e os capilares, o fluxo é unidirecional, ele não vai da vênula para o capilar. Dos capilares o sangue vai para a vênula e dessa para as veias, agora então: Território venoso. Território venoso: constituído pela veia e vênulas. A veia diferentemente da artéria possui maior distensão, e portanto menor pressão. Esse fluxo unidirecional que vai do território arterial para os capilares e dos capilares para o território venoso, possui uma força propulsora que faz com que o sangue vá nessa direção. Que força é essa? A força


propulsora do sangue é a diferença de pressão, o gradiente de pressão. O sangue vai sempre fluir da área de maior pressão para área de menor pressão. Portanto o fluxo sanguíneo é diretamente proporcional a um gradiente de pressão e ele é inversamente proporcional a uma resistência. Quanto maior for a diferença de pressão, maior vai ser o fluxo sanguíneo que vai ser impulsionado por essa circulação. Quando há uma queda na pressão arterial, paciente chocado, perdeu sangue = ta diminuindo a pressão, se ta diminuindo a pressão ta diminuindo o gradiente de pressão e obviamente está diminuindo o fluxo sanguíneo que ta passando pela circulação. Esse fluxo que vai nutrir as células, por isso é importante manter uma pressão adequando dentro do território arterial. Quando o sangue está passando na circulação sistêmica (na grande circulação), quando ta passando pelo território arterial, ta vindo da artéria, arteríola, ele é chamado de sangue arterial. O sangue arterial é rico em nutrientes, principalmente o O2, então a concentração de O2 no sangue arterial é de 96mmHg. PaO2: 96mmHg é a pressão parcial de O2 (= concentração de O2), o “a” significa que se fez essa medida no sangue arterial, ou seja foi colhida amostra sanguínea na artéria, tem que se fazer uma punção arterial. No sangue arterial também tem uma paCO2 de 40mmHg. Esses valores dos gases que temos no sangue arterial é chamado de gasometria arterial (Medida dos gases no sangue arterial). A paO2 é maior do que a paCO2 (rico em O2 e pobre em CO2), característica do sangue que serve para nutrir a célula, portanto ele esta no território arterial. O que acontece com esse sangue ao passar pelos capilares? O CO2 vai aumentar, pois a célula está produzindo esse CO2 e começa a jogá-lo na corrente sanguínea, e o O2 vai diminuir pois está sendo deixado na célula, ele sai do capilar e vai para a célula para que ela possa usar esse O2 aerobicamente, fazer o metabolismo aeróbico (ciclo de Krebs, fosforilação oxidativa) para a produção de ATP. A célula está gastando O2 e produzindo CO2, então o CO2 migra no sentido inverso, e vai para a corrente sanguinea. A medida que o sangue está fluindo pelos capilares, ele está moldando a gasometria do sangue. Ao medir a veia, a pvCO2 e a pvO2 (pressão parcial de O2 no sangue venoso), que são as medidas só que agora do território venoso. No sangue venoso o O2 que estava em 96mmHg passa para 40mmHg, há uma queda da concentração de O2, quando compara a concentração de O2 antes de entrar no capilar e depois de sair do capilar, mostrando que o O2 foi deixado na célula. Por outro lado o CO2 que estava em 40mmHg, ele vai para 45mmHg, há um aumento da concentração de CO2. Esse sangue agora que é recolhido para o território venoso não serve para mais nada, pois tem pouco O2 e muito CO2, o sangue não está útil para ser reutilizado. Relembrando que nessa área a pressão vai diminuindo. (A pressão mais alta encontrada é a pressão da aorta). O sangue vai seguindo seu percurso até alcançar a veia cava onde a pressão é quase zero, então o sangue vem perdendo pressão ao longo do território vascular. A veia cava tem o sangue sobre baixíssima pressão que não conseguiria passar da veia para a artéria novamente para terminar o fluxo, pois não é possível passar de uma área de menor pressão para uma de maior. Mesmo que esse sangue conseguisse passar para o território arterial, ele não estaria pronto qualitativamente porque é um sangue que já foi utilizado pelo organismo e tem uma gasometria insatisfatória. Quem vai resolver o problema da pressão? O coração, pois ele é uma bomba, e essa bomba precisa ter uma pressão zero para recolher esse sangue de baixa pressão que vem da veia. Ele recolhe esse sangue e tem que fazer uma geração de pressão para poder bombear esse sangue novamente para o território arterial. O coração tem as cavidades atriais que são as cavidades de recebimento de sangue, o sangue vem pelas veias cavas sobre uma pressão de quase zero e o átrio direito recebe sangue com uma pressão muito baixa para fazer o gradiente de pressão para o sangue poder retornar ao coração. Por


