Fisiologia I
Propaganda
Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra 2008/2009 Fisiologia I Aulas Teóricas (Apontamentos retirados das aulas: notas indicadas pelos professores e cópia de slides) (Não revisto, podendo conter erros ortográficos e de conteúdo) PDF processed with CutePDF evaluation edition www.CutePDF.com 03/10/08 Fisiologia I – 10/11 O Electrocardiograma (ECG) Objectivos • Compreender fundamentos de electrocardiografia • Como fazer um ECG • Compreender e interpretar um ECG • Identificar alterações do traçado electrocardiográfico Num ciclo cardíaco miócitos de uma parte do coração, no estado de despolarização miócitos de outra parte do coração, no estado de polarização corrente flui Electrocardiograma – ECG Registo da actividade eléctrica do coração (eléctrodos à superfície do corpo) variações da posição do coração alteram padrão do ECG (mais horizontal ou mais vertical, apex mais anterior ou mais posterior, …) o ECG não é um registo de cada célula mas antes um somatório de todas A corrente que flui em direcção a um eléctrodo (despolarização) origina uma deflexão positiva. 1. Se a corrente flui no sentido de um eléctrodo positivo, no registo há uma onda positiva – se fluir na direcção exacta do eléctrodo, a onda tem amplitude máxima 2. Se a corrente flui em sentido contrário a um eléctrodo positivo, no registo há uma onda negativa – se fluir na direcção exacta do eléctrodo, a onda tem amplitude máxima 3. Se a corrente fluir perpendicularmente a um eléctrodo positivo (e a um negativo também, portanto), no registo não há qualquer onda – designam-se de zonas de deflexão zero ou zonas bipolares. Quanto maior a massa muscular, maior a amplitude das ondas. ECG somatório dos eventos eléctricos gerados por todas as células cardíacas, registado com eléctrodos extracelulares Relação entre os componentes do ECG e os eventos eléctricos e mecânicos. Ondas P, Q, R, S, T, U. A onda U não surge em ECG de todos os indivíduos, nem sempre nos em que surge. No entanto é fisiológica, pensa-se que corresponderá à repolarização do septo intraventricular. Interpretação do electrocardiograma Onda P – nódulo sino-auricular despolariza Segmento PQ – fase em que o nódulo aurículo-ventricular despolariza Complexo QRS – despolarização dos ventrículos (e das aurículas, que fica camuflada) Onda T – repolarização ventricular 2|Página SS Calibração 0,1 mV 1 mV 0,04 s 0,2 s Velocidade do papel é de 25 mm/s Morfologia Básica do ECG QRS Q – onda negativa antes de R R – onda positiva S – onda negativa após R intervalo PR: 0,12 – 0,20 s segmento PR: < 0,1 s (dois quadrados e meio) complexo QRS (desde o início de Q ao fim de S): em média: 0,07 – 0,08 s normal até: 0,1 s duvidoso: entre 0,1 s e 0,12 s patológico: acima de 0,12 s segmento ST: isoeléctrico, mas é possível a existência de desnível: 0,1 mV derivado dos membros 0,2 mV derivado de pré-cordiais Segmento PR elevado bloqueio. Grande pausa no nódulo AV. Complexo QRS elevado pode ser uma hipertrofia pode ser um bloqueio, por ex. do ventrículo esquerdo. Neste caso, a despolarização vai seguir do feixe de His para a parede do ventrículo direito, seguindo até alcançar a parede do ventrículo esquerdo que começará então a despolarização. O aumento de tempo deve-se ao facto de, em condições normais, a despolarização ventricular ser feita quase simultaneamente dos dois lados, seguindo de cada feixe de His para o lado correspondente. Segmento ST no caso de enfarte (há isquémia): há sempre despolarizações para ambos os lados, os ventrículos nunca chegam completamente ao repouso?, logo o segmento ST não é isoeléctrico. Estas despolarizações ocorrem como se existissem pacemakers ectópicos, havendo desconexão eléctrica e contráctil, podendo-se chegar quase ao tétano. 3|Página Derivações Sistema de eléctrodos cutâneos Doze derivações convencionais (no bloco operatório bastam 3, já que o objectivo é outro) Registo da diferença de potencial entre eléctrodos Detecção de modo diferente da actividade eléctrica Triângulo de Einthoven Derivações Bipolares (standart) dos Membros (derivações bipolares frontais) Derivações Aumentadas dos Membros (derivações unipolares frontais) aVR – pólo positivo no braço direito DI – pólo positivo no braço esquerdo, (R – Right; a – augmented) pólo negativo no braço direito aVL – pólo positivo no braço esquerdo DII – pólo positivo na perna esquerda, (L – Left) pólo negativo no braço direito aVF – pólo positivo no pé esquerdo DIII – pólo positivo na perna esquerda, (F – Foot) pólo negativo no braço esquerdo Nestes é indiferente se o eléctrodo está no pé, tornozelo, joelho, virilha, etc. ou mão, pulso, cotovelo, etc.. Já no tórax não é assim, há locais específicos. Derivações Pré-Cordiais (derivações unipolares horizontais) V1 e V2 – 4.º espaço intercostal, à direita e à esquerda do esterno V3 – entre 4.º e 5.º espaços intercostais (entre V2 e V4) V4 – 5.º espaço intercostal esquerdo, linha médio-clavicular V5 – 5.º espaço intercostal esquerdo, linha axilar anterior V6 – 5.º espaço intercostal esquerdo, linha axilar média V1 – pré-cordiais direitas V5 e V6 – pré-cordiais esquerdas Determinação do eixo eléctrico vector médio do QRS variação normal da despolarização: -30º a 100º Determinação do ritmo cardíaco Ritmo sinusal – estímulo com origem no nódulo SA (tem P, Q, R, S, T) Ritmo regular – todos iguais 4|Página SS Determinação da frequência cardíaca – número de ciclos por minuto 300÷número de divisões grandes (5 quadrículas) 300, 150, 100, 75, 60 Interpretação clínica • valorização da idade, sexo e estado geral (actividade física, …) • calibração e correcção técnica • determinação da frequência e do ritmo cardíacos • determinação dos intervalos PR e QT • determinação da duração e da amplitude de QRS • determinação do eixo eléctrico • análise do segmento ST • análise das diferentes ondas, nomeadamente: o ondas R e S pré-cordiais o ondas Q anormais (após enfarte traduz, zona eléctrica silenciosa) o ondas T Bradicardia normal – desportista, idade Taquicardia normal – café, álcool, exercício físico Arritmia sinusal normal (respiratória) – se durante o ECG se fizer uma inspiração profunda (há receptores nos pulmões nervo vago centro nervoso simpático coração acelera) Hipertrofia esquerda S(VI)+R(V5 ou V6) ≥ 35 mm R(V5) ou R(V6) ≥ 25 mm 06/10/08 Fisiologia I – 12 Resposta Contráctil do Músculo Cardíaco longa duração do potencial de acção – período refractário maior resposta mecânica do músculo ocorre durante a despolarização Os eventos eléctricos precedem a actividade mecânica do coração Despolarização – contracção Repolarização – relaxamento Contracção – Sístole Relaxamento – Diástole Direcção do Fluxo Sanguíneo organização das cavidades de coração e gradientes de pressão Válvulas – Fluxo Unidireccional e Gradientes de Pressão Fase de contracção de ventrículos Pressão dos ventrículos superior à Contracção dos ventrículos das artérias ↓ ↓ Encerramento das válvulas AV Abertura das válvulas semilunares ↓ Prevenção da regurgitação do sangue ↓ Ejecção do sangue para as artérias 5|Página Os músculos papilares e cordões tendinosos impedem o prolapso/que a válvula seja empurrada para dentro a aurícula. Nesta fase de sístole ventricular, do lado esquerdo, notam-se eventuais insuficiências da mitral ou estenoses aórticas. Na primeira, o sangue vai ser regurgitado para a aurícula. Na segunda, vai haver dificuldade em enviar o sangue para a aorta. Fase de relaxamento dos ventrículos Pressão dos ventrículos inferior à das artérias ↓ Encerramento das válvulas semilunares ↓ Prevenção da regurgitação do sangue Pressão das aurículas superior à dos ventrículos ↓ Abertura das válvulas AV ↓ Ejecção do sangue para os ventrículos Nesta fase diástole ventricular, do lado esquerdo, notam-se eventuais estenoses da mitral ou insuficiências aórticas. Na primeira, o sangue vai ser regurgitado para a aurícula. Na segunda, vai haver dificuldade em enviar o sangue para a aorta. Em volta do nódulo AV há tecido fibroso para permitir o normal