Aparelho cardiocirculatório – Prof

Fundamentos Fisiológicos da Engenharia Biomédica I
Aparelho Cardiocirculatório
Aparelho Cardiocirculatório – Prof. Costa Almeida
Estrutura e funções
- o aparelho cardiocirculatório é constituído pelo coração, artérias, arteríolas,
capilares, vénulas e veias
- o sistema circulatório é um sistema canalicular fechado, ligado a uma bomba
motora, aspirante-premente
•
bomba aspirante – diástole (dilatação)
•
bomba premente – sístole (contracção)
- quando o coração está parado, a pressão sanguínea é igual em todos os pontos
do corpo Ö pressão sistémica média
- quando o coração começa a funcionar, cria um diferencial de pressão, que
constitui a pressão motora do movimento do líquido no sistema canalicular Ö força
propulsora que faz circular o sangue pelo corpo
- a circulação do sangue num só sentido deve-se às válvulas cardíacas: empurra
o sangue para a frente, uma vez que, não pode voltar para trás (as válvulas já fecharam)
- o coração, fígado, pâncreas e baço funcionam como reservatórios de sangue
(acumulam-se nas veias destes): esse sangue circula consoante precisamos de mais ou
menos sangue
Funções do aparelho cardiocirculatório
- transporte de nutrientes, gases, hormonas, etc.
- nutrição (nutre a células e remove os produtos resultantes do seu
metabolismo)
- defesa (transporta anticorpos responsáveis pela defesa do organismo)
- mantém o equilibrio do meio interno
- permite a regulação da temperatura do corpo e sua homogeneição
- a taquicardia é uma patologia em que o coração bate mais depressa que o normal; por
outro lado, braquicardia é uma patologia em que o coração bate mais devagar que o
normal
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- a falta de sangue no coração denomina-se isquémia; neste caso, o sangue pode não
chegar a alguns órgãos ou chegar com pouca pressão
Coração
AURÍCULA ESQUERDA
AURÍCULA DIREITA
- o coração, também designado por bomba aspirante-premente está dividido em
quatro cavidades cardíacas separadas duas a duas (duas no coração esquerdo e duas
no coração direito): as de entrada de sangue (aurículas) e as de saída ou de ejecção
(ventrículos)
- no coração existem quatro válvulas: válvula aórtica, válvula tricúspide, válvula
mitral e válvula pulmonar; estas válvulas permitem a circulação do sangue apenas num
sentido
- existem dois tipos de circulação do sangue:
•
pequena circulação ou circulação pulmonar – permite a oxigenação do sangue
•
grande circulação ou circulação sistémica – responsável pela distribuição de
oxigénio e nutrientes às células
circulação pulmonar
coração esquerdo
coração direito
circulação sistémica
- o coração é constituído por grandes vasos : aorta (grande artéria que nasce no
ventrículo esquerdo e a partir da qual o sangue arterial é conduzido para todo o corpo),
coronárias (ramificações da aorta que irrigam o músculo cardíaco), artéria pulmonar
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(artéria proveniente do ventrículo direito que transporta sangue venoso até aos
pulmões), veias pulmonares ( provenientes do pulmão com sangue arterial, entram no
coração pela aurícula esquerda) e veias cavas (transportam sangue venoso do
organismo de todo o corpo para a aurícula direita)
- a contracção do coração deve-se presença do miocárdio (músculo cardíaco), sendo
este composto por: aurículas e ventrículos (com potencial de acção longo) e tecido
excitatório ou de condução (cardionector)
este não possui propriedades de contracção
- o miocárdio contrai-se periodicamente, sendo estimulado electricamente,
fisiologicamente ou artificialmente (reanimações)
- o ritmo cardíaco é mantido por nódulos existentes no coração: o nódulo
sinoauricular (localizado na aurícula direita), que envia impulsos eléctricos para as
paredes das aurículas e para o nódulo auriculoventricular (localizado entre a aurícula
direita e o ventrículo direito), que por sua vez envia-os para os ventrículos; o nódulo
auriculoventricular proporciona um atraso na contracção pois tem que ser dado tempo
para as aurículas contrairem e só depois ocorre a sístole ventricular
- Propriedades do miocárdio:
•
automatismo ou autorritmicidade – podem gerar PA espontaneamente
•
condutibilidade – transmite estímulos (correntes eléctricas)
•
excitabilidade – corresponde ao estímulo
•
contractibilidade
Ciclo cardíaco
- o ciclo cardíaco é uma sequência de contracção (sístole) e relaxamento (diástole)
do coração
- na sístole ventricular, as válvulas são abertas para saída do sangue, que é assim
ejectado para as artérias; os ventrículos mantém o seu volume mas a pressão varia
(contracção isovolumétrica)
- na diástole ventricular, as válvulas de saída de sangue para as artérias estão
fechadas e dá-se o enchimento do ventrículo com o sangue proveniente das aurículas; os
ventrículos mantém o seu volume mas a pressão varia (relaxamento isovolumétrico)
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- o volume diastólico final corresponde a 20% do sangue que entra no ventrículo
