fisiologia cardio pulmonar

Fisiologia Cardiovascular

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A aplicao prtica da circulao extracorprea inclui uma srie de procedimentos repetitivos que podem parecer simples e mecnicos. No existe, contudo, uma conduta padronizada de perfuso, aplicvel a todos os pacientes, independente de suas caractersticas prprias, como idade, peso, volemia e hematcrito, estado geral, grau de comprometimento cardiovascular e dos demais sistemas orgnicos, para citar apenas algumas. Ao contrrio, os procedimentos so planejados e conduzidos, de acordo com o diagnstico, as caractersticas e as necessidades especficas de cada paciente. A prtica da circulao extracorprea, na realidade, pode ser compreendida como a simulao mecnica de princpios da fisiologia do ser humano, especialmente os princpios relacionados circulao, respirao e balanos hidro-eletroltico e cido-base. A circulao extracorprea determina uma fisiologia especial para o organismo humano, em virtude das caractersticas da bomba propulsora, das relaes entre o sangue e o oxigenador durante as trocas gasosas e das relaes entre o fluxo arterial e a microcirculao, na nutrio dos tecidos. A comparao dos fenmenos da cir-

culao extracorprea com os que ocorrem no organismo intacto permite a compreenso da fisiologia do ser humano durante a perfuso e a resposta do organismo circulao extracorprea. No presente captulo e nos captulos 4 a 7, sero revistos os principais aspectos da fisiologia cardiovascular, respiratria, renal, do sangue, da gua e dos eletrolitos. Sero tambm revistas as suas alteraes durante a circulao extracorprea. A funo adequada dos tecidos do organismo depende da qualidade da funo celular. Esta, por sua vez, depende de condies timas do meio ambiente no qual as clulas vivem, o lquido extracelular. As condies timas do meio ambiente celular incluem as concentraes de materiais nutritivos, hormnios e dejetos do metabolismo, a tenso dos gases respiratrios e a temperatura. Um meio ambiente timo para a atividade celular somente pode ser mantido por um fluxo sanguneo ininterrupto para os tecidos, funo primordial do sistema circulatrio, no qual o corao serve como nica fonte de energia propulsora do sangue. O organismo humano percorrido pela corrente sangunea com a finalidade de nutrir os seus diversos tecidos. Essa tarefa51

FUNDAMENTOS DA CIRCULAO EXTRACORPREA

executada pelo conjunto de elementos que constituem o sistema cardiovascular: corao, artrias, veias, capilares e vasos linfticos. A energia utilizada para a circulao do sangue fornecida pela contrao da massa muscular do corao. Os dois troncos arteriais que recebem o sangue impulsionado pelos ventrculos, aorta e artria pulmonar, subdividem-se em ramos, medida que se afastam do corao. Ao se aproximar dos tecidos que vo irrigar, seu calibre est bastante reduzido. Os ramos de menor calibre, as arterolas, terminam numa fina rede vascular, composta pelos capilares, que irrigam todos os tecidos. Nos pulmes as paredes dos capilares so atravessadas pelos gases. Nos demais tecidos do organismo os capilares recolhem o gs carbnico e outros dejetos do metabolismo e cedem oxignio, aminocidos, lipdios, glicose, e os demais elementos necessrios funo celular. Os elementos nutritivos, ao deixar a corrente circulatria, penetram nos lquidos dos tecidos. Parte desse lquido recolhida pelos capilares linfticos. As funes essenciais do sistema circulatrio so, na realidade, exercidas pelos capilares, servindo os demais elementos do sistema, como propulsores e condutores do sangue aos tecidos do organismo. A BOMBA CARDACA O corao est localizado no interior do trax, ocupando uma posio aproximadamente central entre os dois pulmes, no espao chamado mediastino; possui a forma cnica, com a ponta ou pice voltada para baixo, para a frente e para a esquer52

da. A sua base formada pelos dois trios e pelos grandes vasos. O corao a bomba propulsora ideal para o aparelho circulatrio, capaz de impulsionar volumes variados de sangue, com mecanismos autnomos de controle, capazes de responder estmulos de natureza qumica e fsica, que podem regular o seu dbito, de acordo com as necessidades dos tecidos do organismo. O corao adulto se contri e relaxa cerca de 115.000 vezes por dia, impulsionando aproximadamente 7.500 litros de sangue pelo corpo. O corao uma bomba muscular ca, pulstil, dividida em quatro cmaras. As cmaras superiores so os trios e as inferiores so os ventrculos. Os trios, de paredes mais finas, recebem o sangue que flui das veias; so cmaras receptoras ou cmaras de acesso aos ventrculos. Tambm bombeiam fracamente o sangue para auxiliar o enchimento ventricular. O trio direito recebe as vei-

