Fisiologia Cardiovascular by e-saber

FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR

FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR 1. Introdução

2. Coração 3. Ciclo Cardíaco

4. Hemodinâmica 5. Circulação Arterial 6. Circulação Capilar, Venosa e Linfática 7. Reflexo Cardíaco Barorreceptor 8. Regulação da Função Cardiovascular 9. Função Cardiovascular no Exercício

1. INTRODUÇÃO O SISTEMA CARDIOVASCULAR tem como função garantir a circulação para todos os órgãos e assim transportar e distribuir substâncias essenciais aos tecidos e células, como os nutrientes e catabólicos, os gases respiratórios e permite as atividades das células sanguíneas. Participa, também, de mecanismos homeostáticos como a comunicação hormonal e controle térmico. Por apresentar automatismo próprio, independe da ação central ao seu funcionamento, apesar dos processos de regulação momento-a-momento.

Compreender a ação bombeadora do coração

Imagem renascentista (Séc. XIV)

Relações entre a estrutura e função dos seus componentes Arthur Clifton Guyton (September 8, 1919 – April 3, 2003)

PRINCIPAIS FUNÇÕES DO SISTEMA CARDIOVASCULAR

 Liberação;  Remoção;  Transporte;

 Manutenção;  Prevenção.

ESTRUTURA E FUNÇÃO DO SISTEMA CARDIOVASCULAR

EXIGE 3 COMPONENTES A. Uma bomba (coração);

B. Um sistema de canais (vasos sanguíneos); C. Um meio líquido (sangue).

Pequena circulação

Grande

circulação

2. CORAÇÃO

2.1. Anatomia Funcional do Coração 2.2. Atividade Elétrica da Fibra Cardíaca 2.3. Propagação da Atividade Elétrica 2.4. Eletrocardiograma

2.1. ANATOMIA FUNCIONAL DO CORAÇÃO Aorta Veia cava superior

Artéria pulmonar

Átrio direito

Átrio esquerdo

Pericárdio Ventrículo direito

Ventrículo esquerdo

Diafragma

Os ventrículos ocupam o maior volume do coração. Todas as artérias e vasos ligam-se à base do coração

Válvula semilunar pulmonar

Válvula bicúspide (mitral) AV esquerda

Válvula tricúspide AV ireita

Cordões tendíneos

Músculos papilares

O fluxo unidirecional do coração é assegurado por dois conjuntos de válvulas

Valva AV direita (tricúspide fechada)

Esqueleto Valva AV esquerda fibroso (mitral ou bicúspide fechada)

• Dois tipos de válvulas: atrioventriculares (tricúspide Válvula semilunar e mitral) e semilunares (pulmonar e aórtica). aórtica (aberta) • Cordas tendíneas: conectam as válvulas AV no Válvula semilunar coração. Impede a inversão das válvulas durante pulmonar (aberta) a contração. Secção

transversal

• O Movimento das válvulas AV e semilunares são Valva AV esquerda (mitral essencialmente passivo. ou bicúspide aberta) • A orientação das válvulas cardíacas é responsável pelo fluxo unidirecional do sangue peloVálvula coração. semilunar aórtica (fechada)

Valva AV direita (tricúspide aberta)

Válvula semilunar pulmonar (fechada)

Aorta

Átrio esquerdo

Seio da aorta Válvula semilunar aórtica (aberta)

Secção frontal

Valva mitral (fechada) Cordas tendíneas (tensionadas) Músculos papilares (tensionados)

Ventrículo esquerdo (contraído)

Veias pulmonares

Valva mitral (aberta)

Válvula semilunar aórtica (fechada)

Cordas tendíneas (relaxadas) Músculos papilares (relaxados) Ventrículo esquerdo (dilatado)

As paredes do ventrĂculo esquerdo sĂŁo mais espessas

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ESQUELÉTICO

CARDÍACO

2.2. ATIVIDADE ELÉTRICA DA FIBRA CARDÍACA

ddp LEC (mM)

LIC (mM)

PE (mV)

Na+

145

K+

135

-94

Ca++

10-4

132

POTÊNCIAL DE AÇÃO DE UMA FIBRA DE TRABALHO CÉLULA VENTRICULAR

CONDUTÂNCIA AO SÓDIO, CÁLCIO E POTÁSSIO

CANAIS DE SÓDIO

Lower gate: porta de inativação e é tempo dependente

Upper gate: voltagem dependente

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POTÊNCIAL DE AÇÃO DE UMA FIBRA NODAL Fase 0: Influxo lento de sódio (a proteína m não fecha o canal lento sódio). Autodespolarização.