outro lado quando ele passa esse sangue para as cavidades ventriculares, elas vão gerar pressão para poder bombear o sangue para as artérias receptivas. E quanto ao problema de gasometria? O sangue venoso antes de ir para a aorta, ele vai ter que passar outra circulação onde ele será oxigenado, onde a gasometria passará de venosa para arterial de novo. Onde isso ocorre? Nos pulmões, tanto nos alvéolos pulmonares, através do processo de respiração, onde haverá a entrega do O2 para a corrente sanguínea e a excreção do CO2. Obs: átrio direito: sangue venoso, ventrículo direito: sangue venoso O ventrículo direito se liga a artéria pulmonar, que carrega sangue venoso. Ao chegar nos capilares pulmonares, vai ocorrer a perda de CO2 e ganho de O2 (hematose), porque esses capilares não se encontram justapostos a células que gastam, mas estão justapostos aos alvéolos que tem ar atmosférico, que possui uma composição rica em O2 e pobre em CO2. Então saindo dos capilares pulmonares, ele é um sangue que a gasometria já foi trocada: - Capilares sistêmicos: ganho de CO2 e perda de O2 - Capilares pulmonares: perda de CO2 e ganho de O2 (hematose) O sangue agora arterial novamente vai passar pela veia pulmonar, caindo no átrio e após no ventrículo esquerdo e vai novamente para a grande circulação/ circulação sistêmica, refazer todo o ciclo analisado. O volume de sangue que passa na grande circulação por minuto, por exemplo o sangue que a artéria aorta está oferecendo para todas as redes vasculares ligadas a ela como: as coronárias, as carótidas, as artérias esplâncinicas que irrigam as vísceras abdominais, renal, hepática, enfim todas as artérias vão originar direta ou indiretamente da artéria aorta, então qual é o fluxo sanguíneo que se tem na aorta?Analisando uma pessoa de 70kg em condições normais, o fluxo sanguíneo, o volume de sangue, é de 5.000ml/ min. 5 L de sangue aproximadamente por minuto, são oferecidos a artéria aorta para que ela possa dividir esse sangue entre os leitos vasculares aos quais ela dá origem. Essa

quantidade de sangue que é ejetada na artéria aorta a cada minuto é chamado de débito cardíaco. Esse debito cardíaco agora é oferecido para os órgãos na dependência da facilidade ou dificuldade que ele vai encontrar nos leitos vasculares para ele poder fluir. Ele pode encontrar mais facilidade de ir para um determinado órgão onde as arteríolas estão mais abertas, mais dilatadas, e menos em outros órgãos, então há vários fatores que vão determinar esse fluxo sanguíneo na hora da divisão desse fluxo sanguíneo. São as resistência de cada micro circulação que vão determinar o volume de sangue que vai passar por cada leito vascular. Essa decisão passa por vários fatores que vão influenciar porque um órgão ganha mais sangue do que outro. Um desses fatores é a massa, ou seja o número de células que é preciso irrigar. Por exemplo, o músculo esquelético tem uma grande massa, o coração tem uma massa menor. A massa vai se relacionar ao gasto energético total do órgão não pelo o que cada célula está gastando individualmente, mas elas juntas. Outro fator que decide é o gasto energético de cada célula, o que se chama de índice metabólico do tecido, exemplo: o coração tem um gasto metabólico enorme, pois ele não descansa, bombeia sangue o tempo todo, já o músculo esquelético tem momentos onde o exercício é maior e outros onde é menor. E outro fator que decide a quantidade de sangue é a função do órgão, por exemplo o rim, ele não é um órgão tão metabolicamente ativo, ele não pesa muito, porém ele tem um fluxo sanguíneo alto, ¼ desse débito cardíaco vai para o rim por causa da função dele. O rim não vai usar esse sangue para ele, ele vai filtrar, vai eliminar mais/menos água, mais/menos potássio, ele vai controlar o sangue. Esse débito cardíaco é ejetado na aorta, e vai para as circulações especiais, e essa decisão de quanto vai para um e quanto