Fig.3.1. Esquema do interior do corao, mostrando as quatro cavidades cardacas, os vasos que desembocam e emergem nas cmaras atriais e ventriculares, as vlvulas e o sentido do fluxo sanguneo.

CAPTULO 3 FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR

as cavas superior e inferior que trazem o sangue venoso ao corao. O trio esquerdo recebe as veias pulmonares, que trazem o sangue oxigenado nos pulmes, para distribuio ao organismo (Fig. 3.1). Os ventrculos so cmaras expulsoras ou propulsoras, com paredes espessas que, ao se contrair fornecem a principal fora que impulsiona o sangue atravs dos pulmes e do sistema circulatrio perifrico. O ventrculo direito bombeia o sangue para os pulmes e o ventrculo esquerdo, com grande fora de contrao, bombeia o sangue na circulao perifrica. As quatro cmaras cardacas separamse entre s, duas a duas, por paredes comuns, chamadas septos. O septo inter-atrial separa o trio direito do esquerdo e o septo inter-ventricular separa o ventrculo direito do esquerdo. As duas cmaras direitas, trio e ventrculo, separam-se por uma vlvula unidirecional, a vlvula trio-ventricular direita, chamada vlvula tricspide, porque tem trs folhetos ou cspides. As duas cmaras esquerdas, trio e ventrculo, separam-se entre s, por uma vlvula unidirecional, a vlvula trio-ventricular esquerda, que possui dois folhetos ou cspides, chamada vlvula mitral, por ter o formato semelhante mitra. Atravs da vlvula tricspide, o sangue do trio direito chega ao ventrculo direito, de onde bombeado para a circulao pulmonar ou pequena circulao, em cuja intimidade se processam as trocas gasosas com o ar dos pulmes. Atravs da vlvula mitral, o sangue do trio esquerdo chega ao ventrculo esquer-

do, de onde bombeado para a circulao sistmica, grande circulao ou circulao perifrica, onde se processam as trocas com os tecidos. Dos ventrculos emergem as grandes artrias para a distribuio do sangue. Do ventrculo direito emerge a artria pulmonar e do ventrculo esquerdo emerge a aorta. Os ventrculos se comunicam com as grandes artrias atravs de vlvulas unidirecionais, chamadas vlvulas semi-lunares. A vlvula pulmonar une o ventrculo direito artria pulmonar. A vlvula artica une o ventrculo esquerdo aorta. A funo das vlvulas direcionar o fluxo do sangue no interior das cavidades do corao e destas para as grandes artrias. A nutrio do corao e o fornecimento do oxignio e dos substratos para a produo da energia necessria ao seu funcionamento, provm das artrias coronrias direita e esquerda, cujos ramos se distribuem por todo o miocrdio, constituindo um sistema prprio de irrigao. Embora anatmicamente o corao seja um rgo nico, sob o ponto de vista funcional, consideram-se existir um corao direito e um corao esquerdo. O corao direito compreende as veias cavas superior e inferior, o trio direito, vlvula tricspide, ventrculo direito, vlvula pulmonar e artria pulmonar. Integra ainda o corao direito, o seio coronrio, que se localiza na base do trio direito, prximo entrada da veia cava inferior, onde desgua a circulao venosa do sistema de irrigao do prprio corao. O corao esquerdo compreende as veias pulmonares, o trio esquerdo, a vl53