empurrados pelas sístole auricular; já o volume sistólico corresponde a cerca de 65 a
70% (fracção de ejecção) de sangue do ventrículo que é ejectado, durante a sístole
ventricular; por sua vez, o volume residual ou volume sistólico final corresponde ao
volume de sangue que após cada sístole permanece no ventrículo
- cada ciclo cardíaco corresponde a um batimento; deste modo, a frequência
cardíaca corresponde ao número de batimentos por minuto (em média é 60-70/minuto)
débito cardíaco = volume sistólico x frequência cardíaca
- o fonocardiograma consiste na auscultação (estetoscópio) dos ruídos/batimentos
cardíacos, correspondentes à diástole e sístole
ƒ
1º ruido : encerramento das válvulas auriculoventriculares; 2º ruido :
encerramento das válvulas arteriais; silêncio : enchimento das aurículas
- os sopros são insuficiências cardíacas que resultam da passagem de sangue por
sítios (válvulas) demasiado apertados; sendo assim, para manter o débito, o sangue
passa com mais velocidade Ö faz ruído
- o trabalho sistólico é o trabalho que é levado a cabo pelo miocárdio e é igual a:
∆ P x ∆ V miocárdicos
- ambos os ventrículos posssuem a mesma forma, embora o ventrículo esquerdo
tenha maior área (maior trabalho sistólico), mesmo volume sistólico mas maior pressão
a vencer Ö o sangue tem que ir a todo o organismo
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Regulação Cardiocirculatória
•
Adaptação do trabalho cardíaco às necessidades
- Lei de Frank-Starling : o coração expulsa o sangue que recebe (quanto mais recebe,
mais expulsa) por acção de uma força de contracção miocárdica determinada por :
- distensão das fibras musculares, condicionada pelo maior ou menor volume
venoso de retorno
- sem distenção das fibras musculares, por acção nervosa (simpático)
- sem distenção das fibras musculares, por acção hormonal (epinefrina ou
adrenalina)
- a Lei de Frank-Starling demonstra a adaptação do trabalho (trabalho sistólico)
cardíaco às necessidades:
- as condições de contracção podem ter dois efeitos:
- efeito cronotrópico positivo: em que há aumento da frequência cardíaca
Ö diminui a duração do ciclo cardíaco, à custa da diástole
- efeito inotrópico positivo: em que há aumento da força de contracção Ö
estimulação de receptores β 1-adrenérgicos
- relativamente à acção hormonal, hormonas como a adrenalina e a tiroxina aumentam a
frequência cardíaca, já a força de contracção é possibilitada pelas hormonas adrenalina,
glucagina, adrenocorticais, s-hidroximiptamina
- o volume sistólico pode ser regulado de duas maneiras:
ª intrínsecamente (o retorno venoso ao coração é que determina,
fundamentalmente, o débito cardíaco e, portanto, o volume sistólico)
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Aumento do
retorno venoso
Aumento do
volume diastólico
final
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extensão das
fibras
musculares
caríacas
Aumento
da
tensão
próxima
contracção
Aumento do
volume sistólico
Nota: o retorno venoso aumenta com a constricção das veias, com o exercício,
com o aumento do ébito caríaco do ventrículo direito, com a decida de pressão
intratoráxica e com o aumento da pressão arterial sistémica; e diminui com o volume
sanguíneo, dilatação das veias e com a gravidade
ª extrínsecamente (pelo sistema nervoso simpático e pelas catecolaminasreceptores β 1)
•
adrenalina + noradrenalina
Inervação cardíaca
- a inervação cardíaca é controlada pelos:
ªSistema nervoso parassimpático – regula os nódulos sinoauricular e
auriculoventricular, provocando uma diminuição da frequência cardíaca (efeito
bradicardizante)
ª Sistema nervoso simpático – regula todo o miocárdio, aumenta o trabalho
cardíaco – aumenta da força de contracção e da frequência cardíaca (efeitos
taquicardizante e inotrópico positivo):
aumento do
trabalho cardíaco
maior consumo
metabólico
maior vasodilatação
coronária
maior necessidade
de O2
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- maior vasodilatação coronária é possibilitada pela hiperémia metabólica
(controlo local) e pela acção da epinefrina sobre receptores β 2 (estimulação
simpática)
•
provocam vasodilatação
coronária
Dinâmica cardíaca
- dinamicamente, o coração corresponde a duas bombas aspirantes-prementes, sendo o
débito cardíaco rigorosamente igual, controlado pelo mecanismo de Frank-Starling
- a tensão das paredes ventriculares, quando o ventrículo está cheio, denomina-se
preload (= força que o sangue tem que fazer para sair do coração)
aumento do
volume de sangue
aumento da
preload
aumento do
volume sistólico
- a força contra a qual o coração tem de ejectar o sangue chama-se afterload e é
traduzida pela pressão na aorta
- sendo assim, a preload e a afterload são importantes para determinar a performance
cardíaca
Actividade Eléctrica dos Tecidos
- um galvanómetro é um instrumento que verifica a existência de corrente eléctrica e
mede a intensidade das correntes eléctricas; num caso de repouso, o galvanómetro não
mede passagem de corrente eléctrica pois não há movimento de iões
- as correntes galvânicas correspondem a