vai para a outra vai ser decidido de acordo com essas variáveis acima (massa, índice metabólico do tecido e função do órgão), o sistema se ajusta para o fluxo acontecer. O sangue agora, não mais arterial, transformado em venoso ele vai para as vênulas e de lá para a veia cava, quando esse sangue está voltando para o coração, ele muda de nome, ele se chama retorno venoso. Então, o retorno venoso é o volume de sangue que retorna ao coração a cada minuto. Então o débito cardíaco refere-se a quando ele está indo para nutrir as células, quando ele volta para o coração é chamado de retorno venoso. Qual é o gradiente de pressão que está impulsionando o sangue na grande circulação? O sangue na circulação sistêmica ele está se deslocando do território arterial sistêmico onde a pressão está em 104mmHg e está indo para o território venoso sistêmico onde a pressão sanguínea na veia é em torno de 4mmHg, então qual é o gradiente de pressão? 104 – 4 que vai dar 100. Então todo fluxo sanguíneo na grande circulação se faz com uma grande força propulsora equivalente a 100mmHg, que é a diferença de pressão entre a pressão no território arterial menos a pressão no território venoso (resultando na força propulsora). Na circulação pulmonar ou pequena circulação (pequena porque só vai ao pulmão e pelo pulmão estar perto do coração) a pressão é menor. A pressão média na aorta, no território arterial, está em 104mmHg e na artéria pulmonar a pressão é de 15mmHg. Então a artéria pulmonar, o território arterial pulmonar, possui uma pressão menor. No território venoso pulmonar a pressão média é de 5mmHg, então o sangue vai de uma área de maior pressão, que é a artéria, para uma de menor pressão, então na circulação pulmonar também há um gradiente. Se não houver um gradiente, não há fluxo, pois ele é impulsionado pelo gradiente. Na circulação pulmonar, ele vale 10mmHg (15-5) e na circulação sistêmica ele valia 100mmHg. Então a força propulsora do sangue para a

pequena circulação é 10 vezes menor do que a força propulsora do sangue na grande circulação. Na hora que vai se comparar o fluxo sanguíneo que vai passar na pequena circulação e o que vai passar na grande circulação, vai haver alguma diferença? Lembrando que o fluxo sanguineo é diretamente proporcional ao gradiente de pressão, suporíamos que o fluxo sanguíneo pulmonar seria 10 vezes menor do que o fluxo que está passando pela grande circulação, porém isso não ocorre. O pulmão, apesar da pressão ser 10 vezes menor, mantém o mesmo fluxo pois tem uma resistência menor, facilitando o fluxo. Conclusão: a circulação pulmonar, quando comparada com a sistêmica é bem diferente: os vasos são menores, tem menor comprimento, eles só vão para o pulmão, o sangue de chegada é venoso e o de saída é arterial, a pressão arterial é bem menor, o gradiente de pressão é menor, a resistência é bem menor, porém o fluxo sanguíneo é igual, para que todo o sangue que foi usado tenha a oportunidade de rearterializar de sofrer uma mudança na gasometria para que ele possa voltar para o átrio esquerdo e possa ser rebombeado. O valor equivalente a 5L está passando por um circuito fechado, e em condições basais ele vale 5000ml/min, então 5000 é o débito cardíaco e é o retorno venoso, porém em alguns momentos esse débito cardíaco pode sofrer algumas alterações, ele pode aumentar. Um atleta correndo uma maratona ele pode chegar a um débito cardíaco de até 35L por minutos. Quem decide o aumento do débito cardíaco? O coração não pode bombear o sangue que não recebeu, ele não é uma bomba de armazenamento, é uma bomba propulsora, então todo processo decisório reside sobre o retorno venoso, ele é a variável controlada, ele é quem varia. O papel do coração é o de receber o retorno venoso e bombeá-lo para frente, não o armazena, ele converte toda forma de débito cardíaco no retorno venoso que ele está recebendo: se ele recebeu 5 L/min débito cardíaco de 5L, na verdade o débito cardíaco é igual ao retorno venoso. O coração eficiente é aquele que cumpre esse papel, que é de pegar o retorno venoso e bombeá-lo.