vula mitral, o ventrculo esquerdo, a vlvula artica e a aorta. O corao, no interior do mediastino, est protegido por uma membrana fibrosa fina, lisa e reluzente formada por duas camadas ou folhetos, o pericrdio. O folheto visceral do pericrdio adere intimamente ao corao e reveste toda a sua superfcie; chamado de epicrdio, por ser a camada mais superficial e externa do corao. O outro folheto o pericrdio parietal, que adere s estruturas que circundam o corao, constituindo um saco fibroso, o saco pericrdico, que contm o corao. O saco pericrdico contm um pequeno volume de lquido que lubrifica os seus folhetos, chamado lquido pericrdico. A parede do corao formada por trs camadas, epicrdio, miocrdio e endocrdio. O epicrdio, j descrito como a lmina fibrosa de revestimento, a camada mais externa ou superficial do corao. O endocrdio a camada de revestimento interno do corao, constituida por um tecido mais liso e elstico, chamado tecido endotelial, que tambm recobre as vlvulas e se continua com o revestimento endotelial dos vasos sanguneos. Essa camada de revestimento interno tem propriedades particulares e a nica camada de tecido que tem contato com o sangue. Entre o epicrdio e o endocrdio, situa-se a camada muscular que constitui o msculo cardaco propriamente dito, o miocrdio, responsvel pela funo contrtil do corao. O epicrdio e o endocrdio atrial e ventricular so iguais. O miocrdio atrial mais fino e contm menos massa muscular que o miocrdio ventricular. O miocr54

dio ventricular mais espesso e constituido por vrias camadas musculares que se cruzam em diferentes direes, o que aumenta a potncia da sua contrao. As clulas musculares do miocrdio tem estrutura especial. No so inteiramente semelhantes ao msculo liso ou ao msculo estriado do organismo. As membranas das clulas miocrdicas se fundem, permitindo a livre passagem de ons e a livre propagao de potenciais eltricos, de uma clula para outra. Este tipo de agrupamento celular chamado sinccio. O msculo cardaco, portanto, tem estrutura sincicial. O corao composto de dois sinccios distintos: o sinccio atrial e o sinccio ventricular. Estes dois sinccios so separados um do outro pelo denso tecido conjuntivo-fibroso que circunda os anis das vlvulas trio-ventriculares e ventrculo-arteriais, o chamado esqueleto fibroso do corao. Os sinccios atrial e ventricular obedecem ao princpio do tudo ou nada, que rege a funo contrtil do miocrdio. Isto significa que a estimulao de uma nica fibra muscular atrial excita toda a massa muscular atrial, o mesmo ocorrendo com os ventrculos, se uma nica fibra ventricular for estimulada. A nica comunicao entre ambos os sinccios, se faz atravs de um feixe de clulas miocrdicas especiais, de elevada condutividade eltrica, denominado feixe de conduo, de cuja funo depende a origem e a transmisso do estmulo eltrico que produz a contrao do miocrdio. EXCITAO E CONDUO ELTRICA O estmulo eltrico para a contrao


do miocrdio se origina em um pequeno agrupamento de clulas especiais localizado na juno da veia cava superior com o trio direito, na regio chamada seio venoso. Esse conjunto de clulas o ndulo sinusal. As clulas do ndulo sinusal atravs de reaes qumicas no seu interior geram o impulso eltrico que se propaga pelos trios e produz a contrao do miocrdio atrial. O estmulo eltrico se propaga pelos trios, em ondas e atravs de vias preferenciais chamadas vias internodais. O estmulo das vias internodais captado em um outro ndulo, localizado junto ao anel da vlvula tricspide, prximo ao orifcio do seio coronrio, chamado ndulo trioventricular, ou simplesmente ndulo A-V. Deste ndulo A-V, parte um curto feixe das clulas especiais, o feixe trio-ventricular ou feixe de Hiss, que atravessa o esqueleto fibroso e se divide em dois ramos, direito e esquerdo. O ramo esquerdo, por sua vez se subdivide em outros dois feixes, um anterior e um posterior. Os feixes principais, direito e esquerdo vo se ramificando, como uma rvore, no interior da massa miocrdica, constituindo um emaranhado de clulas condutoras, chamado rede de Purkinje (Fig. 3.2). As clulas do ndulo sinusal, por mecanismos qumicos, geram o prprio impulso eltrico, a intervalos regulares, o que garante a automaticidade e a ritmicidade da estimulao cardaca. O estmulo gerado no ndulo sinusal, se propaga pelos trios e alcana o ndulo A-V e o feixe de Hiss, onde sofre um pequeno retardo. Do feixe de Hiss, o estmulo rapidamente alcana os feixes direito e esquerdo e as fibras termi-