percurso do sinal. Passagem Aurícula-Ventrículo – sístole auricular Quando os ventrículos e as aurículas estão em diástole, a pressão auricular é superior à ventricular: 75-80% do sangue passa para o ventrículo a favor deste gradiente de pressão. O restante sangue (20-25%), é enviado para o ventrículo aquando da sístole auricular. Diástole Ventrículo Aurícula Sístole Passagem Ventrículo-Artéria – sístole ventricular Diástole Os ventrículos começam por aumentar a pressão sem haver grande mudança de volume. Na sístole há uma fase de ejecção rápida na qual cerca de 75% do sangue sai, seguida de uma mais lenta na qual o resto do sangue (25%) Sístole é enviado para as artérias. NOTA: estas percentagens não correspondem ao total do sangue existente nos ventrículos mas sim ao total de sangue enviado para as artérias, já que os ventrículos mantêm sempre algum sangue no seu interior (cerca de 40% do total). Volume diastólico final volume de sangue que enche os ventrículos antes da sua contracção (125-135 mL, em situação de repouso) Volume residual/sistólico final volume de sangue que nos ventrículos após a sístole (50-65 mL [40% do diastólico final], em situação de repouso) Volume sistólico diferença Vdiastólico final – Vsistólico final volume de sangue ejectado pelos ventrículos numa contracção Fracção de injecção relação Vsistólico ÷ Vdiastólico final ±0,6 – proporção de sangue ejectado pelos ventrículos numa contracção 6|Página SS Sons Cardíacos 1.º som – resulta do encerramento das válvulas AV 2.º som – resulta do encerramento das válvulas semilunares 3.º som – resulta da entrada do sangue nos ventrículos 4.º som – resulta da contracção auricular Entre 1.º e 2.º sons dá-se a sístole ventricular, sendo o 2.º som o fim dessa mesma sístole. Entre o 2.º som e o 1.º som seguinte decorre a diástole ventricular. O 3.º som é respeitante à vibração das paredes ventriculares aquando da entrada do sangue e o 4.º som deve-se à vibração das paredes das aurículas. Em condições fisiológicas, tanto o 3.º como o 4.º sons são inaudíveis, no entanto, em condições patológicas, é possível ouvi-los. Designa-se galope ventricular, o músculo está doente. P D A C B AB enchimento passivo e contracção auricular BC contracção isovolúmica CD injecção de sangue na aorta DA relaxamento isovolúmico Débito Cardíaco volume de sangue ejectado de um ventrículo por minuto frequência cardíaca × volume sistólico 4-7 L/min, num adulto em repouso ↕ relação Retorno Venoso volume de sangue que chega ao coração em cada minuto Regulação do débito cardíaco regulação da frequência cardíaca regulação do volume sistólico factores intrínsecos factores extrínsecos – sistema nervoso autónomo 10/10/08 Fisiologia I – 13/14 Regulação do Débito e Frequência Cardíacos nervo vago parassimpático – actua sobretudo sobre as aurículas (nódulo SA – maioritariamente ramo direito; nódulo AV – maioritariamente ramo esquerdo), influencia frequência cardíaca simpático – actua sobre as aurículas e os ventrículos, influencia frequência cardíaca e a força de contracção ventricular adrenalina tem acção do estilo simpático inervação simpática – efeito rápido e momentâneo hormonas da suprarrenal – efeito lento e prolongado 7|Página Regulação da Frequência Cardíaca 1. Sistema nervoso simpático (norepinefrina) e epinefrina (medula suprarrenal) Nódulo SA – acção no potencial pacemaker aceleração da despolarização ↓ efeito cronotrópico positivo (aumento da frequência cardíaca) Faz com que aumentem a entrada de Na+ no potencial pacemaker e a permeabilidade ao Ca2+ quando abrem os canais L No nódulo AV – aumento na rapidez de condução dos potenciais de acção 2. Sistema nervoso parassimpático (acetilcolina) Nódulo SA – acção no potencial pacemaker despolarização lenta ↓ efeito cronotrópico negativo (diminuição da frequência cardíaca) Hiperpolariza e diminui a frequência/ritmo de despolarização No nódulo AV – atraso na condução dos potenciais de acção Centros nervosos superiores da medulla oblongata/alongada (ex bolbo raquidiano) – centro respiratório e centro cardiovascular 3. Outros mecanismos 3.1. Activação de receptores de estiramento ventricular (mecano-receptores ou receptores sensíveis à pressão) localizam-se no ventrículo esquerdo sensíveis ao grau de distensão ventricular (aumento da pressão sistólica final) diminuição da frequência cardíaca (e vasodilatação) 3.2. Activação de receptores de estiramento pulmonar inibição da actividade parassimpática do coração, durante a inspiração (forçada) aumento da frequência cardíaca (e vasodilatação) 3.3. Activação de receptores de estiramento auricular localizam-se na parede auricular sensíveis ao grau de distensão auricular (aumento do enchimento cardíaco) aumento da frequência cardíaca (e vasodilatação) paradoxo: sistema simpático promove aumento da frequência e vasoconstrição 8|Página SS 3.4. Reflexo de Bainbridge aumento do retorno venoso e activação de receptores auriculares Infusão intravenosa + Aumento da pressão auricular direita Activação dos receptores auriculares Reflexo de Bainbridge Aumento do débito cardíaco Aumento da pressão arterial Reflexo Barorreceptor Frequência Cardíaca – 3.5. Reflexo dos quimiorreceptores periféricos + quimiorreceptores periféricos Situação de Hipóxia (1) estimulação do centro vagal diminuição da frequência cardíaca MECANISMO + PRIMÁRIO (2) activação do centro respiratório MECANISMO SECUNDÁRIO hipocapnia – aumento do estiramento pulmonar (1) diminuição da frequência cardíaca (2) aumento da frequência cardíaca MECANISMO SECUNDÁRIO inibição do centro vagal, ou seja, repor a frequência cardíaca activação – receptores de estiramento 3.6. Reflexo dos barorreceptores ↑ pressão arterial ↑ disparos de barorreceptores nas carótidas e aorta neurónios sensoriais – centro de controlo cardiovascular na medulla oblongata feedback negativo ↓ output simpático aumento output parassimpático menos NE libertado mais Ach nos receptores muscarínicos um receptor músculo liso arterial receptor b1 miocárdio ventricular nódulo SA ↓ força de contracção ↓ freq. cardíaca vasodilatação resistência periférica ↓ output cardíaco ↓ pressão sanguínea 9|Página Quando nos levantamos a pressão decai. Regulação do Volume Sistólico (volume diastólico final – volume sistólico final) 1. Regulação intrínseca relação com o comprimento da fibra muscular ou grau de estiramento das fibras miocárdicas no final na diástole – pré-carga/preload volume sistólico relação com a força de contracção gerada pelo músculo cardíaco ↓ força de contracção na dependência Relação comprimento-tensão e Lei de Frank-Starling ventrículos enchem – volume diastólico final (depende do retorno venoso) Retorno venoso na dependência de: • efeito da bomba muscular esquelética • contracção dos músculos • compressão das veias • sangue bombeado em relação ao coração AUMENTO DO RETORNO VENOSO Efeito da bomba respiratória Inspiração – aumento do retorno venoso porque aumenta o volume do tórax e, consequentemente, a sua pressão desce; aumenta a pressão no abdómen. Este gradiente favorece o aumento do retorno venoso. Expiração – diminuição do retorno venoso porque diminui o volume do tórax e, consequentemente, a sua pressão sobe; diminui a pressão no abdómen. Este gradiente favorece a diminuição do retorno venoso. Efeito da actividade simpática constrição das veias – aumento do retorno venoso ↓ pressões aumentam ↓ aumenta o estiramento das fibras musculares grau de tensão das fibras miocárdicas antes da contracção aumento da pré-carga/preload logo, a contracção seguinte vai ser mais forte Lei de Frank-Starling a força de contracção do músculo ventricular é função do estiramento das fibras cardíacas com a diástole ↓ o músculo tem capacidade de responder ao aumento do estiramento com um aumento da força de contracção ↓ ajusta automaticamente o volume sistólico de forma a corresponder ao retorno venoso 10 | P á g i n a SS Assegura a correspondência dos débitos dos dois ventrículos aumento do débito do VD ↓ aumenta o sangue na circulação pulmonar