Biofísica da circulação

Hemodinâmica cardíaca

Forças e mecanismos físicos relacionados à

circulação sanguínea

Biofísica – Medicina Veterinária

FCAV/UNESP/Jaboticabal

Sistema circulatório

Função

•Comunicador de matéria e energia entre os

compartimentos do organismo

Sistema circulatório (componentes)

1) Sistema cardiovascular – coração, vasos sanguíneos, sangue,

sistema de controle (Sistema nervoso autônomo)

a) Coração - bomba impulsiona sangue pelos vasos até as células

do corpo e pulmões (5 litros / min).

b) Vasos sanguíneos – rede tubular liga coração a todas as células

em sentido de ida e volta. Artérias e veias.

c) Sangue – fluido de transporte.

2) Sistema linfático (sistema circulatório secundário) – vasos linfáticos

e tecidos linfoides (baço, timo, nódulos linfáticos, amídalas)

Eventos do ciclo cardíaco

Sístole e diástole

1) Metabolismo molecular – despolarização em células auto-excitáveis

2) Eventos elétricos – Potencial de ação se propaga no coração

3) Eventos musculares – contração das fibras cardíacas

4) Eventos hidrodinâmicos – a massa sanguínea circula nos vasos

Duas forças físicas

determinam o ciclo

cardíaco

1 2 3 4

Campo eletromagnético Campo gravitacional

Grande circulação

Pequena circulação

Aspectos

anatômicos do

sistema

circulatório

Circulações sistêmica e pulmonar

Microcirculação - componentes

Sistema circulatório

A circulação sistêmica inclui a aorta, artérias, capilares, vênulas, veias e as veias cavas

A circulação pulmonar inclui as veias e artérias pulmonares

Direção do fluxo sanguíneo

Valvas

cardíacas

Valvas cardíacas - função é garantir o sentido correto da corrente sanguínea. São finos

folhetos de tecido fibroso (cúspides), que se prendem às paredes internas do músculo

cardíaco (músculos papilares), por cordas tendíneas (colágeno). Esses folhetos abrem-se

ou fecham-se em função das diferenças de pressão entre as câmaras cardíacas (átrios e

ventrículos) e entre estas e os grandes vasos que saem do coração em direção aos

pulmões (artérias pulmonares) e ao restante do corpo (aorta).

1) valva tricúspide, entre o

átrio e o ventrículo direitos;

2) valva pulmonar (semilunar),

entre o ventrículo direito e a

artéria pulmonar;

3) valva mitral (bicúspide),

entre o átrio e o ventrículo

esquerdos;

4) valva aórtica (semilunar),

entre o ventrículo esquerdo e a

aorta;

1)

3) 4)

2)

O sistema linfático

Três funções interligadas:

(1) remoção dos fluidos em excesso dos tecidos corporais,

(2) absorção dos ácidos graxos e transporte da gordura para o sangue,

(3) produção de células imunes (monócitos, linfócitos e células produtoras de

anticorpos).

Os vasos linfáticos têm a função de drenar o excesso de líquido que sai do

sangue e se junta ao líquido intersticial. Esse excesso de líquido que circula

nos vasos linfáticos e é devolvido ao sangue é a linfa, líquido transparente e

esbranquiçado, composto pelo plasma sanguíneo, proteínas e por glóbulos

brancos.

A linfa é transportada pelos vasos linfáticos e filtrada nos linfonodos

(nódulos linfáticos ou gânglios linfáticos). Após a filtragem, é lançada no

sangue, desembocando nas grandes veias torácicas.

Relação dos sistemas sanguíneo e linfático

Relação dos sistemas sanguíneo e linfático

Estrutura dos vasos

Estrutura dos vasos da microcirculação

Volume sanguíneo – 8% peso corporal

Relação entre a massa corpórea e o tamanho do coração

Tamanho do coração – 0,6% peso corporal

Variação - genética, taxa metabólica.

Distribuição do débito cardíaco

Distribuição do

débito cardíaco

durante repouso e

exercício

Sístole e diástole

Eventos no AE, VE e aorta durante o

ciclo cardíaco

Elétricos (iônicos)

Mecânicos

Sonoros

Campo elétrico e a circulação

Sistema especializado de condução do coração (1 + 2 + 3 + 4)

1

3

2

4

Sequência da excitação cardíaca

Células auto-excitáveis ou células marca-passo

• Feixe de Hiss e fibras de

Purkinje - sistema condutor

especializado organiza as contrações

cardíacas.

• Células musculares cardíacas

especializadas em condução

elétrica - transmitem impulsos

elétricos que vêm do nodo

atrioventricular.