nais de Purkinje, que por sua vez, estimulam o miocrdio ventricular. No adulto, o ndulo sinusal produz aproximadamente 80 impulsos eltricos por minuto, constituindo-se no marcapasso do prprio corao. O ndulo sinusal, o ndulo trio-ventricular e o feixe de Purkinje recebem terminaes nervosa simpticas e parassimpticas. Quando h estimulao simptica, liberamse as catecolaminas adrenalina e noradrenalina, que produzem aumento da freqncia dos impulsos eltricos do ndulo sinusal. A estimulao parassimptica ou vagal, se faz atravs da acetilcolina e tem o efeito oposto, reduzindo a freqncia dos impulsos. Na eventualidade de seco das fibras nervosas simpticas e parassimpticas, cessa a influncia nervosa sbre o corao, que, contudo, mantm a automaticidade e ritmicidade pelo ndulo sinusal, conforme se observa nos coraes transplantados.

Fig.3.2. Feixe de conduo do corao. O esquema mostra o ndulo sinusal, as vias de conduo internodal, o ndulo A-V, feixe de Hiss, ramo direito, as duas divises do ramo esquerdo e as fibras de Purkinje.

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Em condies anormais, quando o ndulo sinusal deixa de funcionar, ou quando o estmulo do ndulo sinusal no alcana a rede de Purkinje, outros pontos do sistema de conduo, tais como o ndulo A-V ou o feixe de Purkinje assumem a funo de gerar o estmulo eltrico para a contrao ventricular, com uma freqncia mais baixa. O impulso eltrico do ndulo sinusal propagado pelos trios, pelo feixe de conduo, a despolarizao e a repolarizao eltricas dos sinccios miocrdicos, so registrados no eletrocardiograma. Em condies patolgicas pode ocorrer o bloqueio da conduo eltrica por um ou mais ramos do feixe de conduo, constituindo os bloqueios de ramo direito, hemibloqueio anterior ou posterior, todos identificados pela anlise do eletrocardiograma. Pode ainda, ocorrer o bloqueio completo da conduo eltrica pelo feixe de

Hiss, constituindo o bloqueio trio-ventricular total, que faz com que uma poro do miocrdio ventricular assuma a funo de gerador de estmulos para a contrao ventricular. Nestas circunstncias, a freqncia dos impulsos baixa, geralmente inferior a 40 por minuto, e se recorre estimulao eltrica por meio de um marcapasso artificial. A CONTRAO ATRIAL E VENTRICULAR Um batimento cardaco completo chamado ciclo cardaco. O ciclo cardaco vai do final de uma contrao cardaca at o final da contrao seguinte e inclui quatro eventos mecnicos principais, a saber: contrao atrial ou sstole atrial, relaxamento atrial ou distole atrial, contrao ventricular ou sstole ventricular e relaxamento ventricular ou distole ventricular. Um batimento cardaco se inicia com

Fig.3.3. A. Grfico que demonstra o comportamento das presses intra-ventricular e atrial, durante o ciclo cardaco. O ponto A indica o fechamento das vlvulas trio-ventriculares e o ponto B indica o momento da sua abertura. B.Grfico que demonstra o comportamento das presses ventricular esquerda e artica, durante o ciclo cardaco. O ponto A indica o momento da abertura da vlvula artica e o ponto B, o momento do seu fechamento, que determina uma incisura na curva da presso artica.

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a sstole atrial. A seguir, durante a distole atrial, ocorrem sucessivamente a sstole e a distole ventricular. O sangue flui de modo contnuo, das grandes veias para os trios e, cerca de 70% desse volume flui diretamente dos trios para os ventrculos. A contrao dos trios produz um enchimento ventricular adicional de 30%. Os trios funcionam como bombas de ativao, que aumentam a eficcia do bombeamento ventricular. Durante a sstole ventricular, o sangue se acumula nos trios, porque as vlvulas trio-ventriculares esto fechadas. Ao terminar a sstole ventricular, a presso nos trios faz com que as vlvulas trio-ventriculares se abram, permitindo que os ventrculos se encham rapidamente. Este perodo seguido por um outro curto perodo de enchimento mais lento dos ventrculos, com o sangue que continuou a fluir para os trios durante o perodo anterior. Na fase final do enchimento ou distole ventricular, ocorre a sstole atrial. Ao se iniciar a contrao ou sstole ventricular, a presso no interior do ventrculo se eleva muito rapidamente, pelo retesamento das suas fibras, fechando as vlvulas trio-ventriculares. Logo aps uma pequena frao de segundo, o ventrculo ganha presso suficiente para abrir as vlvulas semilunares (artica ou pulmonar) e iniciar a ejeo do sangue para as grandes artrias. Cerca de 60% do volume de sangue do ventrculo ejetado nessa primeira fase da sstole ventricular e os 40% restantes, logo a seguir, um pouco mais lentamente. Ao final da sstole pouco sangue passa s grandes artrias. A pres-