aumenta a pressão nas veias pulmonares ↓ aumenta o retorno do sangue no coração esquerdo ↓ aumento da pressão de enchimento (VE) aumento do volume diastólico final (VE) ↓ aumento do volume sistólico ↓ aumento do débito do VE Conceito de pós-carga ou afterload resistência (pressão) arterial que se opõe à ejecção do sangue nos ventrículos aumento do volume sistólico final + retorno venoso ↓ aumento do volume diastólico final ↓ ventrículo distende – aumento da pré-carga ↓ aumento da força de contracção ↓ aumento do volume sistólico 2. Regulação extrínseca contractilidade e sistemas nervoso e endócrino Sistema nervoso simpático (norepinefrina) aumento da contractilidade (acção directa nas células contrácteis) efeito inotrópico positivo – aurículas e ventrículos Sistema nervoso parassimpático diminuição da contractilidade (menor efeito que S. N. Simpático) efeito inotrópico negativo – aurículas inclui o Reflexo dos Barorreceptores (relação com pressão arterial) Epinefrina e Norepinefrina (medula suprarrenal) efeito inotrópico – aurículas e ventrículos Modulação da contracção cardíaca pelas catecolaminas (sistema nervoso simpático) acção nas células contrácteis 11 | P á g i n a 13/10/08 Fisiologia I – 15 Coração e Circulação • Identificar os aspectos biofísicos do fluxo sanguíneo • Compreender o conceito de pressão arterial e as suas variações nas circulações sistémica e pulmonar • Descrever a circulação de retorno e os factores envolvidos na pressão e no fluxo sanguíneo venosos • Identificar as características das circulações capilar (…) • Identificar os factores envolvidos nas circulações coronária, cutânea, intestinal e hepática e do músculo esquelético • Descrever e compreender os mecanismos de regulação intrínsecos e extrínsecos (…) • (…) Estrutura dos Vasos Sanguíneos artérias elásticas – distensíveis, ±40% de fibras elásticas – distendem quando entra sangue e voltam ao tamanho inicial impulsionando-o (aorta e pulmonar) artérias musculares – resistentes ao colapso, fibras musculares, ±10% de fibras elásticas arteríolas – regulação do fluxo sanguíneo nos tecidos, menos fibras elásticas e mais fibras musculares (os vasos mais resistentes ao colapso) – regulação: sendo necessário mais sangue, dilatam; sendo necessário menos sangue, contraem capilares – células endoteliais e membrana basal – produtores de substâncias sem fibras musculares esfíncter pré-capilar (regulação da abertura do capilar – normalmente de fibras musculares lisas) – por exemplo, nos pulmões em repouso, não é necessário o trabalho constante e simultâneo de todos os alvéolos, sendo alguns capilares fechados de modo a que não chegue sangue a determinados alvéolos numa determinada contracção cardíaca. Assim, além de ser gasta apenas a energia necessária, se houver um movimento brusco como romper de uma corrida, recrutam-se os restantes alvéolos para um melhor aporte gasoso. 1. capilar com endotélio descontínuo passagem de proteínas, células 2. capilar com endotélio contínuo passagem modesta (endocitose, exocitose) 3. capilar com endotélio fenestrado passagem de água, sais e pequenas moléculas exemplo é o glomérulo renal, onde, além de outros factores de carga, etc., este sistema é importante para reter células sanguíneas como eritrócitos e proteínas vénulas – sem fibras musculares, parede um pouco mais espessa que a do capilar veias – mais distensíveis e com paredes mais finas que as artérias, poucas fibras musculares, válvulas Anastomoses arteriovenosas (circulação cutânea) camada muscular fina mas ricamente inervada pelo sistema nervoso simpático – ligação directa entre arteríolas e vénulas – importante na homeostase térmica através da vasoconstrição e vasodilatação 12 | P á g i n a SS Em geral… (proporcionalmente) artérias possuem uma parede espessa e um lúmen pequeno veias possuem uma parede fina e um lúmen grande endotélio importante na integridade funcional e estrutural do sistema circulatório produção de diferentes substâncias, se activado por citocinas, stress hemodinâmico, lípidos, AGEs (produtos de glicação – desde proteínas circulantes a colagénio da parede dos vasos, que pode levar a danos) propriedades e funções: -manutenção da permeabilidade da BHE -elaboração de anticoagulante, antitrombócito e fibrinoilítico… -elaboração de moléculas pró-trombóticas -produção de matriz extracelular (colagénio, protoglicanos) -modulação do sangue e reactividade muscular -regulação inflamatória e imunidade -… Trombose – deve-se a um trombo que é formado por acumulação de material na parede dos vasos, como sejam placas arterioscleróticas, até que se dá o total bloqueio (trombose) Embolia – deve-se a um êmbolo que pode ser gordura, ar ou um pedaço de trombo que segue pelo sistema circulatório até que encontra um estreitamento (arteríola, capilar) e provoca um bloqueio total (embolia) Aspectos Biofísicos fluxo sanguíneo, pressão sanguínea e resistência vascular segmento arterial – elasticidade e resistência segmento venoso – complacência/distensibilidade FLUXO SANGUÍNEO = PRESSÃO DE PERFUSÃO ÷ RESISTÊNCIA VASCULAR pressão de perfusão – gradiente de pressão, ou seja, (pressão final – pressão inicial) resistência vascular – resistências oferecidas à passagem artérias – se há estreitamento aumenta a pressão a montante veias – baixas pressões Fluxo Sanguíneo e Pressão na Circulação Fluxo sanguíneo num determinado local depende da diferença de pressões intralumiais entre a extremidade arterial e venosa (pressão de perfusão efectiva) pressão de perfusão = PA – PV (aurícula direita: pressão atmosférica (0 atm); ventrículo esquerdo) NOTA: Importa a diferença de pressão e não a pressão absoluta 100 mmHg – 75 mmHg = 25 mmHg 40 mmHg – 15 mmHg = 25 mmHg Em ambos o fluxo sanguíneo é igual, embora as pressões absolutas sejam muito diferentes, as diferenças de pressão são iguais. 13 | P á g i n a Fluxo Sanguíneo e Resistência Vascular Resistência vascular resistência oferecida pelos vasos sanguíneos ao fluxo de sangue (arteríolas e pequenas artérias – vasos resistentes) 8ηL Resistência vascular Lei de Poiseuille R= quanto > raio < resistência πR4 Capacitância/complacência capacidade de distensão (com sangue) do vaso sem aumento da pressão (veias – vasos complacentes) Complacência retardada aumento de volume e aumento de pressão no vaso numa fase inicial, mais tarde há distensão do vaso e a pressão volta à inicial Constrição do vaso aumento da resistência vascular e diminuição do fluxo sanguíneo sangue deriva para outros vasos Pressão crítica de encerramento – pressão a partir da qual não há fluxo ¼ L/min – Constrição do vaso Características do fluxo sanguíneo Fluxo laminar com velocidade máxima das camadas centrais Deslocação axilar dos glóbulos vermelhos nos pequenos vasos – diminuição da viscosidade Fluxo turbulento – velocidade do fluxo sanguíneo superior à velocidade crítica – velocidade máxima a que pode ocorrer fluxo laminar pode levar à formação de trombos, coágulos. Pode activar endotélio que começa a produzir substâncias que trazem problemas. Velocidade do fluxo sanguíneo alterações da área total de secção nas diferentes partes da circulação sistémica alterações da velocidade de fluxo nas diferentes partes da circulação sistémica velocidade varia inversamente com a área total de secção velocidade na aorta é superior à velocidade nos capilares pois a área total da aorta é inferior à dos capilares Pressão sanguínea na circulação sistémica As ondas de pressão criadas pela contracção ventricular reflectem-se nos vasos sanguíneos As ondas de pressão diminuem de amplitude com a distância e desaparecem nos capilares A grande diminuição da pressão ocorre nas arteríolas (maior resistência) 14 | P á g i n a SS 17/10/08 Fisiologia I – 16/17 Pressão Sanguínea Pressão sanguínea na circulação sistémica As ondas de pressão criadas pela contracção ventricular reflectem-se nos vasos sanguíneos As ondas de pressão diminuem de amplitude com a distância desaparecem nos capilares A grande diminuição ocorre nas arteríolas (maior resistência) Continua a diminuir nas vénulas, veias, até que na aurícula direita é igual à atmosférica (0 atm) Pressão Arterial força exercida pelo sangue por cada unidade de área de parede vascular. Varia com o ciclo cardíaco Pressão arterial sistólica/PS corresponde ao pico de ejecção Pressão diferencial ou de pulso = PS – PD) Pressão arterial diastólica/PD corresponde ao relaxamento ventricular Pressão arterial média/PAM = PD + (1/3).