Quando o coração recebe 5L ele tem que bombear 5L, ao fazer seu trabalho de ejetar o débito cardíaco ele vai dividir em “prestações”, o número de prestações é chamado de freqüência cardíaca, que é o numero de batimentos que o coração vai fazer em 1 minuto. Então ele vai bombeando aos poucos, e o volume sanguíneo que ele ejeta em cada batimento é o débito sistólico e o débito cardíaco é o produto desses dois valores. O débito sistólico é o volume de sangue que o ventrículo esquerdo ejeta na aorta a cada sístole, e a freqüência cardíaca é o numero de sístoles que ele faz e o débito cardíaco é o valor que ele ejetou no final do minuto. O coração vai receber um retorno venoso e ele tem que bombear na forma de débito cardíaco, como ele vai fazer isso? Ele vai dividir o trabalho dele. Se ele tem que ejetar 5000 ml, ele vai fazer 1 sístole, ejeta 70mL naquela sístole, esse é o debito cardíaco? Não, porque o débito cardíaco é no minuto, esse é o débito sistólico, é o que ele ejetou em cada sístole, bombeou ejetou. Aí ele vai bombear mais 70mL resultando em 140 (os 70 da primeira sístole e os 70 da segunda) e assim por diante. Calcula-se: o quanto ele bombeia em cada sístole e multiplica-se pelo número de vezes que ele bombeia em 1 minuto, por exemplo, se ele ejetar 70mL em cada sístole e ele ejetar 72 vezes por minuto, multiplicando esse números vai dar o débito cardíaco (aproximadamente 5000L), ou seja o coração dividiu a tarefa, pois não tinha como fazer isso de uma vez só. Para isso ele precisou da integração de dois controles: um controle de freqüência e um de força. O controle de força vai dizer se ele é uma força eficaz, que ele pode bombear de uma vez um valor significativo, o coração tem que ser capaz de bombear um volume significativo a cada sístole para no minuto ele pode fazer um numero razoável de sístoles que consegue fazer o bombeamento de tudo que ele recebeu. É uma função integrada de fenômenos elétricos relacionados a freqüência, controle de potenciais de ação gerados no coração (força contrátil). Se é uma pessoa sem condicionamento físico, a freqüência cardíaca vai aumentar muito, com o tempo o debito sistólico melhora e a freqüência diminui. O coração vai se organizar em 4 cavidades: cavidades atriais (cavidades de recebimento de sangue, ou de baixa pressão) cujo funcionamento deve ter uma pressão muito baixa para receber o sangue (tanto o sangue veio da cava quanto do pulmonar), e cavidades ventriculares (ligadas a artérias pulmonar e aorta, território de alta pressão, então o ventrículo sempre vai ter sempre ter que fazer trabalho pra ejetar/bomba ejetora). O ventrículo direito ejeta contra uma pressão de 15 e o esquerdo contra uma pressão de 100, então o ventrículo esquerdo trabalha muito mais e isso se reflete em sua parede que é muito mais espessa, desenvolvida para ele poder fazer o trabalho dele. Tipo de celular no coração: constituído de células miocárdicas, e o miocárdio que se organiza no coração ele se divide em 2 tipos de miocárdio: miocárdio especializado e miocárdio contrátil atrial. - Miocárdio contrátil atrial (ou miocárdio mecânico): forma a parede do átrio, é aquele que vai fazer força, são células que formam uma massa significativa (células numerosas) e que vão fazer a sístole e a diástole, são as células contráteis, e essas células também tem na parede do ventrículo esquerdo (miocárdio contrátil ventricular, que também tem como função a sístole e a diástole). Então o coração é constituído de um músculo estriado cardíaco (miocárdio), formado de actina, miosina, troponina, organizada num sarcômero, e esse músculo tem papel de contrair (sístole) e relaxar (diástole). A propriedade encontrada no miocárdio atrial e no ventricular, que é a propriedade da contração é denominada inotropismo (relacionada a força contrátil do miocárdio contrátil, capacidade do miocárdio contrair o coração). Inotropismo positivo (aumenta inotropismo), inotropismo negativo (diminui inotropismo). A propriedade do relaxamento é denominada lusitropismo. O coração faz essas contrações e relaxamento para que ocorra o bombeamento do sangue, então tem