- nas células, dá-se uma excitação (despolarização), em que há inversão das cargas
positivas e negativas Ö coração contrai (sístole)
- pelo contrário, quando ocorre a repolarização Öcoração relaxa (diástole)
- o coração é dos únicos órgãos que faz barulho ao trabalhar; esse barulho deve-se ao
encerramento das válvulas Ö estudo do coração por fonocardiograma
- outro modo de estudar o coração é detectar a actividade eléctrica deste com
galvanómetros (ECG = electrocardiógrafo):
usa-se coração em água
(bom condutor de corrente
eléctrica)
ECG mostra “ondas” e cada
ciclo de ondas equivale a
um ciclo cardíaco
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- para estudarmos o coração temos que fazer 12 derivações do exame, ou seja, 12
maneiras diferentes de colocar os eléctrodos
- no caso de :
primeira frequência
cardíaca muito alta
insuficiência
cardíaca
significa
significa
coração não se
enche de sangue
é necessário
pacemaker
introdução de um fio
eléctrico que vai ter
ao ventrículo direito
- o fio do pacemaker é ligado a um gerador e este aparelho funciona automaticamente;
assim, podemos regular a frequência cardíaca como quisermos
- também existem aparelhos para baixar a frequência cardíaca, em casos de taquicardia,
mas estes são mais raros
- num indivíduo com pacemaker não há contracção auricular porque o estímulo é
induzido directamente no ventrículo; certos ambientes magnéticos podem interferir no
normal funcionamento do pacemaker
- num indivíduo saudável, o pacemaker é natural Ö nódulo sinoauricular
- no estudo da actividade cardíaca, o electrocardiograma é um instrumento médico
muito importante, na medida que permite uma leitura dos potenciais eléctricos em
vários locais do corpo; deste modo, torna possível uma avaliação do normal/anormal
funcionamento do coração
- um electrocardiograma é constituído por ondas Ö essas ondas traduzem diferentes
momentos da condução do impulso
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ƒ
Onda P – curva de despolarização auricular Ö aurícula despolariza e contrai
ƒ
Onda QRS – curva de despolarização ventricular Ö ventrículo despolariza e
contrai; simultaneamente, há também repolarização auricular Ö aurícula
repolariza e relaxa
ƒ
Onda T - curva de repolarização ventricular Ö ventrículo repolariza e relaxa
ƒ
Intervalo PR – é o tempo desde o início da activação auricular até ao início
da activação ventricular Ö tempo de contracção auricular
ƒ
Intervalo QT – é o tempo total de despolarização e repolarização dos
ventrículos Ö tempo de contracção ventricular
Aparelho Circulatório
CORAÇÃO
veias
vénulas
artérias
capilares
arteríolas
- o sangue circula do coração para o coração continuadamente
- na circulação do sangue pelo corpo temos que considerar importantes condutores:
artérias, veias, arteríolas, vénulas e capilares
- a aorta e as artérias maiores são, predominantemente, tubos elásticos, enquanto que,
as mais pequenas são mais musculares
- já as arteríolas resultam da ramificação das artérias e sãoconstituídas por músculo liso
e endotélio
- as arteríolas também se ramificam, dando origem a capilares, que são tubos muito
fininhos
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- as veias, que trazem o sangue de volta ao coração, são tubos mais finos que as artérias
correspondentes e contém menos músculo liso e tecido elástico; as suas paredes são
bastante irrigadas
- a maior parte do sangue da grande circulação circula nas veias; por outro lado, na
pequena circulação, o sangue divide-se igualmente pelas veias, artérias e capilares
- todo o sangue venoso das vísceras abdominais, antes de regressar ao coração
(circulação de retorno) pelas veia cava inferior, passa pela veia porta do fígado ()
- na circulação sanguínea, o fígado é um órgão muito importante, na medida que
funciona como um reservatório, “usado”, por exemplo, quando perdemos sangue
Ö órgão esplâncnico (tal como baço, pâncreas, etc)
assim, se necessário, o organismo põe mais sangue em circulação
- o fígado recebe sangue da veia porta e/ou da artéria hepática
Dinâmica de um Líquido Circulante num Sistema Canalicular
- o sistema circulatório segue exactamente as mesmas regras da dinâmica de fluidos
percorrendo sistemas canaliculares; deste modo, as leis físicas também são aplicadas ao
Corpo Humano: velocidade de circulação, Lei de Poiseuille, Lei de Ohm
- a circulação do sangue através o sistema vascular, tal como qualquer outro fluido num
tubo, depende, em parte, da diferença de pressão entre dois pontos do tubo Ö se a
pressão em ambas as extremidades do tubo for a mesma, não há circulação
- no caso do sistema circulatório, a variação de pressão ( ∆ P) considerada é a diferença
de pressão entre a aorta (início) e a junção da veia cava com a aurícula direita (final)
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⋅
- pela Lei de Ohm, o débito cardíaco ( Q ) é directamente proporcional à pressão entre
as duas extremidades ( ∆ P) mas inversamente proporcional à resistência friccional entre
o sangue e as paredes dos vasos (R):
.