so ventricular comea a cair rapidamente pelo incio do relaxamento da musculatura miocrdica, o que fecha as vlvulas artica e pulmonar. A continuao do relaxamento ou distole ventricular, logo a seguir permite a abertura das vlvulas trio-ventriculares e se inicia um novo perodo de enchimento ventricular. A figura 3.3 A e B, ilustra o comportamento das curvas de presso intra-atrial, ventricular e artica, durante o ciclo cardaco. DBITO CARDACO E NDICE CARDACO Durante a distole ocorre o enchimento ventricular que, ao final, atinge um volume de aproximadamente 120ml, chamado volume diastlico final. medida que a sstole ventricular ejeta sangue para as grandes artrias, o volume ventricular ci, sendo de aproximadamente 50ml ao final da sstole (volume sistlico final). A diferena entre o volume diastlico final e o volume sistlico final chamada de volume de ejeo ou volume sistlico e corresponde ao volume de sangue impulsionado a cada batimento cardaco. Em um adulto, o volume sistlico mdio de cerca de 70ml de sangue. O volume sistlico varia com os indivduos, sendo menor nas crianas. No corao normal, o mesmo para ambos os ventrculos. Quando o corao se contri com mais fora o volume sistlico final pode cair para apenas 20ml. Quando grandes quantidades de sangue fluem para os ventrculos durante a distole, o volume diastlico final pode atingir a 200ml. Em ambas as circunstncias, o volume de ejeo ou volume sistlico estar aumentado e, portan57


to, estar aumentado o dbito do ventrculo, a cada batimento. O dbito cardaco sistmico corresponde quantidade de sangue lanada pelo ventrculo esquerdo na aorta, a cada minuto. Esta a forma habitual de expressar a funo de bomba do corao. Em cada batimento, o volume ejetado pelo ventrculo esquerdo na aorta a diferena entre o volume diastlico final (VDF) e o volume sistlico final (VSF). O dbito cardaco (DC) ser igual quela diferena multiplicada pelo nmero de batimentos a cada minuto (freqncia cardaca, FC). O dbito cardaco, pode ser expresso pela seguinte equao: DC = (VDF - VSF) x FC em que: DC = dbito cardaco, VDF = volume diastlico final, VSF = volume sistlico final e, FC = freqncia cardaca. O volume sistlico de um adulto mdio de aproximadamente 70ml e a freqncia cardaca de 80 batimentos por minuto. O dbito cardaco desse indivduo ser de 70 x 80 = 5.600ml/min. (5,6 litros/ minuto). O dbito cardaco habitualmente expresso em litros por minuto (l/min.). Se, em uma criana, por exemplo, o volume diastlico final de 60ml, o volume sistlico final de 25ml e a freqncia cardaca de 100 batimentos por minuto, o seu dbito cardaco ser: DC = (60 - 25) x 100 = 35 x 100 = 3.500 ml/min ou 3,5 l/min.58

O dbito cardaco na criana inferior ao dbito calculado para os adultos, o que nos mostra a dificuldade de comparar o dbito cardaco de diferentes indivduos, em face das variaes de seu peso e massa corporal, dos quais dependem os volumes diastlico e sistlico finais. Para permitir a comparao do dbito cardaco entre diferentes indivduos, usa-se dividir o valor do dbito cardaco pela superfcie corprea (SC), expressa em metros quadrados. Esse novo indicador da funo de bomba do corao tem maior significado que o anterior e chamado de ndice Cardaco (IC). Se a superfcie corprea do adulto do exemplo anterior de 1,8 m2 e a superfcie corprea da criana de 1,1 m2, teremos os seguintes ndices da funo ventricular: IC = DC/SC = 5,6/1,8 = 3,1 l/min/m2 IC = DC/SC = 3,5/1,1 = 3,1 l/min/m2 O ndice cardaco de ambos os indivduos o mesmo, de 3,1 litros de sangue por minuto, por cada metro quadrado de superfcie corporal. O ndice cardaco o indicador mais importante da funo do sistema cardiovascular, porque expressa a quantidade de sangue que o corao impulsiona a cada minuto, para o transporte dos elementos essenciais funo celular em todos os tecidos do organismo. O ndice cardaco varia com a idade. Nas crianas, de 2,5 l/ min/m2, desde o nascimento, para atingir pouco mais de 4 l/min/m2 aos 10 anos de idade. Na velhice, o ndice declina, alcanando os 2,4 l/min/m2, em torno dos oitenta anos. O ndice cardaco normal, para