(PS – PD) Não é média aritmética porque a diástole dura mais tempo que a sístole Pressão nas circulações sistémica e pulmonar vasos pulmonares são muito distensíveis, oferecem pouca resistência baixa pressão sistémica 120/80 mmHg pulmonar 25/8-10 mmHg A pressão arterial média é função 1. do débito cardíaco -relação com o volume sistólico e a frequência cardíaca -um aumento da quantidade de sangue a sair e com uma frequência maior leva ao aumento da PA 2. da resistência periférica total -soma das resistências dentro do sistema respiratório arteriosclerose – com a idade os vasos vão perdendo fibras elásticas e, portanto, elasticidade -relação com a viscosidade do sangue e a área total de secção Pressão sistólica depende de: – ritmo de ejecção do ventrículo esquerdo (proporção directa) – distensão da parede arterial (proporção inversa) (diminui com a idade, aumentando a PA fisiológica) – ritmo de distribuição através da circulação Aumento de pressão durante a sístole – o ritmo de entrada do sangue é maior que o ritmo a que o sangue pode ser distribuído 15 | P á g i n a Pressão diastólica depende de: – resistência periférica total (proporção directa, aumenta nas pequenas artérias e arteríolas) – frequência cardíaca (taquicardia pode ser difícil levar o sangue para diante, aumenta a pressão) Pressão arterial Valores normais até 139/89 mmHg (> 140/90 mmHg problemático) Jovem, sentado, em repouso – ±120/70-80 mmHg Diminui durante o sono Valores mais baixos na mulher até aos 55-65 anos Aumento da pressão sistólica com a idade (perda da elasticidade da parede arterial, arteriosclerose) Medição da pressão arterial métodos não invasivos/indirectos (mais usados) -método palpatório -método oscilométrico -método auscultatório baseados no princípio da compressão seguida da descompressão lenta de um segmento arterial (artéria proximal) por intermédio de uma braçadeira pneumática Método auscultatório a) artéria obstruída, não há fluxo de sangue para a periferia: não há sons b) descompressão da artéria (pressão na braçadeira > PD e < PS): sons de Korotkoff fluxo turbulento c) artéria descomprimida, fluxo de sangue livre para a periferia: não há sons fluxo laminar Circulação venosa Veias ● Grande reservatório de sangue (vasos capacitantes/complacentes) ● Paredes finas/distensíveis ● Tónus venomotor – SN Simpático ● Pressão média = 2 mmHg [gradiente vs aurícula direita (pressão = 0 mmHg)] PA elevada constantemente: - Desgaste vascular - Activação constante do endotélio? segregação constante de factores adversos (coagulantes, etc.) Vasoconstrição artéria Venoconstrição veia 16 | P á g i n a SS Fluxo sanguíneo e Pressão nas veias a) efeito da gravidade Posição ortostática (em pé; linostática = deitado) ↓ Acumulação de sangue/aumento da pressão venosa (mais nos membros inferiores) ↓ manutenção da Diminuição do volume sistólico pressão de perfusão ↓ Hipotensão postural (correcção rápida pelo reflexo dos barorreceptores) b) efeito da bomba impulsionadora cardíaca e arterial – vis a tergo c) efeito da respiração 1) Inspiração (tórax dilata: pressão torácica desce; pressão abdominal sobe) ● aumento do retorno venoso ● aumento do débito do VD ● aumento da circulação pulmonar ● diminuição do débito do VE 2) Expiração (tórax retrai: pressão torácica sobe; pressão abdominal desce) ● diminuição do retorno venoso ● diminuição do débito do VD ● diminuição da circulação pulmonar ● aumento do débito do VE Inspiração Factores de aspiração – vis a fronte ● diminuição da pressão intratorácica ● expansão das veias torácicas ● diminuição da pressão venosa central ● aumento da pressão das veias abdominais d) efeito da bomba muscular esquelética contracção dos músculos – compressão das veias sangue bombeado em direcção ao coração (fluxo unidireccional das veias – valvas) Circulação capilar Fluxo laminar Endotélio Não tem fibras musculares (não há vasoconstrição/vasodilatação) - regulado por esfíncter (e por quantidade de sangue nas arteríolas) Microcirculação organizada em unidades funcionais dos esfíncteres pré-capilares capilares abertos fluxo capilar em relação com calibre das arteríolas terminais ● constrição dos esfíncteres pré-capilares capilares fechados fluxo deriva para as metarteríolas ● relaxamento 17 | P á g i n a Pressão e Fluxo Capilar Baixa resistência: ● grande área total de secção ● ausência de camada muscular (ausência de vasoconstrição) ● fluxo laminar (pequena flutuação do fluxo – relação com a vasoconstricidade das arteríolas) Baixa pressão: ● ±32 mmHg no terminal arterial ● 12-20 mmHg no terminal venoso ● mas diferenças nas pressões capilares de órgão para órgão Trocas de soluto, H2O capilar – membrana semi-permeável -Gases e pequenas moléculas lipofílicas (via transcelular) -Grandes moléculas (transcitose) Forças que causam filtração no terminal arterial Forças que causam absorção no terminal venoso Circulação linfática Vasos ● Endotélio sem fenestrações ● Membrana basal quase inexistente ● Grandes fendas intercelulares ● Músculo liso ● Válvulas (mais linfáticos colectores) ● Atravessam gânglios linfáticos Excesso de água e solutos filtrados (filtração excede absorção) ↓ circulação linfática ↓ circulação venosa Linha aferente: a mesma composição do fluido intersticial (composição iónica igual ao plasma mas menos proteínas e poucas células) Linha eferente: novo volume e nova composição (mais proteínas e linfócitos) Circulação unidireccional: válvulas, peristalse (mais importante) adicionalmente: -contracção do músculo esquelético -pressão negativa intratorácica (inspiração) -sucção pelo sangue venoso Edema – acumulação anormal de líquido intersticial obstrução linfática edema -Má nutrição poucas proteínas diminui a pressão osmótica nos capilares edema -Doenças do fígado (com ascite) compromete grande parte da síntese proteica -Síndrome nefrótico saída de proteínas Aumento da pressão hidrostática nos capilares saída de líquido 18 | P á g i n a SS 20/10/08 Fisiologia I – 18 Renina – enzima proteolítica sintetizada no rim (Renina) Angiotensinogénio Angiotensina I Angiotensina II Angiotensina II: vasoconstritor + ● retém Na no rim ● estimula produção de aldosterona ● efeito Aldosterona: vital + ● retém Na + ● elimina K ● hormona Seja, todos promovem a retenção de Na+ e água aumento da Pressão Arterial – medicação para inibir conversor de Angiotensina I em Angiotensina II utilizada em doentes hipertensos Mecanismos de Regulação da Circulação Periférica controlam o calibre dos vasos sanguíneos/resistência vascular Vasoconstrição e vasodilatação autorregulação das arteríolas (imp. nos tecidos) Regulação intrínseca ou local regulação metabólica regulação mediada pelo endotélio regulação nervosa Regulação extrínseca regulação humoral (subst. em circulação: hormonas, …) reflexos vasculares Regulação intrínseca ou local do fluxo sanguíneo periférico resposta directa do músculo liso ao stress e a substâncias químicas 1. Autorregulação das arteríolas Teoria Miogénica da Autorregulação (resposta do músculo liso à distensão) Aumento da pressão sanguínea e fluxo sanguíneo ↓ Distensão vascular ↓ Vasoconstrição compensatória/aumento da resistência ↓ Diminuição do fluxo sanguíneo Teoria Metabólica da Autorregulação aumento do fluxo sanguíneo e diminuição das substâncias vasodilatadoras 19 | P á g i n a 2. Regulação metabólica a) metabolitos vasodilatadores b) diminuição do O2 e do pH e aumento do CO2 c) aumento da osmolaridade e da temperatura d) aumento do K+ e do lactato e) adenosina e histamina 3. Regulação mediada pelo endotélio a) prostaciclina (PGI2) – vasodilatação b) tromboxano A2 – vasoconstrição c) óxido nítrico (NO) – vasodilatação d) endotelina-1 (ET-1) – vasoconstrição Regulação extrínseca nervosa do fluxo sanguíneo periférico Sistema nervoso simpático – vasoconstrição e venoconstrição Sistema nervoso parassimpático – fraca acção na resistência periférica total, não é fulcral/tem efeito leve excepto: ● nos vasos da cabeça ● nos órgãos genitais ● na bexiga ● no intestino grosso Actividade tónica das fibras vasoconstritoras Sistema nervoso simpático – norepinefrina/receptores α 1. 