Q=
∆P
R
- por sua vez, a resistência friccional entre o sangue e as paredes dos vasos (R) é
directamente proporcional à viscosidade do sangue (η ) e ao comprimento do tubo (l) e
inversamente proporcional ao raio do vaso (r) elevado à quarta:
R=
8ηl
πr 4
- usando as constantes físicas, pela Lei de Poiseuille, o débito cardíaco será dado por:
.
Q
πr 4
= ∆P
8ηl
- já a velocidade de circulação (v) é proporcional ao débito e inversamente
proporcional ao quadrado do raio do vaso:
.
Q
v= 4
πr
- assim sendo, vasos mais estreitos, implicam que a velocidade so sangue seja maior
(considerando o débito constante)
- por norma, a viscosidade do sangue e o comprimento dos vasos não varia
significativamente
- o fluxo laminar de um líquido dentro de um tubo pode tornar-se turbulento a partir
de um certo número de Reynolds
número de Reynolds =
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vdD
η
v = velocidade do líquido
D = diâmetro do tubo
η = viscosidade do fluido
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- a pressão transmural (PTM) é a diferença entre a pressão no interior do vaso e a
pressão no seu exterior
- um vaso pode ser muito ou pouco distensíveis (capacidade de voltar à sua forma
inicial); associada a esta capacidade de se distender temos a complacência, compliance,
capacitância (C) Ö esta dá-nos a variação de volume por unidade de variação de pressão
transmural :
C=
V − V0
∆V
=
∆P
P−0
V0(volume em repouso) é o volume
interior da estrutura quando a sua PTM for 0
- a distensibilidade de um vaso não significa a sua elasticidade: um material muito
distensível tem um módulo de Young baixo, ao contrário de um muito elástico
Ö elasticidade ≠ distensibilidade
- as artérias são consideradas vasos elásticos porque são constituídas por mais tecido
elástico, o que implica maior condutância
- as veias são vasos complacentes, pois são constituídas por mais tecido muscular (são
deformáveis)
- enquanto que as artérias e as arteríolas são vasos mais resistentes, as vénulas e veias
acumulam mais sangue (capacitância)
- as veias funcionam como “reservatório” Ö permitem a acumulação de grande
quantidade de sangue, o que é possível por um pequeno aumento de pressão, isto é, um
muito pequeno aumento de pressão produz um grande aumento de volume
Fase Arterial do Ciclo Sanguíneo no Aparelho Circulatório
- a pressão arterial, pressão com que o sangue é bombeado na aorta, é dada por:
pressão arterial = Débito cardíaco x Resistência periférica
- o débito cardíaco é condicionado fundamentalmente pelo retorno venoso – Mecanismo
de Frank-Starling
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Factores que influenciam a pressão arterial sanguínea:
ƒ
Factores Físicos – relacionadas com as características mecânicas do fluido
(volume do fluido e complacência)
ƒ
Factores Fisiológicos – relacionados com determinadas características do
sistema cardiovascular (débito cardíaco e resistência periférica)
Cálculo da pressão arterial média:
Pressão média ≈ PD +
PS − PD
3
PS= pressão sistólica ou máxima
PD= pressão diastólica ou mínima
Cálculo da pressão de pulso arterial ou pressão diferencial:
Ppulso=PS - PD
Factores que influenciam a pressão de pulso:
ƒ
Factores Físicos – complacência arterial
ƒ
Factores Fisiológicos – volume sistólico influencia o volume sanguíneo arterial
(Va) durante a sístole ventricular
- por exemplo:
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Força Propulsora Circulatória
- a força propulsora circulatória é a força que faz circular o coração Ö empurra-o
- essa força tem duas componentes (respeitantes à bomba propulsora do aparelho
circulatório):
ƒ
premente (possibilitado pela bomba cardíaca e arterial) Æ vis a tergo (empurra
atrás)
ƒ
aspirante (possibilitado pela bomba cardíaca e respiratória) Æ vis a fronte
(puxa o sangue, já perto do coração)
- Vis a tergo:
ƒ
durante a sístole, o sangue é empurrado pela aorta (por causa da sua elasticidade)
Ö coração arterial
ƒ
onda de pulso - velocidade de propagação é inversamente proporcional à
distensibilidade e à espessura da parede arterial e ao diâmetro do vaso
arteríolas
aorta
velocidade
aumenta
vai vencendo a resistência
ƒ
onda de volume – velocidade vai diminuindo até aos capilares e aumentando no
retorno até ao coração
velocidade
aumenta
aorta
velocidade
diminui
capilares
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veias cavas
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1