os indivduos de todas as idades, em repouso, varia de 2,5 a 3,75 l/min/m2. REGULAO DO DBITO CARDACO Num indivduo em repouso, o corao bombeia de 4 a 5 litros de sangue por minuto, para a aorta. Durante o exerccio, o volume de sangue bombeado pode aumentar at 5 a 6 vzes aquele valor. Os mecanismos bsicos que regulam o volume de sangue bombeado pelo ventrculo so a auto-regulao em resposta ao aumento do volume que chega ao corao e o controle reflexo pelo sistema nervoso autnomo. O aumento do retorno venoso ao trio direito altera o volume de ejeo pelo mecanismo de estiramento das fibras miocrdicas, que acarreta o aumento da fora da contrao. O sistema nervoso autnomo controla o dbito cardaco pela variao da freqncia cardaca atravs da estimulao simptica (adrenrgica) ou parassimptica (colinrgica). PRESSO ARTERIAL Ao se contrair, o ventrculo esquerdo aumenta a presso no seu interior e faz o sangue fluir com facilidade para a aorta. A entrada de sangue na aorta e demais artrias faz com que suas paredes se distendam e a presso no seu interior se eleva. A vlvula artica aberta, permite que a presso gerada no interior do ventrculo esquerdo pela sua contrao se transmita para a aorta. No final da sstole, quando o ventrculo esquerdo deixa de ejetar, a vlvula artica se fecha e ocorre o ponto mximo da presso intra-arterial, a presso sistlica. Em um adulto mdio, a presso sistlica

atinge cerca de 120mmHg. Depois que a vlvula artica se fecha, a presso na aorta ci lentamente, durante toda a distole ventricular, porque o sangue no interior das artrias elsticas distendidas flui contnuamente atravs dos vasos mais perifricos. Imediatamente antes de se iniciar o novo ciclo cardaco, a presso registrada na aorta a presso diastlica e, em um adulto seu valor de aproximadamente 80 mmHg. A presso arterial mdia a presso mdia existente na rvore arterial durante um ciclo cardaco. A presso mdia no representa a mdia aritmtica entre a presso sistlica e a diastlica, em virtude do formato da onda de pulso; ela est mais prxima da presso diastlica que da sistlica e seu valor aproximado de 92 mmHg. A gerao da presso na artria pulmonar tem mecanismos semelhantes aos do corao esquerdo e seus valores normais so de 25 mmHg para a presso sistlica, 10 mmHg para a presso diastlica e cerca de 15mmHg para a presso mdia. A diferena entre a presso sistlica e a presso diastlica chamada presso de pulso. Seu valor de 40 mmHg no adulto mdio. A presso de pulso depende diretamente do volume de ejeo sistlica e do volume de sangue existente no sistema arterial. A bomba cardaca, do tipo reciprocante, produz uma onda de presso a cada ciclo cardaco, com uma presso sistlica e uma presso de pulso, ambas importantes para a perfuso tissular. As bombas utilizadas para a impulso do sangue durante a circulao extracor59