Quatro momentos da contração:

1) Célula do marca-passo SA despolariza

2) PA se propaga para o átrio esquerdo

3) PA passa pelo Feixe de Hiss e atinge o

ápice ventricular

4) PA se espalha pelas fibras de Purkinje

Observar os tempos. Latência para

despolarização ventricular

Correlação entre os eventos elétricos e iônicos

Registro dos eventos elétricos

Base do ECG

O eletrocardiograma (ECG) é o registro dos sinais elétricos emitidos

durante a atividade cardíaca.

Reflete a atividade do coração e fornece informações sobre os

impulsos que coincidem com cada fase da estimulação cardíaca.

O coração, durante sua atividade, age como um gerador de

correntes elétricas que se espalham no sistema condutor (músculo

cardíaco), gera potenciais elétricos cuja evolução no tempo pode ser

prevista.

Registro dos eventos elétricos

Base do ECG

Derivação - linha que une dois eletrodos; na prática, uma derivação corresponde ao

registro obtido por um eletrodo posicionado em qualquer ponto do corpo.

Normalmente, os eletrodos são colocados na superfície do tórax e dos membros, no entanto, existem

situações onde se usam eletrodos no interior do esôfago (derivação esofágica), no interior do coração

(derivação endocárdica) ou na superfície do coração (derivação epicárdica).

As derivações e seus significados

As derivações na superfície do corpo podem ser infinitas; daí ter sido necessário

estabelecer uma convenção.

ECG - 12 derivações, 6 delas são periféricas e 6 pré-cordiais.

Das 6 periféricas, 3 são bipolares (DI, DII e DIII) e 3 unipolares (aVR, aVF e aVL).

As pré-cordiais são registradas com a colocação de um eletrodo diretamente sobre o

tórax, seguindo a delimitação dos espaços intercostais; são designadas de V1, V2, V3,

V4, V5 e V6.

Einthoven estabeleceu 3 derivações dispostas de modo a

formar os lados de um triângulo equilátero (Triângulo de

Einthoven).

As derivações bipolares caracterizam-se por cada

par de membros formar uma derivação sendo no

total três, visto que a perna direita serve de polo

terra.

• braço direito (-) ao braço esquerdo (+) D I

• braço direito (-) à perna esquerda (+) D II

• braço esquerdo (-) à perna esquerda (+) D III

Nas derivações unipolares, o polo negativo sempre no

eletrocardiógrafo e também a perna direita serve de polo terra.

•aparelho de ECG (-) ao braço esquerdo (+) AVL

•aparelho de ECG (-) ao braço direito (+) AVR

• aparelho de ECG (-) à perna esquerda (+) AVF

V2

O eletrodo é posicionado no 4º espaço intercostal à direita, próxima ao rebordo external. O eletrodo é positivo e

explora o ventrículo direito, ou melhor, lado direito do coração. Há ondas positivas juntamente com negativas. A

predominância das ondas é negativa.

V3

Localizada entre V2 e V4. O eletrodo é positivo. Explora: septo interventricular e parede anterior do ventrículo

esquerdo Bifásica, V3 é mais negativo do que o V4 (que é mais positivo).

V4

Localizada no 5° espaço inter-costal no hemitórax esquerdo e na linha hemiclavicular, ou na linha do mamilo

esquerdo. O eletrodo é positivo. Explora: septo interventricular e parede anterior do ventrículo esquerdo Bifásica,

V3 é mais negativo do que o V4 (que é mais positivo).

V5

Localiza no 5º espaço intercostal na linha axilar esquerda anterior. O eletrodo é positivo e explora o ventrículo

esquerdo nas paredes anteriores e laterais. Ondas positivas.

V6

Localizado na linha axilar média, no 5º espaço intercostal esquerda. O eletrodo é positivo e explora o ventrículo

esquerdo nas paredes anteriores e laterais. Ondas positivas

DERIVAÇÕES PRÉ-CORDIAIS

V1

Por ser uma derivação pré-cordial, o eletrodo é posicionado

no 4º espaço intercostal à direita, próxima ao rebordo

external (paraexternal). O eletrodo é positivo e explora o

ventrículo direito, ou melhor, lado direito do coração. Há

ondas positivas juntamente com negativas. A

predominância das ondas é negativa.

Derivações

bipolares

Derivações

unipolares

ECG

ECG

Células de Purkinje

e

Normal

Bloqueio

parcial

Bloqueio

completo

Cálculo da frequência cardíaca

Frequência cardíaca

Relação inversa com o peso do

coração.

Relação direta com a taxa

metabólica

Tempo de circulação do

volume sanguíneo:

• Elefante – 140 segundos

• Homem – 50 segundos

• Camundongo – 7 segundos

Eventos mecânicos

Contração da musculatura cardíaca

• Músculo estriado. Particularidades do músculo cardíaco (músculo sincicial)