3
4
2
1 – sístole : aumento de pressão
2 – diástole : diminuição de pressão
3 – entalhe dícroto : aumento ligeiro de pressão (momentâneo) e depois diminui (as
válvulas fecharam, o que implica o retrocesso do sangue da aorta até às válvulas)
4 – onda dícrota
- Vis a fronte:
ƒ
aspiração respiratória – inspiração (diminuição da pressão intratoráxica e
aumento da pressão intra-abdominal)
ƒ
aspiração cardíaca – 1ª onda de fluxo (corresponde à diástole auricular +
sístole ventricular); 2ª onda de fluxo (corresponde à diástole ventricular +
diástole auricular)
Fase Venosa do Ciclo Sanguíneo no Aparelho Circulatório = Retorno
Venoso
- a pressão venosa central traduz a pressão de preenchimento da aurícula direita e pode
ser medida ou na aurícula direita ou nas veias centrais (ou veias cavas intratoráxicas)
- a pressão venosa periférica é a pressão medida nas veias periféricas e é um pouco
mais elevada que nas veias centrais
Factores dos quais depende a pressão venosa central:
ƒ
retorno venoso (nomeadamente, de uma volémia eficaz, o reservatório venoso,
capacidade do coração)
ƒ
função miocárdica (capacidade bombeadora cardíaca e resistência vascular)
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Influência do Ortostatismo e do Bipedalismo na Circulação de Retorno
ƒ
nos humanos (que andam sobre os dois pés – bipedalismo) para que o sangue
regresse ao coração é necessário vencer o peso do sangue e a maior parte do
aparelho circulatório encontra-se abaixo do nível do coração
ƒ
o balanço entre a pressão relativa à gravidade (pressão hidrostática) e a
pressão que puxa o sangue de volta ao coração (pressão hemodinâmica)
denomina-se pressão propulsora e é dada por:
pressão propulsora = pressão hemodinâmica - pressão hidrostática
Mecanismos de Adaptação à Posição Hidrostática
ƒ
bomba músculo-venosa : situada nos gémeos, funciona como coração periférico
e empurra o sangue para cima (aspirante)
ƒ
válvulas venosas (profundas, superficiais e perfurantes) – os músculos contraem
(as válvulas de baixo fecham e abrem as de cima) apertando as veias e o sangue
é empurrado Ö como não pode ir para baixo, vai para cima
falência dos mecanismos
dilatação venosa (varizes), edemas, etc
-
as
veias
profundas
(1)
são
as
que,
efectivamente, levam o sangue para o coração
- as veias superficiais (2) drenam o sangue para o
(3)
coração
- as veias perfurantes (3), perfurando os
músculos, estabelecem a relação entre as veias
(2)
(1)
profundas e as veias superficiais
- para activar a circulação dos membros inferiores é preciso mexer o tornozelo; quando
a bomba dos gémeos entra em funcionamento, reduz a pressão das veias do pé
- em caso de estase na área circulatória venosa dos membros inferiores (diminuição da
actividade circulatória), por falência dos mecanismos referidos anteriormente), há um
aumento da pressão, o que vai implicar uma dilatação das veias Ö varizes Ö o sangue
circula mais devagar e tem mais tendência a acumular-se (calor e peso nas pernas)
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Aparelho Cardiocirculatório
Circulação Capilar
espaço
intersticial
- os sistema arterial ramifica-se bastante dando origem aos capilares, tubos bastante
finos do aparelho circulatório e que transporta sangue vindo das arteríolas, passando
depois esse sangue para as vénulas
- os capilares têm uma parede unicelular composta por células endoteliais, membrana
basal, possuindo também poros intercelulares; existem, aproximadamente, 10 biliões de
capilares
- o sangue que vem do coração pelas artérias, segue para as arteíolas e depois para as
metarteríolas (arteríolas terminais); de seguida, o sangue vai para os capilares, que,
posteriormente, se condensam, dando origem às vénulas, que, por sua vez também se
condensam originando veias; estas últimas levam o sangue de volta ao coração
- os capilares podem ser denominados como: capilares verdadeiros (ramificam-se de
capilares
outros capilares e não vão directamente das arteríolas para as vénulas-
formam uma espécie de rede) ou capilares preferenciais (vão logo das arteríolas para
as vénulas)
- na origem dos capilares existem bandas circulares de músculo que regulam o fluxo de
sangue Ö esfíncteres pré-capilares
- na grande circulação, é nos capilares que se dão as trocas gasosas, ou seja, o sangue
arterial (oxigenado) passa a venoso (desoxigenado)
- o interstício (ocupa o espaço intersticial) é uma estrutura sólida, constituída por feixes