que ter a sístole atrial e sístole ventricular, a diástole atrial e a diástole ventricular, então a sístole e a diástole é a propriedade de bombeamento do sangue. O sangue é ejetado e o coração se enche de novo. Miocárdio contrátil tem excitabilidade, todo miocárdio é excitável, podem gerar potencial de ação, podem sofrer despolarização. O miocárdio contrátil se for ativado por um estímulo, ele gera uma PA e volta para o repouso, se um novo estimulo não acontecer, a célula continua em repouso, se receber um novo estímulo, gera outro PA. Não gera sozinha um potencial de ação, as células do miocárdio contrátil tem excitabilidade, mas dependem de um estimulo para se despolarizarem, elas não tem automatismo, não tem capacidade de se ativarem sozinha. Já o miocárdio especializado, as células ao invés de ficarem no repouso esperando que ocorra um estimulo para ativá-las, elas sozinhas são capazes de gerar correntes despolarizantes, independentes de qualquer despolarização, de qualquer estimulo, elas se despolarizam automaticamente, todo miocárdio especializado tem a propriedade do automatismo. Conclusão: o músculo contrátil não tem automatismo, ele precisa do músculo especializado, que vai agir como uma bateria para ele, vai estimulá-lo para que ele possa fazer a sístole. Se o miocárdio contrátil não receber esse estímulo ele não vai se contrair. De certa forma o miocárdio especializado comando o miocárdio contrátil, pois ele que envia o estimulo para o contrátil se contrair. As células miocárdicas são ligadas umas as outras através de bandas que são chamados de discos intercalares (unem uma cél miocárdica a outra). Esses discos são áreas de junção do tipo GAP, ou seja, há canais iônicos verdadeiros entre uma célula e outra, esses discos são regiões de baixíssima resistência elétrica, ou seja, se uma célula do miocárdio contrátil for ativada e gerar PA, todas as outras vão ser, uma passa para outra a informação elétrica. O miocárdio contrátil tem então uma segunda propriedade que é o dromotropismo, que é a capacidade que as células miocárdicas tem de conduzir o potencial de ação entre elas. Então na hora que o miocárdio contrátil for se contrair ele vai obedecer a lei do “tudo ou nada”, ou seja, quando olhamos o coração, vamos ver que temos a união do miocárdio atrial e a união do miocárdio ventricular, e entre um miocárdio e outro há um esqueleto fibroso (que sustenta as válvulas mitral e tricúspide) que os isola, célula fibrosa não propaga. Se uma célula do miocárdio atrial despolarizar, todas as células do miocárdio atrial vão se despolarizar juntas, mas não as do ventrículo, porque tem o esqueleto fibroso passando. Então miócito atrial não passa informação para miócito ventricular, mas entre os miócitos atriais e entre os miócitos ventriculares, um passa informação para o outro, e isso é chamado de dromotropismo, que é a capacidade de conduzir. Quando o átrio entrar em sístole, é a sístole do sincío (união) atrial, não é só do átrio direito ou só do esquerdo, todo átrio entra em sístole/diástole junto. O mesmo equivale para o ventrículo. - Miocárdio especializado: pobre em actina e miosina, e ele não se organiza formando massas para fazer contração, mas sim em pequenos nodos ou feixes, ele não faz bombeamento (sístole, diástole), não tem inotropismo e lusitropismo. Ele é o nó sinoatrial (nó sinusal), localizado no átrio direito, e o nó atrioventricular, localizando ligando eletricamente os átrios aos ventrículos. Entre o músculo atrial e o ventricular há as válvulas que interrompem a união do átrio e ventrículo, esse esqueleto fibroso que sustenta as válvulas isola o miocárdio atrial do miocárdio ventricular, então tem que existir um nó atrioventricular, que é uma “portinha” elétrica, um meio de conduzir o potencial de ação dos átrios para os ventrículos.


Feixe de Hiss: ele vem do nodo atrioventricular, segue pelo septo interventricular dando o ramo esquerdo e o direito. Esses ramos logo dão origem a uma arborização, as fibras de Purkinje, que penetram a massa ventricular. Nodo sinoatrial, nodo atrioventricular e fibras de Purkinje, constituintes do miocárdio especializado, não tem contração (apenas um discreto movimento). Resumindo: Propriedades do miocárdio contrátil: entrar em sístole (contração) e diástole (relaxamento). A propriedade que define a força com que o coração vai contrair é chamada de inotropismo, e lusotropismo a força com que ele vai relaxar. Propriedade da condução. Propriedade da condução do potencial de ação que ele gera, ele não gera espontaneamente, não tem automatismo, mas se for estimulado ele gera potencial de ação e se propaga por todo miocárdio atrial/ ventricular. Condução do pulso elétrico, permite que uma célula quando ativada, passa a informação para células adjacentes (através das junções gaps): dromotropismo, a velocidade. A velocidade, dromotropismo, com que o processo de condução acontece, mediado pelo miocárdio contrátil, acontece na velocidade de 0,4m/seg (velocidade do miocárdio atrial/ventricular). Propriedades do miocárdio especializado: não tem a propriedade de contração, não há contração do nó sinusal e do nó atrioventricular (não tem propriedade do inotropismo e do lusotropismo. Representado pelo nodo sinoatrial, nodo atrioventricular e fibras de Purkinje . Ele tem a propriedade do automatismo, propriedade de gerar o PA espontaneamente, sozinho. As células do miocárdio especializado mandam no miocárdio contrátil para que esse realize sístole/diástole. O nodo sinoatrial tem maior automatismo que no nodo atrioventricular e nas fibras de Purkinje, então quem comanda a freqüência cardíaca e todos os ciclos cardíacos é o nodo sinoatrial, ele bate 70-90batimentos por minuto. Então ele é quem tem a maior freqüência de disparo e comanda todo o coração. Por isso ele é chamado de marcapasso fisiológico e o paciente que tem o ritmo cardíaco normal, ele tem um ritmo sinusal (ritmo controlado pelo nodo sinusal). Nodo atrioventricular e fibras de purkinje são chamados de marcapassos latentes, elas não entram em automatismo na fisiologia normal, mas caso haja uma lesão no nó sinoatrial, qualquer uma dessas áreas pode passar a comandar a frequencia cardíaca, sendo que o nodo atrioventricular tem mais chance que as fibras de purkinje. Na fisiologia normal o automatismo não aparece nas fibras de purkinje e nodo atrioventricular, porém eles tão outras funções. Quando observamos o nodo sinoatrial e sua a atividade de marcapasso, compara-se sua atividade de automatismo com a atividade de automatismo em outras áreas do organismo, como por exemplo com a atividade de marcapasso do músculo liso, onde há as células de cajal que tem um ritmo elétrico básico, que é o automatismo que geram ali, mas que não é suficiente para manter a função digestiva, por isso há tantos hormônios comandando a função digestiva. O coração é diferente, o automatismo que o nodo sinusal tem, é um automatismo responsável pela função cardíaca, é diferente de outras áreas. Quando o nodo sinoatrial bate, ele bate com automatismo, ou seja, ninguém está ativando ele, está batendo sozinho. Além disso a freqüência com que ele bate por minuto, é uma freqüência que se reproduz, o coração sempre bate dentro de uma freqüência controlada, então outra propriedade do nodo sinoatrial é o cronotropismo. Cronotropismo é o controle de freqüência, por isso que o nodo sinoatrial comanda a freqüência cardíaca. Além de freqüência e automatismo, o nodo sinoatrial tem ritmo, tem batimentos constantes, propriedade chamada de batimotropismo (ritmo regular), Se, por exemplo, retirarmos a inervação do coração, ele vai ser capaz de manter os batimentos constantes, regulares, com uma freqüência adequada para o funcionamento do nosso organismo, o nodo sinoatrial é muito eficiente.