Fase 3: potássio.

Fase 4: Ação da bomba de sódiopotássio. Retorno à normalidade iônica do LIC e LEC.

Não existem as fases 1 e 2.

Efluxo lento de

DIFERENTES POTÊNCIAIS DE AÇÃO NAS FIBRAS CARDÍACAS

2.3. PROPAGAÇÃO DA ATIVIDADE ELÉTRICA

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PRÉ-POTENCIAL OU POTENCIAL DIASTÓLICO FINAL

PROPRIEDADE ELÉTRICA DO CORAÇÃO

2.4. ELETROCARDIOGRAMA

Eletrocardiografia O eletrocardiograma é um exame de saúde no qual é feito o registro da variação dos potenciais elétricos gerados pela atividade elétrica do coração. Despolarização Repolarização

Revela a variação do potencial elétrico no tempo, que gera uma imagem linear, em ondas (padrão rítmico).

Informações do ECG Orientação anatômica do coração; Tamanho relativo das câmaras cardíacas; Distúrbios de ritmo de condução; Da extensão, da localização e do progresso de danos isquêmicos ao miocárdio; Dos efeitos de concentrações alteradas de eletrólitos; Da influência de fármacos.

Onda P Despolarização dos átrios Onda QRS Despolarização dos ventrículos

Onda T Repolarização dos ventrículos Onda Ta Repolarização dos átrios Onda U Repolarização dos músculos papilares

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Derivações Eletrocardiográficas

Objetivo Observar o coração em diferentes ângulos, ou seja, cada derivação, representado por um par de eletrodos registra uma vista diferente da mesma atividade elétrica cardíaca. Plano Horizontal

Plano Frontal

Derivações Eletrocardiográficas Plano Frontal - Periféricas

Bipolares D1 = BD (-) BE (+) D2 = BD (-) PE (+) D3 = BE (-) PE (+)

Unipolares aVR =BD (+) aVL = BE (+) aVF = PE (+)

Derivações Plano Frontal Periféricas bipolares

Derivações Plano Frontal Periféricas unipolares

Derivações Eletrocardiográficas Plano Horizontal - Precordiais

DERIVAÇÕES V1 = 4º espaço intercostal, na linha paraesternal direita. V2 = 4º espaço intercostal, na linha paraesternal esquerda. V3 = entre V2 e V4. V4 = 5º espaço intercostal, na linha clavicular média. V5 = 5º espaço intercostal, na linha axilar média. V6 = 5º espaço intercostal, na linha axilar média à esquerda.

Derivações Plano Horizontal Precordiais

Cada derivação torácica registra principalmente o potencial elétrico da musculatura cardíaca situada imediatamente abaixo do eletrodo.

Pequenas anormalidades (pp. nos ventrículos) provocam alterações acentuadas nos registro do ECG.

3. CICLO CARDÍACO

3.1. Volumes cardíacos 3.2. Fases do ciclo cardíaco 3.3. Curvas de pressão intra-cardíacas 3.4. Bulhas cardíacas 3.5. Mecanismo de Frank-Startling

3.6. Controle do coração pelo SNA

CICLO CARDÍACO

Eventos cardíacos que ocorrem batimento a batimento.

Sístole Contração

Diástole Relaxamento

3.1. VOLUMES CARDÍACOS DÉBITO CARDÍACO (DC) Volume (litros) de sangue bombeado pelo ventrículo para a circulação durante 1 minuto.(5 a 6 l/min).

DC = FC x VS FREQUÊNCIA CARDÍACA (FC) Número de contrações cardíacas por minuto (80 bpm). VOLUME SISTÓLICO (VS) ou de Ejeção Volume de sangue que o ventrículo lança na circulação arterial a cada batimento (70 ml).

Volume Diastólico Final (VDF) ou Pré-carga Volume de sangue contido no ventrículo imediatamente antes da sístole ventricular (130 ml) Volume Sistólico Final (VSF) ou Residual Volume de sangue contido no ventrículo no final da sístole ventricular (50 ml) Volume Sistólico (VS) ou de Ejeção Volume de sangue que o ventrículo lança na circulação arterial em cada batimento cardíaco (70 ml)

Fração de Ejeção (FE) Fração do VDF que é ejetado num batimento cardíaco (50 a 60%) Pós-Carga Valor da pressão arterial que deve ser vencido pela contração ventricular (VD > 10 ; VE > 80 mm Hg)

3.2. FASES DO CICLO CARDÍACO

Sístole

Diástole

3 - Período de ejeção

1 – Período de enchimento

2 – Período de contração isovolumétrico

4 – Período de relaxamento isovolumétrico

Todos estes eventos cardíacos ocorrem em cada ciclo cardíaco. Entretanto, existem diferenças entre átrios e ventrículos.