de colagénio, filamentos de proteoglicano e líquido intersticial (gel tecidular com 1% de
líquido livre e composição semelhante à do plasma, apenas com menos proteínas)
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- o interstício efectua trocas de substâncias com: recebe do plasma (capilares arteriais) e
das células dos tecidos irrigados e dá ao plasma (capilares venosos), aos linfáticos e às
células dos tecidos irrigados
- esta difusão (troca) é directamente proporcional à diferença de pressão de um lado e
do outro da parede Ö é factor-chave que promove as trocas de gases, substractos e
produtos de metabolismo entre os capilares e os tecidos celulares
- para além da difusão, existem outros processos que permitem as trocas entre os
capilares e as células:
ƒ
pressão de filtração – relativa à força para fora do capilar e que, portanto,
corresponde à saída de substâncias dos capilares para o espaço intersticial (e,
depois, para as células)
ƒ
pressão de absorção – relativa à força para dentro do capilar e que, portanto,
corresponde à entrada de susbstâncias do espaço intersticial para os capilares
- a fitração/absorção resulta da existência das chamadas Forças de Starling que
determinam o movimento de fluido através da parede do capilar :
ƒ
forças hidroestáticas (a pressão hidroestática é a principal força responsável
pela filtração capilar) – da qual se destacam dois tipos de forças:
ª pressão capilar (Pc) – pressão no interior dos capilares e que
constitui a força propulsora para a filtração
ª pressão intersticial (Pi) – pressão fora dos capilares que opõe-se à
filtração capilar
ƒ
forças osmóticas
ª pressão colóide osmótica plasmática (Pcop) – relativa à concentração
de proteínas no plasma; impede a perda de fluido dos capilares Ö favorece a
absorção
ª pressão colóide osmótica intersticial (Pcoi) – relativa à
concentração de proteínas no líquido intersticial; favorece a saída de fluido dos
capilares Ö favorece a filtração
- em suma:
ƒ
Pc e Pcoi favorecem a filtração
ƒ
Pi e Pcop favorecem a reabsorção
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- em condições normais a quantidade de fluido que é filtrada para fora de alguns
capilares iguala quase exactamente a quantidade de fluido que regressa à circulação para
absorção através da parede de outros capilares Ö Equílibrio de Starling
- no entanto, verifica-se que o balanço dá uma ligeira predominância para a força para
fora do capilar Ö força no sentido da filtração
Sistema Linfático
- o sistema linfático é constituído por vasos linfáticos e órgãos linfóides
- vasos linfáticos:
ƒ
capilares linfáticos – os vasos linfáticos mais pequenos; devido à composição
da sua parede, as gorduras absorvidas podem entrar facilmente; quando o fluido
entra nestes capilares passa a denominar-se linfa
ƒ
vasos linfáticos – originam-se a partir dos capilares linfáticos
- a linfa tem uma composição muito semelhante à do líquido intersticial
- o sistema linfático tem, basicamente, três funções:
ƒ
transporta as gorduras absorvidas do intestino delgado para o sangue
ƒ
drena o excesso de líquido do espaço intersticial (assim, é importante para
remover o líquido que não é drenado pelos capilares, as moléculas e as partículas
que não cabem nos poros endoteliais capilares)
ƒ
mantém a pressão osmótica coloidal intersticial baixa (condição para a
reabsorção venosa), bem como a pressão intersticial (promove a filtração)
Funcionamento
do
Sistema
Linfático
(drenagem linfática) : o sistema linfático
transporta fluido do espaço intersticial para o
sangue através de um sistema de vasos
linfáticos;
a
linfa
retorna
ao
sistema
cardiovascular pelas veias subclavianas
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Fundamentos Fisiológicos da Engenharia Biomédica I
Aparelho Cardiocirculatório
- factores que influenciam o funcionamento do sistema linfático (débito linfático):
ƒ
pressão intersticial (pressão com que a linfa circula pelo sistema linfático)
ƒ
bomba linfática
- o débito linfático (Q1) é dado por:
Q1= Pintersticial x Actividade da Bomba Linfática
Regulação da Circulação
- a circulação sanguínea tem necessidade de que ser regulada por razões metabólicas
(fornecimento de O2 e nutrientes, remoção de CO2, remoção de hidrogeniões dos
tecidos) e por razões circulatórias (manutenção da função circulatória)
- a regulação circulatória pode ser, quanto ao tipo:
ƒ