prea so do tipo de deslocamento positivo, que aspiram o sangue no orifcio de entrada e o conduzem ao orifcio de sada. Essas bombas geram um fluxo contnuo e linear. Ao contrrio da bomba cardaca, no geram presso de impulso, como a presso sistlica. Os mecanismos orgnicos reguladores do dbito cardaco no so efetivos com a bomba mecnica, que ajustada para fornecer um dbito fixo e estvel, calculado conforme as necessidades metablicas do indivduo, nas condies da operao a ser realizada. Por essa razo a presso arterial durante a perfuso, a presso intravascular mdia mais baixa que a presso gerada pela bomba cardaca pulstil, e representa a interao do fluxo da bomba arterial com a resistncia vascular perifrica do paciente. CIRCULAO PERIFRICA E MICROCIRCULAO O sistema circulatrio um grande sistema fechado constituido por vasos que conduzem o sangue dos ventrculos aos tecidos, e destes de volta ao trios. Est dividido em dois circuitos: 1. a circulao pulmonar ou pequena circulao, que transporta o sangue do corao direito para as trocas gasosas respiratrias e ser estudada no captulo referente fisiologia respiratria, e 2. a circulao perifrica ou sistmica, responsvel pelo transporte do sangue a todos os tecidos para a oferta de oxignio e demais nutrientes. Existem dois tipos de vasos na circulao: os vasos sanguneos e os vasos linfticos. Os vasos sanguneos so de trs tipos principais: artrias, veias e capilares.60

As artrias so os vasos encarregados de transportar o sangue bombeado pelo corao para os tecidos. As artrias perifricas nascem da aorta e se dirigem ao crnio, ao trax e membros superiores, abdome e membros inferiores. Das artrias principais, nascem outras artrias que se dirigem s diferentes regies ou rgos, onde continuam a se ramificar, como os ramos de uma rvore, at distribuir ramos para todos os pontos do organismo. As artrias distais, os menores ramos da imensa rede arterial, so as arterolas. As arterolas se conectam rede de capilares do organismo, que tem contato com prticamente todas as clulas. Na extremidade oposta os capilares vo se agrupando em vnulas, cujo conjunto vai formando as veias, que acompanham regularmente o trajeto das artrias, em sentido inverso, at se reunirem nas grandes veias cava superior e inferior, que drenam todo o sangue recebido na rede capilar, de volta ao trio direito. As paredes das artrias e das veias so formadas por trs camadas (Fig. 3.4). A camada externa, constituida por tecido conjuntivo e algumas fibras elsticas, chamada adventcia. Esta camada serve de

Fig.3.4. Desenho representativo da estrutura da parede dos vasos, com as suas trs camadas e os vasa-vasorum, nutridores do prprio vaso.


suporte para os vasos. Quando uma artria seccionada, a camada adventcia tende a mant-la aberta. A adventcia das veias mais fina e menos resistente e quando seccionadas, as veias tendem a colapsar sua paredes. A camada mdia, constituda principalmente por fibras musculares e elsticas, muito mais espessa nas artrias do que nas veias. responsvel pela contrao e relaxamento dos vasos. A sstole cardaca fora o sangue para o interior das artrias e a estrutura muscular das suas paredes permite a sua expanso, para acomodar o volume adicional impulsionado. A contrao das artrias, em seguida, auxilia a impulso do sangue pelo sistema arterial. A camada mais interna, a ntima constituda pelo endotlio, cuja funo predominantemente anti-trombognica. No revestimento interno das veias, o endotlio forma cspides, a intervalos, que funcionam como vlvulas que auxiliam o direcionamento do sangue para o corao direito. As camadas ntima e mdia dos vasos recolhem o oxignio e outros elementos para a sua prpria nutrio por difuso do sangue no seu interior. A camada adventcia possui pequenos vasos, artrias, veias e capilares, responsveis pela nutrio do prprio vaso, chamados vasavasorum, que significa vasos dos vasos. Os capilares formam uma extensa e difusa rede que penetra na intimidade de todos os tecidos do organismo. So constituidos por uma nica camada de clulas, o endotlio, em continuidade com o endotlio das arterolas e das vnulas. O endotlio dos capilares permeavel ao oxignio, dixido de carbono, glicose e diver-