O nodo sinoatrial está localizado no átrio direito e quando gera o PA, as primeiras células a receberem o PA são essas do átrio direito, então a primeira coisa que ocorre na seqüência de ativação cardíaca, vai ser a despolarização do átrio. Quando o PA é emitido pelo nodo sinoatrial ele segue se propagando do átrio direito para o átrio esquerdo, propagação pelo sincício atrial. Não há fibras especializadas para levarem essa informação, quem conduz é o próprio músculo (músculo cardíaco, a uma velocidade de 0,4m/seg). O átrio despolariza para haver contração, para entrar em sístole. O impulso para conseguir passar para o ventrículo tem que passar pelo nodo atrioventricular, que é o único tecido excitável que consegue atravessar o esqueleto fibroso, o nodo atrioventricular é a ligação elétrica entre o átrio e o ventrículo. Quando o nodo atrioventricular vai passar essa informação, ele vai passá-la lentamente, para dar tempo de esvaziar o átrio. A finalidade da sístole atrial é encher o ventrículo, a sístole não pode chegar o sangue de volta para as veias, e ele precisa estar relaxado para que possa receber o sangue que vem do átrio, ele tem que estar em diástole, não pode ter ainda recebido o potencial elétrico. O nodo AV tem que transmitir a informação e também tem que fazer um retardo, não pode transmitir rápido a informação, ele tem que fazer uma lentificação. Então quando observamos a velocidade de condução do AV, é 0,02m/seg. Então o miocárdio especializado também tem dromotropismo. O impulso está andando pelo átrio a 0,4m/seg e a 0,02m/seg ele está tentando passar pelo nodo AV, ou seja, a passagem pelo nodo AV é com uma velocidade muito menor do que a velocidade com que está se despolarizando o átrio, consequentemente é despolarizado primeiro o átrio e depois o ventrículo. Esse retardo que o nodo AV faz é chamado de retardo nodal (retardo fisiológico), esse retardo possibilita que o átrio tenha tempo de se esvaziar no ventrículo que está em diástole. Depois que o átrio entrou em sístole, o impulso aparece no feixe de hiss que vai se encaminhar para o ventrículo direito e para o esquerdo pelas fibras de purkinje. O miocárdio atrial conduziu seu próprio impulso a 0,4m/seg, no caso do ventrículo ele tem o impulso se propagando pelas fibras de Purkinje, que tem como função acelerar a passagem da informação, e ela vai passar 4m/seg, ou seja, 10 vezes mais rápido, porque o ventrículo é maior, tem mais massa, e portanto tem que se aumentar a velocidade. A função das fibras de purkinje (tanto o ramo direito quanto o esquerdo) então é acelerar a condução para os ventrículos, porque no ventrículo há muita massa, consequentemente, muito trabalho a ser feito para conseguir se fazer uma sístole ventricular homogênea. No momento em que os ventrículos se despolarizam e estão entrando em sístole, o átrio já ta repolarizando e entrando em diástole, depois o ventrículo volta a repolarizar, entrando em sístole, acabando o ciclo cardíaco. Há uma integração perfeita entre o miocárdio contrátil e o miocárdio especializado, o miocárdio especializado age como a bateria elétrica do coração, é ele quem gera o potencial de ação, ele quem conduz o potencial de ação, ora mais lentamente ora mais rapidamente (nodo av é lento, fibras de purkinje é rápido), ele vai coordenar a sequência de ativação cardíaca, lembrando que ele visa levar a informação para o miocárdio contrátil poder se contrair, poder bombear o sangue, ele coordena a atividade do miocárdio contrátil. Por outro lado, quando fala-se em contração do miocárdio contrátil, há o vínculo da propriedade elétrica com a propriedade mecânica, quando há despolarização a célula, ocorre a contração (sístole), e quando há repolarização, ocorre relaxamento (diástole), então a parte elétrica comanda a parte mecânica. Como é feita essa transição? Se o coração está em diástole, ele está relaxado, ele é um músculo estriado, então o mecanismo de contração e relaxamento obedece as normas do músculo que se organiza em sarcomeros que possui proteínas contráteis: actina, miosina, proteínas reguladoras da contração muscular: troponina, tropomiosina, e a passagem do