Regulação Local – necessidade local
ƒ
Regulação Sistémica ou Geral – necessidade global
- a regulação circulatória pode ser, quanto aos mecanismos:
I - Local ( Regulação Aguda ou Regulação a Curto Prazo)
II- Humoral
III- Nervosa (Simpático e Parassimpático)
I - Local
A- Regulação Aguda
- é uma regulação de emergência que ocorre face à falta de O2 ou de outros nutrientes,
provocando vasodilatação local, da microcirculação
- essa vasodilatação pode ser explicada de duas formas:
ƒ
por libertação de uma substância vasodilatadora (adenosina, CO2, ácido láctico)
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ƒ
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pela falta de O2 ou de nutrientes, uma vez que o tónus das metarteríolas e dos
esfíncteres pré-capilares depende do seu fornecimento; assim, na sua falta,
relaxam
- Regulação da circulação arterial regional como resposta ao aumento do débito
microvascular:
vasodilatação
microcirculatória
diminui
pressão
intracapilar
aumenta
gradiente de
pressão existente
gerando
débito
aumenta
aumenta
força propulsora
suplementar
pressão de corte: de
arrastamento na parede
Assim sendo:
aumento da
velocidade nas
arteríolas
velocidade
circulatória nos
vasos locais
aumenta
shear-stress
deformação por
estiramento do
respectivo endotélio
óxido nítrico (NO)
libertação do EDRF
(poderoso vasodilatador)
Posteriormente, há medida que as arteríolas se dilatam, a velocidade circulatória dentro
delas diminui, para o débito requerido. Ao atingir-se um valor suficientemente baixo de
modo a não deformar mais o endotélio, este deixa de produzir NO e o vaso não dilata
mais, mantendo-se o débito para aquela velocidade naquele diâmetro vascular
- Manutenção do débito arterial face a um aumento da pressão: autorregulação
ƒ
essa manutenção pode ser explicada de duas formas: por razões metabólicas ou
por razões miogénicas
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B- Regulação a longo prazo
- esta regulação é baseada no grau de vascularização dos tecidos
- um mecanismo de regulação é a angiogénese, que consiste na formação de novos
vasos a partir de outros (vénulas, capilares)
- para que a angiogénese ocorra é necessário a libertação de factores angiogénicos,
libertados por tecidos isquémicos, tecidos em rápido crescimento e tecidos com grande
actividade metabólica
II – Regulação Humoral
- esta regulação é feita por substâncias que não actuam localmente e sim por ligação a
receptores que desencadeiam uma resposta; essas substâncias são inibidoras,
estimuladoras, inibidoras de estimuladoras, estimuladoras de inibidoras, etc Ö a acção
de cada uma depende do receptor à qual ela se ligar
- podemos dizer que essas substâncias (produzidas por glândulas, tecidos, nervos) ou
são vasoactivas ou são vasoconstritoras Ö substâncias opostas mantém o equílibrio
III – Regulação Nervosa ( feita por SNA – Sistema Nervoso Autónomo ou Sistema
Neurovegetativo)
- as fibras simpáticas (constituintes do simpático) produzem efeitos:
ƒ
estimulando os vasos, havendo mais quantidade de sangue a circular, com mais
pressão:
ª vasoconstrição arteriolar – aumento da resistência vascular e da pressão
arterial
ª vasoconstrição venovenular - diminui o volume de reservatório venoso e
aumenta o retorno venoso
ƒ
estimulando o coração, havendo mais débito:
ª taquicardia – mais batimentos por minuto
ª aumento da força contráctil do coração
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- as fibras parassimpáticas (constituintes do parassimpático) produzem efeitos
(excepto nas arteríolas e artérias) :
ƒ
estimulando o coração, com diminuição da frequência cardíaca e diminuição
(ligeira) da força contráctil
- assim sendo, podemos dizer que:
ƒ
acção do simpático: vasoconstrição + taquicardia
ƒ
acção do parassimpático: vasodilatação (por inibição da vasoconstrição) +
bradicardia
- o centro vasomotor ou centro simpático controla a acção e o efeito das fibras
simpáticas; por sua vez, o centro vasomotor é controlado pelo Sistema Nervoso Central
(córtex cerebral e núcleos reticulares “mais altos”) Ö esse controlo é feito através de
estímulos excitatórios ou inibitórios
- a medula suprarrenal contribui, hormonalmente, para a regulação nervosa da
circulação: liberta hormonas (p.e. catecolaminas) que produzem diversos efeitos,
consoante os receptores aos quais se liguem
Regulação Nervosa da Circulação e Controlo da Pressão Arterial: Exemplos
1.