2. Acção do SN Simpático – vasoconstrição ● actividade tónica das fibras vasoconstritoras – tónus vascular ● importante para a diminuição da actividade destas fibras – vasodilatação ● acção principal nas artérias e grandes arteríolas Acção do SN Parassimpático – vasodilatação nervosas sem actividade tónica ● fibras 3. Acção do SN Simpático – sistema vasodilatador simpático – vasodilatação simpáticas colinérgicas vasodilatadoras (músculo esquelético) ● fibras 4. Acção dos Neuropeptídeos ● VIP e inervação colinérgica – vasodilatação (VIP – Vaso?Peptide) ● NY e inervação adrenérgica – vasoconstrição (NY – Neuropeptídeo Y) 24/10/08 Fisiologia I – 19/20 Coração e Circulação Regulação extrínseca humoral do fluxo sanguíneo periférico Vasodilatação 1. Epinefrina (medula SR) ● receptores β-adrenérgicos – efeito do SN Simpático mas mais duradouro ● vasos de fígado e músculo esquelético 20 | P á g i n a SS 2. Atrial Natriuretic Peptide/ANP (produzida por miócitos auriculares) da acção de vários vasoconstritores ● também provoca a diminuição do volume de sangue por aumento da excreção renal de Na+ e H2O ● Natri (sódio) Uretic (urético) elimina sódio pela urina, o que arrasta água. Faz assim com que diminua a pressão arterial por diminuição da volémia ● antagonista Vasoconstrição 1. Epinefrina e Norepinefrina (medula SR) ● receptores α-adrenérgicos 2. Angiotensina II (sistema renina-angiotensina-aldosterona) ● aldosterona (córtex SR) e angiotensina II – pressão sanguínea – aumento do volume de sangue por reabsorção renal de Na+ e H2O 3. ADH/Vasopressina (hipófise posterior) – pressão sanguínea – aumento do volume de sangue por diminuição da excreção renal de H2O ● ADH Reflexos vasculares simpático – vasoconstrição, tónus basal; aumenta frequência e débito cardíacos (contracção) parassimpático – pouco efeito; baixa a frequência cardíaca e pouco efeito sobre o débito cardíaco (contracção auricular) Barorreceptores e quimiorreceptores aórticos e carotídeos barorreceptores – sensíveis à pressão quimiorreceptores – sensíveis a variações de pCO2, pO2, pH (também estão envolvidos no controlo da respiração) 1. Barorreceptores aórtico e carotídeo – Reflexo de barorreceptores ● sensibilidade ao aumento da pressão/distensão dos vasos respectivos ● actividade tónica (se PA normal) ↓ Disparos dos barorreceptores carotídeo e aórtico ↓ Pressão sanguínea média em posição ortostática Centro de controlo cardiovascular na medula ↓ Acção parassimpática ↑ Acção simpática Artérias e veias Ventrículos Nódulo SA ↑ Força de contracção ↑ Frequência cardíaca ↑ Débito cardíaco 21 | P á g i n a Reflexo de Barorreceptores - alteração do tónus vascular periférico - alteração da frequência cardíaca - alteração da contracção cardíaca 2. Quimiorreceptores periféricos (corpos aórtico e carotídeo) ● sensibilidade a pCO2, pO2, pH ● hipóxia e hipercapnia – vasoconstrição 3. Quimiorreceptores centrais (medula alongada) + ● sensibilidade à pCO2 (mais imp.) e pH do LCR (ao aumento de iões H ) ● menor sensibilidade à pO2 ● hipóxia e hipercapnia – vasoconstrição 4. Receptores de estiramento auriculares e ventriculares ● vasodilatação Pressão Arterial = Débito Cardíaco × Resistência Periférica Total aumento do fluído extracelular aumento do volume sanguíneo aumento da pressão média de enchimento aumento do retorno do sangue venoso para o coração aumento do débito cardíaco autorregulação aumento da pressão arterial increased total … Quanto maior o débito cardíaco maior a PA Quanto maior a RVP maior a PA – aterosclerose, rigidez das paredes Volume sanguíneo: ● actividade renal ● ADH e ANP Regulação a curto prazo – compensação por sistema cardiovascular – segundos ou minutos. Relacionada com frequência e débito cardíacos, vasodilatação e vasoconstrição SN autónomo Regulação a longo prazo – compensação pelo rim – horas a semanas. Relacionada com ADH, ANP. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona acção directa da angiotensina II constrição da arteríola aferente – diminui RFG (ritmo de filtração glomerular) aumenta a reabsorção de Na+ e H2O (células tubulares) 22 | P á g i n a SS Baixa da PA Subida da PA Renina (rim) Substracto da renina (angiotensinogénio) vasoconstrição e aumento da volémia Angiotensina I (alvo terapêutico) Angiotensina II vasoconstritora directa actua no córtex SR e leva à produção de Aldosterona aumentam a retenção de Na+ e H2O ADH/vasopressina – antidiurética e vasoconstritora (sobretudo de pequenos vasos) No rim aumenta a permeabilidade tubular ao H2O aumenta a reabsorção de H2O aumento da volémia aumento da PA Diminuindo a pressão, diminui a actividade dos barorreceptores Atrial Natriuretic Peptide (ANP) quando as aurículas enchem, miócitos auriculares são estimulados a secretar ANP – diminui a secreção e acção da ADH aumenta a excreção de água No rim: ● dilatação da arteríola aferente eliminação de sódio e água ● constrição da arteríola eferente (controverso) ● diminui reabsorção tubular de sódio ● diminui a renina diminui a aldosterona aumenta a excreção de sódio e de água Circulação coronária Factores que afectam a resistência vascular coronária Factores físicos (1), neurohumorais (2) e metabólicos (3) (1) Compressão sistólica (2) Nervos simpáticos + α-receptores β-receptores – Nervos vagos + NO (3) canais KATP – Adenosina oxygen supply Outros factores metabólicos: pO2, – + + pCO2, H , K+ ↑ actividade contráctil do miocárdio ↑ metabolismo ↓ pO2 no miocárdio 23 | P á g i n a 1. Factores físicos – fluxo coronário fásico (com o ciclo cardíaco) a) alterações da pressão aórtica ● aumento do fluxo em relação com o aumento da pressão aórtica ● diminuição do fluxo em relação com a diminuição da pressão aórtica b) compressão extravascular (contracção do coração) ● fluxo mínimo no início da sístole ventricular - compressão máxima das coronárias ● fluxo máximo no início da diástole ventricular - compressão mínima das coronárias variações menores do fluxo coronário (pressões mais baixas no ventrículo direito) 2. Factores neurohumorais 2.1. SN Simpático e epinefrina primariamente, vasoconstrição e diminuição do fluxo sanguíneo (receptores αadrenérgicos) mas predomina a vasodilatação e o aumento do fluxo sanguíneo (receptores badrenérgicos) aumento da frequência e força de contracção cardíacas e aumento do metabolismo 2.2. SN Parassimpático vasodilatação e aumento do fluxo sanguíneo 2.3. Reflexo dos barorreceptores e quimiorreceptores 3. Factores metabólicos Fluxo variável de acordo com a actividade metabólica do coração Balanço de oxigénio no coração conteúdo arterial de O2 fluxo sanguíneo coronário fornecimento de O2 para o miocárdio necessidade de O2 do miocárdio metabolito vasodilatador taxa metabólica do miocárdio relação O2 arterial/O2 necessário Circulação cutânea arteríolas e anastomoses arteriovenosas – vasos resistentes anastomoses arteriovenosas insensíveis ao controlo metabólico e à autorregulação sensíveis aos vasoconstritores nervosos principal função – regulação da temperatura 24 | P á g i n a SS 27/10/08 Fisiologia I – 21 Tipos de Circulação Regulador do fluxo – Temperatura Diminuição da temperatura Receptores de temperatura ↓ Activação simpática ↓ Acção nas anastomoses ↓ Vasoconstrição ↓ Diminuição do fluxo sanguíneo à superfície ↓ Diminuição da perda de calor Aumento da temperatura Receptores de temperatura ↓ Inibição simpática ↓ Acção nas anastomoses ↓ Vasodilatação ↓ Aumento do fluxo sanguíneo à superfície ↓ Aumento da perda de calor Circulação