músculo estriado, quanto cardíaco, da contração para o relaxamento e vice-versa, depende da troponina. A troponina é a proteína do sarcômero, reguladora da contração muscular. O que acontece com a troponina quando o músculo ta contraído ou ta relaxado? como ela monitora a contração ou relaxamento? Através de sua ligação com o cálcio. Na sístole a troponina está ligada ao cálcio, se está em diástole ela ta desligada do cálcio. Quando ela está com os sarcômeros relaxados, a troponina está desligada do cálcio, impedindo a ligação da miosina com a actina. Quando ela se liga ao cálcio, isso induz uma alteração conformacional nela, e ela passa a permitir a contração. Quem faz a troponina se ligar ao cálcio ou não? O controle é feito pela concentração de cálcio no sarcoplasma, é o cálcio livre que pode ir até a troponina. Quando a concentração de cálcio livre no sarcoplasma é 10-7 molar, essa concentração é considerada baixa, é uma quantidade insuficiente para o cálcio se ligar a troponina, portanto quando a concentração se encontra nesse valor, o coração está relaxado (diástole). Quando a concentração de cálcio alcança o valor de 10-5 molar, essa concentração é suficiente para o cálcio se ligar a troponina, e vai ocorrer a sístole. Então a transmissão da sístole para diástole tem a ver com a concentração de cálcio que se tem no sarcoplasma (diástole: concentração baixa, sístole, concentração alta). Considerando que o ciclo cardíaco faz 72 sístoles e diástoles, está ocorrendo 72 vezes essa transição. Qual seria a relação entre o aumento da concentração de cálcio e os fenômenos elétricos? A despolarização faz com que a concentração de cálcio aumente, e a repolariação faz com que a concentração de cálcio diminua, como isso ocorre? - Em condições de relaxamento (diástole): Considerando um coração em repouso polarizado eletricamente com cargas negativas dentro, durante a diástole em que a concentração de cálcio livre no sarcoplasma é igual a 10-7 molar, é uma concentração baixa e o cálcio não está indo até a troponina. Onde está o cálcio nesse momento? No meio extracelular. Então o cálcio pode estar em dois compartimentos: Compartimentos extracelulares (A,B): Compartimento A: Cálcio do sangue que está percorrendo pelas veias, no sistema cardiovascular. Compartimento B: Cálcio aderido ao glicocálix que são as proteínas que se projetam para fora da membrana celular, para o meio extracelular, e essas proteínas tem carga negativa (sítios aniônicos da membrana celular) que atraem o cálcio para próximo da membrana para que ele possa entrar mais rápido. Compartimento de cálcio transcelular (C): Compartimento C: canal de Cálcio (canal L, PDC). Canal L de cálcio que o que predomina no miocárdio, é um canal PDC, ou seja quando a célula está em repouso, ele encontra-se fechado e é aberto quando a célula se despolariza. A concentração de cálcio no meio extracelular é de 10-3molar, é bem alta. Então esse cálcio tem tendência de entrar na célula cuja concentração é de 10-7 molar, ele tem a tendência de ir do meio mais concentrado para o meio menos concentrado, porém ele só vai conseguir entrar na célula se o canal abrir. A célula em repouso o cálcio não entra. Compartimentos de cálcio intracelulares (D,E,F): Compartimento D: compartimento pequeno, é a parte interna da membrana celular. Se o coração está em diástole (repouso), o músculo cardíaco está em potencial de repouso, e no potencial de repouso a membrana celular é negativa, e o cálcio é também atraído por essas células negativas dentro da célula (atrai quantidade pequenas de cálcio). Quando a membrana despolariza, e fica positiva, o cálcio é repelido.