Exercício Muscular
induz
regulação circulatória local
induz
provoca
a actividade nervosa central motora
vai activar a formação reticular
central, com impulsos excitatórios
para o centro vasomotor
vasodilatação local
aumenta
débito para o músculo
exercitado
provocando
+
vasoconstrição
cardioaceleração
aumenta
gradiente de pressão
aumenta
aumenta
pressão arterial
débito circulatório
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2.
Lipotímia
provocando
braquicardia
vasodilatação
estimulação do parassimpático
provoca
STRESS
provoca
provoca
estimulação hipotalâmica
provoca
pressão arterial
inibição do centro vasomotor
excitação do centro vasomotor
aumenta
vasoconstrição
cardioaceleração
Nota: o stress é uma agressão ao organismo, que reage (adaptação) a essa acção
Ö reacção de alarme
Controlo da Pressão Arterial – sistema complexo, multifacetado e integrado
- a pressão arterial, pressão com que o sangue é bombeado pela aorta, é dada por:
pressão arterial = débito cardíaco x resistência periférica total =
= volume sistólico x frequência cardíca
- a pressão arterial é controlado por:
I. Controlo Rápido (regulação nervosa)
II. Controlo a Longo Prazo (efectuada pelo rim)
I- Controlo Rápido Æ Regulação Nervosa
- este tipo de controlo (com intervenção rápida), efectuado pelo sistema nervoso, tem
como objectivos a manutenção da pressão arterial normal (em caso de variações
bruscas) e “produção” da pressão arterial necessária em situações agudas Ö para isso,
são necessários receptores para pressão especializados: os barorreceptores
- os barorreceptores são receptores localizados na circulação periférica (na crossa da
aorta e à entrada da cabeça), arterial e venosa Ö actuam através de reflexos nervosos de
acção retrógada (feed back)
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Exemplos de Retroacção:
1.
aumento de
pressão
distensão dos
receptores
sinal para o SNC
inibição do tónus
motor vascular
vasodilatação
2.
informações
colhidas pelos
baroreceptores
diminuição
de pressão
sinal para o SNC
estimulação
simpática vascular
vasoconstrição
Nota: (1) e (2) constituem um importante sistema tampão de pressão –
mecanismos para manutenção da pressão
I- Controlo a Longo Prazo Æ Regulação Circulatória pelo Rim
- o rim possui ao seu dispôr mecanismos para controlar, a longo prazo, a pressão arterial
ƒ
A- Sistema Rim-Líquido Corporal (volume circulatório)
ƒ
B- Sistema Renina-Angiotensina
volémia
A- Sistema Rim-Líquido Corporal
eliminação renal
de água e sódio
=
aumento da
volémia
aumenta
pressão arterial
aumenta
diurese
diminui
volémia
reduz
pressão arterial
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B- Sistema Renina-Angiotensina
- a renina é uma enzima produzida pelas células justaglomerulares, na parede das
arteríolas aferentes
- o angiotensinogénio é substracto protéico de cuja clivagem a renina produz a
angiotensina I
- a angiotensina I resulta da clivagem do angiotensinogénio, tendo pouca ou nenhuma
atividade biológica e é convertida em angiotensina II, que provoca vasoconstrição
- este sistema funciona do seguinte modo:
diminuição da
pressão arterial
provoca
isquémia das
arteríolas renais
libertação
de renina
cliva
angiotensina II
vasoconstrição
(arteriolar e venular)
ƒ
angiotensina I
aumenta
resistência arteriolar
+
retorno venoso
angiotensinogénio
aumenta
pressão arterial
Consequências da perda de controlo da pressão arterial :
ª hipertensão artificial – insuficiência cardíaca por rotura de vasos; pode
causar acidentes vasculares cerebrais hemorrágicos, rotura de aneurismas e
lesões hipertensivas em vários órgãos (sobretudo no rim)
ª hipertensão arterial vasculorrenal
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