INÍCIO

(a) Enchimento ventricular Fim da diástole – As câmaras estão relaxadas.

(a.1) Sístole atrial

Volume diastólico final Sangue contido no ventrículo imediatamente antes da sístole ventricular VDF= 130 ml

(b) Contração isovolumétrica

ventricular

INÍCIO

(a) Fim da diástole

(d) Período de ventricular Fase isovolumétrica Fase de enchimento

diástole

Fração de Ejeção Fração do VDF que é ejetado num batimento cardíaco. FE = 50% Volume sistólico final ou residual Quantidade de sangue nos ventrículos após a ejeção. VSF = 50 ml (c) Período de ejeção ventricular

(a.1) Sístole atrial

VDF = 120 ml

(b) Contração ventricular isovolumétrica

INÍCIO

(a) Enchimento ventricular. Fim da diástole

(d) Relaxamento ventricular isovolumétrico

(a.1) Sístole atrial

(b) Contração ventricular isovolumétrica

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RESUMO DOS EVENTOS DO CICLO CARDÍACO 1. Enchimento ventricular – As câmaras estão relaxadas e ocorre o enchimento passivo (80%). Sístole atrial: contribuição final do enchimento ventricular. 2. Contração ventricular isovolumétrica– É a fase entre o começo da sístole ventricular com o fechamento das válvulas AV até a abertura das válvulas semilunares. 3. Período de ejeção ventricular- Aumento da pressão ventricular que ultrapassa a das artérias (abertura das válvulas semilunares).

4. Relaxamento ventricular isovolumétrico– Período entre o fechamento das válvulas semilunares e abertura das válvulas AV.

3.3. CURVAS DE PRESSÃO INTRA-CARDÍACAS Válvula aórtica

Válvula aórtica

aberta

fecha

Válvulas

Pressão aórtica

Válvula mitral aberta

mitral

fechada

Pressão ventricular

Pressão atrial

Volume ventricular Sístole Enchimento ventricular

Ejeção

Contração isovolumétrica

Diástole

Sístole

Enchimento ventricular

Relaxamento ventricular isovolumétrico

Sístole atrial Diástase

Válvula aórtica

aberta

fecha

Válvulas

Pressão aórtica

Válvulas AV abertas

Pressão atrial

fechadas

Pressão ventricular

Volume ventricular

Fonocardiograma

Sístole

Diástole

Sístole

3.4. BULHAS CARDร ACAS Vรกlvulas A-V

Vรกlvulas semilunares

FOCOS DE AUSCULTA DAS BULHAS CARDÍACAS

Força ou tensão: % do máximo ou sístole

3.5. MECANISMO DE FRANK-STARTLING

-Superposição ótima dos filamentos do sarcômero. Quando o músculo cardíaco é estirado ele se contrai com mais força.

Músculo cardíaco

Tamanho do sarcômero: % do máximo ou volume diastólico final

RELAÇÃO TAMANHO TENSÃO NO MÚSCULO CARDÍACO

Volume Sistólico

- Quando o músculo cardíaco é estirado ele se contrai com mais força, até determinado estiramento.

Ponto óptimo de estiramento

Volume diastólico final

3.6. CONTROLE DO CORAÇÃO PELO SNA Centro de controle cardiovascular no bulbo Neurônios simpáticos (NA) Neurônios parassimpáticos (ACh)

Receptores β1 das células auto-rítmicas

Receptores muscarínicos das células auto-rítmicas

Influxo de Na+ e Ca2+ Freqüência de despolarização

Freqüência cardíaca LEGENDA Centro de integração Via eferente Efetor Resposta do tecido

efluxo de K+;

influxo Ca2+

Célula hiperpolariza e freqüência de despolarização

Freqüência cardíaca

Sistema Nervoso Autônomo e Coração Cadeias simpáticas

n. Vago Fibras Parassimpáticas ACETILCOLINA

Fibras Simpáticas

NORADRENALINA

4. HEMODINÂMICA

4.1. Lei de fluxos 4.2. Características dos vasos 4.3. Lei de Poiseuille-Hagen 4.4. Equação de Womersley

4.1. LEI DE FLUXOS (A) Artéria aorta

Veia cava (B) Sem gradiente de presão, não há fluxo

Artéria pulmunar

Veia pulmunar

4.2. CARACTERÍSTICAS DOS VASOS

4.3. LEI DE POISEUILLE-HAGEN Fatores determinantes do fluxo sanguíneo: - Comprimento do vaso - Raio do vaso - Viscosidade do sangue

