Biofísica da circulação

Hemodinâmica cardíaca

Forças e mecanismos físicos

relacionados à circulação sanguínea

Biofísica 2018 / Ciências Biológicas / FCAV UNESP

Sistema circulatório

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

sistema de controle (SN autônomo)

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

do corpo e pulmões (5 litros / min).

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

em sentido de ida e volta. Artérias e veias.

c) Sangue – fluido de transporte.

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

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

Eventos do ciclo cardíaco

Sístole e diástole

1) Metabolismo molecular – despolarização em células auto-excitáveis

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

3) Eventos musculares – contração das fibras cardíacas

4) Eventos hidrodinâmicos – a massa sanguínea circula nos vasos

Duas forças físicas

determinam o ciclo

cardíaco

1 2 3 4

Campo Eletromagnético Campo Gravitacional

Grande circulação

Pequena circulação

Aspectos

anatômicos do

sistema

circulatório

Circulações sistêmica e pulmonar

Microcirculação - componentes

Sistema circulatório

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

A circulação pulmonar inclui as veias e artérias pulmonares

Direção do fluxo sanguíneo

Valvas

cardíacas

Músculos papilares e cordas tendíneas

Valvas cardíacas - estruturas internas do coração; função - impedir o retorno do sangue.

Finos folhetos de tecido fibroso (cúspides), presos às paredes internas do músculo

cardíaco (músculos papilares), por cordas tendíneas (colágeno).

Abrem-se e fecham-se passivamente, sendo puxados durante a contração dos músculos

papilares e ventrículos.

1) válvula tricúspide, entre o

átrio e o ventrículo direitos;

2) válvula pulmonar

(semilunar), entre o ventrículo

direito e a artéria pulmonar;

3) válvula mitral (bicúspide),

entre o átrio e o ventrículo

esquerdos;

4) válvula aórtica (semilunar),

entre o ventrículo esquerdo e a

aorta;

1)

3) 4)

2)

O sistema linfático

Três funções inter-relacionadas:

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

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

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

anticorpos).

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

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

nos vasos linfáticos e é devolvido ao sangue é a linfa.

Linfa - líquido transparente e esbranquiçado, constituído essencialmente

pelo plasma sanguíneo, proteínas e por glóbulos brancos.

A linfa é transportada pelos vasos linfáticos em sentido unidirecional e

filtrada nos linfonodos (nódulos linfáticos ou gânglios linfáticos). Após a

filtragem, é lançada no sangue, desembocando nas grandes veias torácicas.

Relação dos sistemas sanguíneo e linfático

Relação dos sistemas sanguíneo e linfático

Estrutura dos vasos

Estrutura dos vasos da microcirculação

Diferença entre artéria e veia

Volume sanguíneo – 8% peso corporal

Relação entre a massa corpórea e o tamanho do coração

Tamanho do coração – 0,6% peso corporal

Variação - genética, taxa metabólica.

Distribuição do débito cardíaco

Distribuição do

débito cardíaco

durante repouso e

exercício

Campo elétrico e a circulação

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

1

3

2

4

Sequência da excitação cardíaca

Células auto-excitáveis ou células marca-passo

• Feixe de Hiss e fibras de Purkinje - sistema condutor

especializado organiza as contrações cardíacas.

• Conjunto de células musculares especializadas em condução

elétrica - transmitem impulsos elétricos a partir do nodo

atrioventricular.

Quatro momentos da contração:

1) Célula do marca-passo SA despolariza

2) PA se propaga para o átrio esquerdo

3) PA passa pelo Feixe de Hiss e atinge o ápice ventricular

4) PA se espalha pelas fibras de Purkinje

Correlação entre os eventos elétricos e iônicos

Eventos mecânicos

Contração da musculatura cardíaca

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

Registro dos eventos elétricos

Base do ECG

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

durante a atividade cardíaca.

Reflete a atividade do coração e fornece informações sobre os

impulsos que coincidem com cada fase da estimulação cardíaca.

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

correntes elétricas que se espalham no sistema condutor (músculo

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

prevista.

Registro dos eventos elétricos

Base do ECG

Einthoven estabeleceu 3 derivações dispostas de modo a formar os

lados de um triângulo equilátero (Triângulo de Einthoven).

Derivação - linha que une dois eletrodos. Uma derivação corresponde ao

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

Normalmente, os eletrodos são colocados na superfície do tórax e dos

membros, mas existem situações onde se usam eletrodos no interior

do esôfago, no interior do coração ou na superfície do coração.

Derivações

bipolares

Derivações

unipolares

ECG - eletrocardiograma

ECG

Células de Purkinje

e

Normal

Bloqueio

parcial

Bloqueio

completo

Cálculo da frequência cardíaca

Taxa metabólica é proporcional à frequência cardíaca.

Tempo de circulação do volume sanguíneo:

• Elefante – 140 segundos

• Homem – 50 segundos

• Camundongo – 7 segundos

Peso do coração

x

Frequência cardíaca