intestinal 1. Regulação metabólica glicose, ácidos gordos, adenosina 2. Regulação hormonal gastrina e colecistocinina 3. Regulação nervosa SN Simpático vasoconstrição e venoconstrição (também há receptores βadrenérgicos vasodilatação) Gastrina ● produzida no estômago e um pouco no início do duodeno ● ↑ motilidade digestiva e secreções ● ↑ fluxo sanguíneo do sistema digestivo Colecistocinina ● produzida no intestino ● importante para a secreção do pâncreas ● ↑ fluxo sanguíneo ● (1ª hormona da saciedade a ser conhecida) SN Simpático diminui a motilidade Os ácidos gordos são muito grandes para passar na parede dos capilares, não indo para a veia porta. Vão por linfáticos, integrando depois a circulação sistémica até chegarem ao fígado. vilosidade Arteríolas e vénulas mecanismo em contracorrente vários capilares ligam umas às outras arteríola vénula linfático 25 | P á g i n a Circulação hepática 1. Regulação nervosa SN Simpático, constrição dos vasos pré-sinusoidais (sistemas venoso portal e arterial hepático) 2. Autorregulação metabólica Adenosina (sistema arterial hepático) Pressões médias artéria hepática: ±90 mmHg veia porta: ±10 mmHg sinusóides: ±2-3 mmHg Resistências resistência a montante dos sinusóides é maior que a resistência a jusante Vasos capacitantes – grande reservatório de sangue Circulação cerebral arterial = efluxo venoso ● volume de sangue e fluidos extracelulares ± constante ● fluxo sanguíneo regional associado à actividade nervosa regional (num determinado momento) ● influxo Fluxo sanguíneo mantido se PA for de 60-160 mmHg ● diminuição do fluxo sanguíneo e síncope se PA<60 mmHg ● aumento da permeabilidade da barreira HE e edema se PA>160 mmHg Regulação SN Simpático ? Autorregulação miogénica ? Factores locais (+ imp.) – CO2, pH local e adenosina Circulação do músculo esquelético fluxo sanguíneo em função da actividade muscular e do tipo de músculo Repouso ● constrição e relaxamento intermitente das arteríolas ● maioria dos capilares não perfundidos ● fluxo sanguíneo baixo - regulação nervosa/SN Simpático Exercício ● vasodilatação arteriolar e recrutamento de capilares ● aumento do fluxo sanguíneo - regulação local/metabólica (+ imp.) - regulação hormonal – epinefrina circulante (receptores β-adrenérgicos) Activação de mecanorreceptores e quimiorreceptores no músculo esquelético Também aumentam: -fluxo sanguíneo coronário -fluxo sanguíneo cutâneo -retorno venoso 26 | P á g i n a SS Os barorreceptores funcionam ao contrário, seja, aumenta o estímulo simpático no coração e diminui o parassimpático. 30/10/08 Fisiologia I – 22/23 Células Sanguíneas e Coagulação do Sangue • • • • • Identificar e descrever as funções dos diferentes constituintes do sangue Identificar o hemograma e a fórmula leucocitária Descrever a hematopoiese e identificar os factores reguladores ? Glóbulos vermelhos Plaquetas Funções do sangue Sangue – veículo vital de comunicação entre tecidos ● Transporte de nutrientes ● Transporte de O2 e CO2 ● Transporte de produtos de metabolismo ● Transporte de hormonas ● Protecção contra organismos invasores Composição do sangue Plasma: ± 55% Iões Água Gases (O2, CO2) Elementos vestigiais e vitaminas Moléculas orgânicas ● Aminoácidos ● Glucose ● Lípidos ● Desperdício nitrogenado (nitrogenous waste) ● Proteínas: ± 60% das proteínas Albumina pressão oncótica transporte de substâncias ± 40% das proteínas Globulinas factores de coagulação anticorpos e enzimas transporte de substâncias Fibrinogénio – factor de coagulação Elementos celulares: ± 45% Glóbulos vermelhos Plaquetas Glóbulos brancos 27 | P á g i n a Glóbulos brancos a) Agranulócitos ● Linfócitos -células B – imunidade humoral -células T – imunidade celular -células macrófago-like (não existem em circulação mas em todas as células) ● Monócitos -são fagócitos -diferenciam-se em macrófagos tecidos -participam na resposta imune b) Granulócitos ● Neutrófilos -são fagócitos ● Eosinófilos -acção nas alergias e parasitoses ● Basófilos -mastócitos – tecidos -libertação de heparina (anticoagulante endógeno) e histamina -participação nas defesas locais Contagem dos elementos celulares do sangue Diminuição Aumento Anemia Policitemia Leucopenia Leucocitose Trombocitopenia Trombocitose Valores Contagem diferencial de GB ou fórmula leucocitária (%) Percentagem de cada tipo de GB em relação ao número total de GB O homem tem mais GB que a mulher porque a testosterona estimula factor hematopoiético Mulher: 4,5×1012 Homem: 5×1012 Leucócitos 7×109 Neutrófilos 5,0×109 (40-75%) Eosinófilos 100×106 (1-6%) Basófilos 40×106 (<1%) Monócitos 0,4×109 (2-10%) Linfócitos 1,5×109 (20-45%) Plaquetas 250×109 Eritrócitos Parâmetros Hematócrito/Ht (%) separação do sangue em células e plasma Homem: 40-50 (54%) Mulher: 35 (37)-45 (47%) 28 | P á g i n a SS Hemoglobina/Hb (g/dL) Homem: 14-17 g/dL Mulher: 12-16 g/dL Volume globular médio/VGM = Ht ÷ nº de GV (fL) 80-96 fL Concentração da globulina corpuscular média/CHCM = Hb ÷ Ht (g/dL) 30-34 g/dL Morfologia dos GV por esfregaço sanguíneo e visualização microcópica homogenia de tamanho e morfologia (Anizocitose ?) Hematopoiese Produção de células sanguíneas Célula estaminal pluripotente: a) multipotencial linfóide não aparecem no sangue, estando em geral linfócitos T e B a sua presença associada a problemas b) multipotencial mielóide restantes células Reticulócito – precursor directo dos GV; é enviado para a circulação a partir da medula do osso e depois (±24h) diferencia-se em GV Megacariócito – precursor das plaquetas; envia pequenos fragmentos de citoplasma para o sangue (plaquetas) A hematopoiese tem início na vida intra-uterina, mantém-se ao longo da vida, é uma regeneração constante e permite a adaptação às necessidades. Factores de crescimento hematopoiéticos regulação da hematopoiese estimulação da diferenciação e proliferação das células progenitoras 1. 2. 3. 4. Colony stimulating factors/CSFs ● produção: células endoteliais, GB, medula óssea ● GM-CSF – acção no GB (também em GV e megacariócito) ● G-CSF – acção no neutrófilo ● M-CSF – acção no monócito Interleucinas/IL (+IL3) ● produção: células endoteliais, GB ● acção em todas as linhas celulares mas mais nos GB Trombopoietina/TPO ● produção: sobretudo no fígado ● acção na maturação dos megacariócitos e libertação das plaquetas Eritropoietina/EPO ● produção: rim ● acção na formação dos eritroblastos e maturação dos GV 29 | P á g i n a Medula óssea Ao longo da vida alguma medula vermelha vai passando a amarela (adipócitos) Glóbulo vermelho/Eritrócito Diferenciação celular do GV 1. Células progressivamente mais pequenas 2. Menos organelos 3. Mais hemoglobina 4. Aquisição de receptores para o complexo ferro-transferrina 5. Reticulócito – sem núcleo e alguns organelos mas ainda mantém mitocôndrias (é enviado para o sangue) GV ● forma de disco bicôncavo que proporciona uma grande relação superfície/volume (o aumento da superfície facilita as trocas ● dimensão e forma semelhantes entre todos ● sem núcleo nem organelos ● incapaz de metabolismo aeróbio e de síntese proteica ● membrana plasmática com proteínas/polissacarídeos diferentes ● com citosqueleto mas flexível ● tempo de vida de 120 ±20 dias ● função principal: transporte de O2 e CO2 Hemoglobina HbA 2 cadeias α e 2 cadeias β 4 grupos heme com ferro HbF 2 cadeias α e 2 cadeias γ 4 grupos heme com ferro HbA2 (2,5%) 2 cadeias α e 2 cadeias δ 4 grupos heme com ferro HbA1C - glicosilada glicose ligada à valina da cadeia β Uma molécula de hemoglobina – ligação de 4O2 (oxihemoglobina) Metabolismo do ferro e vida dos GV ferro ligado a transferrina medula vermelha ferro vitamina B12 ingestão GV velhos ácido fólico ferritina no fígado GV velhos – reciclagem de ferro e aminoácidos das globinas (armazenamento e utilização) Absorção de ferro (intestino) absorção regulada de acordo com as necessidades do organismo epitélio intestinal (enterócitos) 3+ ● contém ferritina – liga Fe irreversivelmente não sendo absorvida pelos capilares (excreção pelas fezes) ● se diminui a necessidade