Q=∆P/R

Q = Fluxo ∆P = diferença de pressão R = Resistência

F = P..r4 8..l P= Diferença de pressão r= Raio do vaso l= comprimento  = viscosidade do sangue

4.3. EQUAÇÃO DE WOMERSLEY O fluxo sanguíneo é pulsátil

Fp =  . r4 . Pp  sen (nt + n) L

Onde: Fp = fluxo pulsátil; r = raio médio do vaso pulsátil; Pp = amplitude de pressão pulsátil ;  = viscosidade; L = comprimento do vaso ;  = fase do gradiente de pressão ; t = freqüência (rad/s) ; t = tempo e n = ângulo fásico.

5. CIRCULAÇÃO ARTERIAL

5.1. Definição de pressão arterial 5.2. Medida da pressão arterial 5.3. Variação da PA no exercício

5.1. DEFINIÇÃO DE PRESSÃO ARTERIAL PRESSÃO ARTERIAL É a tensão exercida pelo sangue contra a superfície interna das artérias durante a sístole e a diástole ventricular. A pressão arterial varia a cada instante, seguindo um comportamento cíclico.

PA = DC x RVP

Resistência vascular periférica mede a pós carga ou a resistência do ventrículo esquerdo (pressão necessária para o fluxo).

Força original vem do trabalho cardíaco. (DC = FC x VS)

PRESSÕES SANGUÍNEAS NAS CIRCULAÇÕES PULMUNAR E SISTÊMICA

VARIAÇÕES DE PRESSÃO NOS VASOS SANGUÍNEOS

PRESSÃO ARTERIAL PRESSÃO ARTERIAL SISTÓLICA (PAS) ou Máxima: Valor de pressão durante o pico sistólico (120 mmHg).

PRESSÃO ARTERIAL DIASTÓLICA (PAD) ou Mínima: Valor de pressão durante o final da diástole (80 mmHg)

PRESSÃO ARTERIAL DE PULSO (PP) ou Diferencial: Diferença de pressão entre PAS – PAD (120-80 = 40 mmHg)

PRESSÃO ARTERIAL MÉDIA (PAM): Valor médio da pressão ao longo de um ciclo cardíaco (93 mmHg)

PAM = PAD + 1/3 PP

5.2. MEDIDA DA PRESSﾃグ ARTERIAL MEDIDA DIRETA - INVASIVA

NĂ&#x161;MERO DE REYNOLD

Permite avaliar o tipo do escoamento (a estabilidade do fluxo) e pode indicar se flui de forma laminar ou turbulenta.

RuĂdos de Korotkoff

MEDIDA INDIRETA – MÉTODO AUSCULTATÓRIO

Utilização dos ruídos de Korotkoff para determinação da PAS e PAD. Vantagens: baixo custo; fácil mensuração. Desvantagens: demora de medida; movimentação; perfusão baixa; posicionamento do manguito.

Sem som

1º ruído PAS

Sons

5ª fase PAD

MÉTODO AUSCULTATÓRIO

1. Colocação da esfigmomanômetro. 2. Colocação do estetoscópio sobre a artéria braquial.

3. Inflar o manguito 4. Abrir lentamente a válvula para redução da pressão no manguito (1 a 2 mmHg/s).

5. Ao auscultar o primeiro ruído de Korotkoff, verificar o valor da pressão (PAS). 6. Continuar reduzindo a pressão no manguito. Observar as mudanças no timbre dos ruídos de Korotkoff. 7. No último ruído de Korotkoff audível, verificar o valor da pressão (PAD). 8. Desinflar totalmente o manguito e retirá-lo do braço.

