Fisiologia I

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)
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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
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