de ferro, sobe a quantidade de ferritina nos enterócitos ● se aumenta a necessidade de ferro, diminui a quantidade de ferritina nos enterócitos e o Fe é absorvido, ligando à transferrina em circulação 30 | P á g i n a SS Regulação da produção medular de GV Eritropoietina/EPO estímulo da proliferação das células progenitoras diferenciação em GV maduros ↓ aporte de O2 nos rins ↓ ↑ secreção de EPO (no rim) ↓ ↑ EPO no plasma ↓ ↑ produção de eritrócitos (na medula óssea) ↓ ↑ concentração plasmática de Hb ↓ ↑ aporte de O2 nos rins ↓ ↓ secreção de EPO (no rim) Reacções de transfusão destruição das células do dador pelos anticorpos plasmáticos do receptor Sistema ABO tipos de sangue – diferentes tipos de antigénios (ag) no GV antigénios: glicoproteínas de membrana (GV) antigénicas se expostas a outra pessoa anticorpos (ac) naturais: cada pessoa tem os acs contra os ags que não possui; nasce com eles Sistema Rh de proteínas factor Rh – agD é o mais frequente e o mais antigénico (Rh+ e Rh-) segue a lei da imunidade (não há acs naturais) formação de acs após a primeira exposição ao ag Incompatibilidade Rh mãe-feto e eritroblastose fetal (mão Rh- e filho Rh+) deve-se ao ac responsável ser a IgG, que consegue atravessar a placenta No sistema ABO não há este problema porque o ac responsável é a IgM, que não consegue transpor a placenta 03/11/08 Fisiologia I – 24 Plaquetas/Trombócitos e Hemostase Hemostase processo de prevenção da perda de sangue num vaso sanguíneo lesionado relação com duas funções: - manutenção da fluidez do sangue - formação do tampão hemostático no local da agressão 31 | P á g i n a Mecanismos de coagulação equilíbrio Mecanismos de fluidez do sangue Mecanismos de hemostase ● vasoconstrição – diminuição local do fluxo de sangue ● formação do coágulo/tampão plaquetar – hemostase primária ● formação do coágulo sanguíneo – hemostase secundária ● retracção do coágulo e reparação dos tecidos Plaquetas ● fragmentos de megacariócitos reserva medular dos megacariócitos ● vida curta: ±10 dias ● fraca ● Células activas e activáveis anucleadas, mas com: -mitocôndrias, REL, receptores superficiais -grânulos α: fibrinogénio, fibronectina, factores de coagulação, PDGF, TGF-β -grânulos δ: ADP, ATP, cálcio ionizado, serotonina, histamina (últimos dois são vasoconstritores) -complexos fosfolipídicos -proteínas contrácteis (actina, miosina, entre outras) ● Células Funções: hemostase primária e secundária integridade do endotélio vascular Formação do coágulo/tampão plaquetar – hemostase primária Activação das plaquetas Factor de Von Willerbrand/vWF – adesão das plaquetas ao colagénio Agressão do vaso ↓ Plaquetas em contacto com os constituintes da matriz ↓ Adesão das plaquetas ao colagénio ↓ Secreção de factores plaquetares ↓ Atracção e adesão de mais plaquetas ↓ Agregação plaquetar ↓ Formação do tampão plaquetar + Vasoconstrição (tromboxano A2 e serotonina) Limitação da extensão do coágulo Produzidos pela parede sã: Prostaglandinas: ● vasodilatação ● inibição da agregação plaquetar ● antagonista do tromboxano A2 32 | P á g i n a NO: ● vasodilatação ● inibição da activação plaquetar ● inibição da adesão plaquetar ● inibição da agregação plaquetar SS Formação do coágulo sanguíneo Série de conversões enzimáticas em cadeia (duas vias) Activação de factores de coagulação Sintetizados maioritariamente no fígado (muito dependente de vitamina K) Remoção do coágulo sanguíneo Via extrínseca formação de menos trombina activação da via intrínseca via inicial de coagulação Via intrínseca formação de mais trombina Via extrínseca activada pela ruptura do vaso Via intrínseca activada por mediadores que circulam nos vasos, quando estes encontram uma lesão Trombina – retracção do coágulo: -contracção plaquetar -contracção do músculo liso vascular Trombina Fibrinogénio Factor XIII Fibrina Factor XIIIa Fibrina cross-linked Coágulo Sanguíneo Hemostase ● Formação do tampão plaquetar ● Formação do coágulo sanguíneo ● Remoção do coágulo sanguíneo Sistemas de anticoagulação e fibrinólise 1) Limitação da extensão do coágulo NO e prostaciclinas 2) Lise ou dissolução do coágulo Principal mecanismo de remoção do coágulo SISTEMA FIBRINOLÍTICO activador do plasminogénio (tPA – tissue plasminogen activator) e a uroquinase Plasminogénio ACTIVA Plasmina SOLUBILIZA Fibrina (dissolução da rede de fibrina e do coágulo) No caso de exagero de dissolução: PAI – plasminogen activator inhibitors α2-antiplasmina 33 | P á g i n a 3) Anticoagulantes endógenos ● Anti-trombina III -inactivação da trombina -inactivação de outros factores de coagulação activados (IXa, Xa, XIa, XIIa) ● Heparina -activação da anti-trombina III (potenciadora) -inibição da função plaquetar ● Inibidor da Via do Factor dos Tecidos (TFPI) -inibição de Xa e VIIa (ou seja, da via extrínseca) ● Trombomodulina e proteínas C e S -inactivação dos efeitos pró-coagulantes da trombina -inactivação dos factores Va e VIIIa Célula endotelial Trombomodulina Trombina Proteína C + Proteína S Proteína C activada inibe Factor V Estimula a produção de plasmina Factor VIII Papel central da trombina na hemostase e na activação celular 1) Agregação e secreção plaquetares 2) Activação do endotélio 3) Activação de células inflamatórias monoclonais 4) Formação da fibrina 5) Modulação da actividade da trombina Endotélio Modulação de diferentes efeitos, por vezes opostos, na hemostase 1) propriedades fibrinolíticas, anticoagulantes e antiplaquetares Trombomodulina, TFPI, Heparina-like, PGl2, NO, … 2) activação do endotélio em caso de agressão – actividade pró-coagulante produz PAI e vWF, activa a via extrínseca 34 | P á g i n a SS 06/11/08 Fisiologia I – 25/26 Sistema Respiratório • Ventilação pulmonar ● Compreender os mecanismos subjacentes ● Identificar e compreender a acção dos diferentes factores envolvidos • Difusão de gases ● Identificar e compreender a acção dos diferentes factores envolvidos • Fluxo sanguíneo pulmonar ● Compreender as variações (…) ● Identificar e compreender a relação entre a ventilação e a perfusão • Transporte de gases no sangue ● Identificar as diferentes formas de transporte de O2 e CO2 • Controlo da ventilação ● Identificar e compreender mecanismos de controlo central ● Identificar e compreender a acção dos quimiorreceptores centrais ● Identificar e compreender a acção dos quimiorreceptores periféricos Vias respiratórias superiores Cavidade nasal, boca, laringe (também para fonação). Servem vários propósitos: ● aquecimento do ar (nariz) ● humidificação do ar ● filtração do ar Pulmão – órgão principal da respiração externa Funcionalidade elástica – rico em fibras elásticas Pleura: -protecção -possui pressão negativa (menor que atm) permite a expansão do pulmão Ossos e músculos assistem respiração Funções do sistema respiratório (respiratórias e não respiratórias) gasosas de O2 e CO2 ● Regulação do pH (retenção e eliminação do CO2) ● Fonação (lábios, língua e palato mole + cordas vocais) ● Defesa contra agentes patogénicos e irritantes: -nariz e fossas nasais -muco e cílios -constrição bronquiolar -secreções brônquicas -macrófagos alveolares ● Reservatório de sangue ● Filtração de materiais indesejáveis na circulação ● Produção de substâncias (ex.: surfactante, prostaglandinas, histamina) ● Remoção de substâncias do sangue (ex.: prostaglandinas, bradicinina, acetilcolina, serotonina, norepinefrina) ● Activação de angiotensina I em angiotensina II (a enzima de conversão é maioritariamente produzida no epitélio pulmonar) ● Trocas 35 | P á g i n a Ramificação Zona de condução ● não participa nas trocas gasosas ● aquecimento do ar ● humidificação do ar ● mecanismos de defesa ● resistências diferentes ao fluxo de ar Zona respiratória ● trocas gasosas traqueia, brônquios, bronquíolos, bronquíolos terminais bronquíolos respiratórios, canais alveolares, sacos alveolares Muco e epitélio ciliado – zona de condução de muco: goblet cells/glândula sub-mucosa ● Funções do muco: humidificação do ar e retenção de partículas inspiradas ● Muco arrastado pelos