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5.3. VARIAÇÃO DA PA DURANTE EXERCÍCIO

6. CIRCULAÇÃO CAPILAR, VENOSA E LINFÁTICA

6.1. Pressão efetiva de filtração-reabsorção 6.2. Retorno venoso

6.1. PRESSÃO EFETIVA DE FILTRAÇÃO-REABSEORÇÃO

FILTRAÇÃO – REABSORÇÃO CAPILAR

CONTROLE DO FLUXO SANGUÍNEO CAPILAR

6.2. RETORNO VENOSO

Quantidade de sangue que flui das veias para o átrio direito a cada minuto.

O retorno venoso e o débito cardíaco devem ter a mesma proporção, sendo que fatores como metabolismo do corpo, prática ou não de exercício, idade, e tamanho corporal podem variar o débito cardíaco.

FATORES QUE DIFICULTAM O RETORNO VENOSO PRESSÃO HIDROSTÁTICA

FATORES QUE FACILITAM O RETORNO VENOSO

Gradiente de pressão Bomba muscular Pressão negativa inspiratória Sistema linfático

GRADIENTE DE PRESSﾃグ

BOMBA MUSCULAR PRESSÃO NEGATIVA INSPIRATÓRIA

Ao coração

BOMBA MUSCULAR Válvula aberta Músculos esqueléticos contraídos

Válvula fechada

Veia

Bomba Respiratória Inspiração

 Pressão intratorácica (ITP)  Pressão atrial direita (RAP)  Pressão venosa jugular (JVP)

Pressão artéria femoral



Veia Cava superior (SVCF)

Bomba Respirat贸ria

SISTEMA LINFÁTICO

7. REFLEXO CARDÍACO BARORRECEPTOR BARORRECPTORES ARTERIAIS

Áreas onde se localizam os receptores

Relação inversa entre PA e FC (ação dos barorreceptores) Faixa de atuação em normalidade 50 – 250 mmHg Inibição central do reflexo durante exercício físico

8. REGULAÇÃO DA FUNÇÃO CARDIOVASCULAR CONTROLE CENTRAL DO DC E PA

8.1. Mecanismos rápidos de controle 8.2. Controle lento da PA e DC

8.1. MECANISMOS RÁPIDOS DE CONTRLE DA PA E DC

Córtex motor

A antecipação do exercício pelos centros superiores ativa os neurônios simpáticos no hipotálamo

As fibras do nervo vago diminuiem a FC e a velocidade de condução através da ação da Ach nos nós SA e AV

Centro cardiovascular (bulbo)

As fibras simpáticas eferentes aumentam a FC e aumentam a contratilidade miocárdica e dilatam as artérias coronárias

Nervo vago (parassimpático) Nervo simpáticos

Cadeia simpática ACh

Supra-renal (medula) Epi

Circulação

Ach = acetilcolina A estimulação nervosa simpática da medula supra-renal causa liberação de adrenalina

A adrenalina liberada e conduzida pelo sangue acelera a descarga no nó SA, dilata os vasos coronários e aumenta o metabolismo miocárdico

Epi = adrenalina NE = noradrenalina

8.2. CONTROLE LENTO DA PA E DC

Atividade simpática

Fígado

Pulmão Endotélio pulmunar e renal: ECA

Reabsorção de Na+

Aldoesterona

Vasoconstrição

HAD

Absorção de água

Retenção de água e sal; Volemia aumentada; Perfusão renal aumentada

9. FUNÇÃO CARDIOVASCULAR NO EXERCÍCIO

9.1. Exercício físico dinâmico e resistido 9.2. Controle cardiovascular ao exercício

9.1. EXERCÍCIO FÍSICO DINÂMICO E RESISTIDO PRESSÃO ARTERIAL NO EXERCÍCIO Parâmetro

Exerc. Dinâmico

Exerc. Resistido

Aumento proporcional ao exercício

Aumento discreto

Aumento proporcional ao exercício

Aumento muito discreto

RVP

Redução

Manutenção ou elevação

PAS

Aumento proporcional ao exercício

Aumento muito acentuado

PAD

Manutenção ou pequena redução

Aumento proporcional à carga do exercício

PAM

Manutenção ou elevação discreta

Aumento acentuado

PRESSÃO ARTERIAL NO EXERCÍCIO AERÓBIO

PA (mm Hg) PAS 200

120 80

PAD

Exercício crescente

PRESSÃO ARTERIAL NO EXERCÍCIO RESISTIDO

PA (mm Hg) PAS 200

120 80

PAD

Exercício crescente

9.2. CONTROLE CARDIOVASCULAR AO EXERCÍCIO

OBRIGADO nunosfrade@gmail.com