Compartimento E: compartimento grande, é o retículo sarcoplasmático. Ele possui uma concentração de cálcio de 10-4 molar. O retículo sarcoplasmático guarda cálcio contra o gradiente de concentração, pois sua concentração é de 10-4 molar e fora do retículo, no sarcoplasma, é de 10-7 molar, então ele é mais concentrado no retículo do que no sarcoplasma, portanto sua tendência é de sair do retículo e ir para o sarcoplasma, mas para isso o cálcio vai ter que atravessar a membrana do retículo e ele não atravessa a hora que quiser, ali também existe um canal: canal ryanodina-2. Esse canal é um canal de liberação do cálcio e também está fechado. Compartimento F: a concentração de cálcio livre no sarcoplasma Voltando a premissa de que o coração está em diástole, onde a célula está repolarizada (em repouso), nesse momento: - Há muito cálcio no compartimento A e B, mas ele não esta entrando na célula porque o compartimento C, que é o canal de cálcio está fechado - Tem-se pouco cálcio no compartimento F, pouco cálcio livre no sarcoplasma, portanto a troponina está desligada do cálcio. - Tem-se cálcio no compartimento D atraído pelas cargas negativas da membrana (célula em repouso, potencial = negativo). - Tem-se cálcio no retículo sarcoplasmático: 10-4 molar, que quer sair, mas não sai porque o canal ryanodina-2 encontra-se fechado. Vai ocorrer então a sístole, havendo, portanto, despolarização: - O cálcio do compartimento D que estava aderido a face interna da membrana porque lá era negativo, agora como despolarizou é positivo. Então o cálcio vai do compartimento D para o compartimento F (sarcoplasma). - A despolarização muda a conformação do compartimento C, que estava fechado e agora encontra-se aberto (lembrando q é um canal PDC, e com a despolarização ele se abre). Abrindo o canal, o cálcio dos compartimento A e B, meio extracelular, começa a entrar na célula através do C, e vai para o compartimento F (sarcoplasma) - Compartimento F então começa a receber cálcio de duas maneiras: o cálcio que estava dentro da célula mas que estava aderido a parte interna da membrana e o cálcio que passa pelo canal C, vindo do A e B. Essa quantidade de cálcio que está indo para o compartimento F, não chega ainda atinge o valor, a concentração necessária de cálcio, que ele precisa para fazer a sístole (10-5 molar). O que falta acontecer? Esse cálcio que entrou na célula, no sarcoplasma, ele vai para o retículo sarcoplasmático, e abre o canal ryanodina-2 de cálcio do retículo, é a ligação do canal com o cálcio que faz com que o canal abra (o cálcio libera cálcio). Então essa concentração que não foi suficiente para realizar a sístole é suficiente para ir ao retículo sarcoplasmático e abrir o canal ryanodina de cálcio pra o retículo liberar o cálcio. A quantidade de cálcio liberada pelo retículo somada as outras entradas de cálcio na célula, vai fazer agora com que a concentração de cálcio alcance os 10-5 molar, o cálcio se liga então a troponina, e faz a sístole. Observação: Todos os movimentos do cálcio foram passivos, foram através de canais, indo do meio mais concentrado para o meio menos concentrado, não foi gasto nenhum ATP. A cinética do cálcio na sístole é totalmente passiva, não gasta energia. A sístole gasta ATP quando a tropina liga-se ao cálcio e começa a acionar aquele movimento da actina com a miosina. Diástole: Para que haja diástole é necessário tirar o cálcio da troponina, pois enquanto ele estiver ligado a troponina, o ciclo permanece, a actina pega a miosina, puxa, solta e pega novamente pois a troponina ainda está ali. Para parar esse processo é preciso que o cálcio desligue-se da troponina e isso só ocorre, quando a concentração de cálcio voltar


a ser 10-7 molar. Para isso ocorrer, tem que se tirar cálcio do sarcoplasma. Para onde o cálcio vai agora? Ele vai pros mesmos locais de onde ele veio. Para isso ocorrer vai ter que primeiramente ocorrer a repolarização. Com a repolarização a célula volta a ficar negativa por dentro e o cálcio volta a fixar na face interna da membrana (compartimento D). Agora ele precisa voltar para o retículo, porém não é tão simples, pois quando ele saiu do retículo para o sarcoplasma, ele saiu do meio mais concentrado para o menos concentrado, foi difusão. Através da SERCA (presente na membrana do retículo sarcoplasmático) por transporte ativo primário que o cálcio vai conseguir voltar para o retículo. A SERCA também é conhecida como bomba de Cálcio. Um outro transportador (PMCA) encontrado na membrana na célula, por TA 1º (gasta ATP), também retira cálcio do sarcoplasma F. Além desses 3 sistemas para diminuir o cálcio no compartimento F a membrana também tem um trocador de sódio/cálcio que atua por transporte ativo secundário ou contra-transporte/antiporte com o Na+. Enquanto o Na+ entra o cálcio sai.

Aula 1 – Fisiologia Cardiovascular

Documents

Transcript of Aula 1 – Fisiologia Cardiovascular