cílios do epitélio Músculo liso: presente nos bronquíolos, na traqueia e brônquios não pois estes são ricos em cartilagem (não colapsam) Broncoconstrição Xarope – liquidifica o muco Broncodilatação tornando mais fácil expeli-lo ● Produção SN Parassimpático – broncoconstritor SN Simpático – broncodilatador asmáticos: libertação de histamina pelos mastócitos (é vasoconstritora) bombas: actividade simpática ligam a receptores adrenérgicos (agonistas) Fumadores, bronquites crónicas: líquido (edema) lúmen menor mais facilmente colapsa na expiração dificuldade em respirar Circulação pulmonar sangue venoso arterial Circulação brônquica sangue arterial venoso Mistura de sangues – venoso (2%) e arterial O que chega à aurícula tem pO2 menor que o que está nos alvéolos Unidades alvéolo-capilares unidades funcionais Centenas de capilares por alvéolo: adulto tem ±3 milhões de alvéolos Alvéolo células alveolares tipo I ou pneumócitos tipo I: onde se dão trocas gasosas células alveolares tipo II ou pneumócitos tipo II: produzem surfactante macrófagos alveolares: eliminam microrganismos que escapam aos cílios, muco, … Membrana respiratória: ● Epitélio alveolar ● Membrana basal epitelial ● Membrana basal capilar ● Endotélio capilar Facilitam trocas gasosas: ↓ espessura e ↑ área total capilar endotélio membrana basal fundida epitélio alveolar espaço alveolar 36 | P á g i n a SS Pressão hidrostática média: 7 mmHg (capilar da circulação pulmonar) Pressão hidrostática no interstício: -8 mmHg Pressão osmótica: -28 mmHg Pressão intersticial: -14 mmHg Pressão efectiva: +1 mmHg Assim, passa pouco líquido para o interstício e, o que passa, é encaminhado para os linfáticos (-5 mmHg). Se assim não fosse, os alvéolos ficariam com líquido e, portanto, não funcionais. Respiração 1. Ventilação 2. Trocas gasosas, O2 e CO2 (pulmão) 3. Transporte sanguíneo, O2 e CO2 4. Trocas gasosas, O2 e CO2 (tecidos) 5. Utilização celular de O2, produção celular de CO2 (respiração interna) Ventilação A contracção e a expansão da caixa torácica é o resultado da actividade de diferentes músculos Músculos inspiratórios Músculos expiratórios ● diafragma (++) ● abdominais ● esternocleidomastoideu ● intercostais externos ● escalenos (necessários nas expirações forçadas ● intercostais externos empurram o diafragma para cima, (aumentam o volume da caixa sendo activa. Normalmente a expiração é torácica. Inspiração é sempre activa, ou passiva, a elasticidade pulmonar é seja, implica sempre a contracção de suficiente) 500 mL por inspiração músculos) Contracção e expansão da caixa torácica: gradientes de pressão Lei de Boyle: P1 × V1 = P2 × V2 Alteração das dimensões do pulmão – diferenças de pressão alveolar Durante a ventilação o ar move-se para dentro e para fora do pulmão porque a pressão alveolar fica alternadamente menor e maior, relativamente à pressão atmosférica Ventilação e gradientes de pressão Recolha elástica – colapso do pulmão ↕ Pressão transpulmonar – expansão pulmonar Balanço estável: após inspiração Não há fluxo de ar após expiração 37 | P á g i n a Patm Determinante do fluxo do ar Determinante da expansão pulmonar: Pressão transpulmonar Patm – Palv Parede torácica Fluido interpleural Palv Parede pulmonar Palv – Pip Pip Pressão intrapleural: acção anti-colapso do pulmão Eventos durante a inspiração Inspiração: processo activo Diafragma e intercostais inspiratórios contraem ↓ respiração em repouso Tórax expande ↓ Pip fica subatmosférica de -4 para -7 mmHg ↓ ↑ pressão transpulmonar ↓ Pulmões expandem ↓ pressão transpulmonar > recolha elástica Palv fica subatmosférica ↓ de 0 para -1 mmHg O ar flui para o alvéolo ↓ 500 mL de ar Final da inspiração: Palv = Patm não há fluxo do ar Recolha elástica em equilíbrio com pressão transpulmonar Eventos durante a expiração Expiração: processo passivo (expiração em repouso) processo activo (músculos expiratórios – expiração profunda) Mudanças de pressão Patm – Palv = Factor de mobilização do ar Palv – Pip = Factor de expansão pulmonar Final da expiração Palv – Pip = 4 mmHg Palv = 0 mmHg Pip = -4 mmHg Patm = 0 mmHg 38 | P á g i n a Final da expiração Palv – Pip = 7 mmHg Palv = 0 mmHg Pip = -7 mmHg Patm = 0 mmHg SS Factor de recolha pulmonar – recolha elástica Pneumotórax: espaço interpleural fica com pressão positiva (Pip > 0 mmHg) desaparece o factor de expansão pulmão colapsa A causa mais comum é traumatismo, há também espontâneos e associados as alpinistas/mergulhadores Ao nascimento O pulmão está colapsado É necessário um gasto de energia brutal para expandir o pulmão Obtém-se o volume residual (VR) que nunca mais se perde Compliance/Coeficiente de distendibilidade: grau de expansão do pulmão/unidade de aumento da pressão transpulmonar (sendo Palv constante, quanto menor Pip, maior Ptranspulmonar Determinantes da compliance ● Capacidade de distensão do tecido pulmonar (elasticidade) ● Tensão superficial de líquidos alveolares Compliance = ∆ volume pulmonar ∆ (Palv – Pip) 10/11/08 Fisiologia I – 27 Sistema Respiratório Surfactante ● Agente activo de superfície ● Mistura de fosfolípidos e proteínas ● Produzido pelas células alveolares tipo 2 ● Produzido pelo pulmão fetal no final da gestação (problema grave em prematuros, embora hoje em dia seja possível aplicar externos; produção de cortisol no feto) ● Secreção estimulada pela respiração profunda Surfactante – opõe-se à força elástica causada pela tensão superficial dos líquidos que revestem a parede interna dos alvéolos P= 2T R Se o Raio diminui, o surfactante diminui a Tensão superficial para manter a Pressão igual a um alvéolo maior. Ou seja, o surfactante permite que os alvéolos mais pequenos tenham a mesma pressão que os alvéolos maiores, de modo a que haja equilíbrio e manutenção. Acções do surfactante dos alvéolos ● Prevenção da acumulação de líquidos nos alvéolos ● Aumento da compliance/distensibilidade pulmonar ● Estabilização 39 | P á g i n a Resistências das vias aéreas F= Patm – Palv R F – Fluxo de ar R – Resistência das vias aéreas A resistência das vias aéreas é afectada por factores químicos, nervosos e físicos Inspiração ● Factores físicos 1. Pressão transpulmonar e expansão das vias aéreas ● Ptranspulmonar impede o colapso das pequenas vias aéreas ● Distensão das vias aéreas – resistência baixa 2. Tracção lateral ● Acção das fibras elásticas (ligam o exterior das vias aéreas ao tecido que envolve os alvéolos) ● Maior expansão dos alvéolos – resistência baixa Pressão transpulmonar e tracção lateral: Redução da resistência das vias aéreas Na expiração ocorre o inverso: volumes baixos e oclusão das pequenas vias aéreas (aumento da resistência) 150 mL 150 mL 150 mL Volume nas vias de condução 150 mL Gás alveolar Volume Tidal (450 mL) VT = VA + VD Espaço morto anatómico (150 mL) Vias condutoras Não participa nas trocas gasosas 150 mL 150 mL 150 mL 150 mL Ventilação alveolar/VA Ar novo 1. Espaço morto anatómico Que fica nas vias condutoras, sempre igual quando há necessidade de maior oxigenação: é mais rentável fazer inspirações profundas do que muitas rápidas superficiais 2. Espaço morto alveolar Em condições fisiológicas é praticamente desprezível. Tem a ver com a circulação: o alvéolo está a ser ventilado mas não está a passar sangue no capilar para ser oxigenado 3. Espaço morto fisiológico Soma dos espaços mortos anatómico e alveolar Difusão Responsável pelo movimento de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue e entre o sangue e as células dos tecidos 40 | P á g i n a SS Volume de O2 que entra nas células = Volume de O2 que passa do alvéolo para o capilar pulmonar (em condições de repouso) Volume de CO2 que sai das células = Volume de CO2 que passa do capilar pulmonar para o alvéolo (em condições de repouso) Factores que afectam a difusão Natureza da barreira -Espessura da membrana -Área de superfície de difusão Diferença de pressão dos gases entre os dois lados da membrana (pressão parcial dos gases) Ritmo de difusão dos gases em relação com o coeficiente de difusão 41 | P á g i n a