sos ons. Embora de tamanho diminuto, os capilares so os verdadeiros responsveis pelas funes nutritivas do sistema cardiovascular. atravs o seu endotlio que se processam todas as trocas nutritivas que mantm o meio ambiente celular em condies adequadas de funcionamento. As artrias so os vasos de distribuio de sangue ao sistema capilar. O sistema de distribuio se caracteriza por ser de baixo volume e alta presso. Os vasos de resistncia so as arterolas que, com os esfincteres pr-capilares se constituem na principal resistncia ao fluxo de sangue. Os capilares tem o comprimento aproximado de 1 milmetro e um dimetro mdio de 8 a 12 milsimos de milmetro (mcron). Existem aproximadamente 5 a 10 bilhes de capilares em um adulto mdio, correspondendo a uma rea de 500 a 700 m2. Se todo o sistema capilar do organismo pudesse ser disposto em linha reta, alcanaria uma extenso de aproximadamente 136.000 Km. Estima-se que em apenas 1 cm2 de tecido muscular existem cerca de 250.000 capilares. Esta ampla distribuio da rede capilar faz com que cada clula do organismo tenha um capilar menos de 20 ou 30 microns de distncia. As vnulas e veias constituem os vasos de capacitncia ou reservatrio. O sistema de capacitncia tipicamente um sistema de grandes volumes e baixas presses. Os vasos linfticos constituem, juntamente com os gnglios, o sistema linftico que um sistema accessrio do sistema circulatrio, atravs do qual circula a linfa, um lquido aquoso, rico em proteinas e gorduras. Mais da metade da linfa do organis61


mo se origina no fgado e nos intestinos, constituda partir de nutrientes absorvidos no processo da digesto. Os capilares linfticos existem em todos os tecidos em proximidade aos capilares sanguneos. A parede endotelial dos capilares linfticos altamente permevel s proteinas e outras grandes molculas e, o sistema linftico recolhe do lquido intersticial aquelas macromolculas que no podem alcanar a rede capilar sangunea. O sistema de vasos linfticos se concentra no interior do trax e, atravs do canal torcico, desmboca na juno das veias jugular e subclvia esquerdas, lanando a linfa, no sangue venoso. A linfa retorna circulao sistmica em fluxos aproximados de 125 ml por hora. A MICROCIRCULAO A microcirculao o segmento do sistema circulatrio que inclui os capilares e as pores terminais das arterolas e vnulas; constitui-se em unidades funcionais bem definidas, cuja organizao visa facilitar a funo nutritiva e excretora do sangue. A estrutura da microcirculao est representada na figura 3.5. A arterola terminal, se continua em uma metarterola, que

tem apenas uma camada muscular descontnua, ao contrrio da arterola terminal. A metarterola origina capilares que formam uma conjunto enovelado. Na extremidade oposta os capilares se unem em uma vnula. Entre a metarterola e a vnula existe uma comunicao artrio-venosa, que permite ao sangue das arterolas terminais alcanar diretamente o sistema venular sem atravessar os capilares. No incio da metarterola existe um pequeno e denso anel muscular, o esfincter pr-capilar, cuja contrao fecha a entrada de sangue nos capilares. Na poro inicial da vnula existe uma outra estrutura muscular semelhante, o esfincter ps-capilar, cuja contrao impede a sada do sangue dos capilares. Os esfincteres desempenham importante papel na regulao do fluxo nos capilares, especialmente o esfincter pr-capilar, que responde aos estmulos locais dos tecidos. O sangue pode seguir diferentes trajetos na microcirculao, dependendo das necessidades dos tecidos. A constrio do esfncter pr-capilar fora a passagem do sangue da arterola para a vnula, sem atravessar os capilares. Quando as necessidades de oxignio dos tecidos aumentam, h abertura de um grande nmero de esfincteres para irrigar um maior nmero de conjuntos de capilares. FLUXO E RESISTNCIA O fluxo, seja em um tubo rgido ou num vaso sanguneo, consiste no movimento de uma quantidade de fluido entre dois pontos, durante um determinado perodo de tempo. A distribuio do fluxo de sangue para

Fig.3.5. A microcirculao. Principais estruturas da microcirculao, conforme assinalado no texto.

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os leitos vasculares controlada pelas variaes do dimetro das arterolas. Esta forma de controle depende da manuteno de uma presso adequada dentro do sistema arterial. A presso intra-arterial deve ser mantida acima de um valor crtico, de 40 a 60mmHg para permitir a perfuso dos leitos vasculares de rgos vitais, como o crebro, o miocrdio e os rins. Quando um lquido circula no interior de um tubo, existe uma fora perpendicular direo do fluxo do lquido, chamada presso. A oposio quela fora a resistncia. O fluxo do lquido no interior do tubo depende da relao entre a presso e a resistncia, ou seja: Q=P/R, em que Q= fluxo, P= presso e R= resistncia. A mesma equao nos mostra que P=Q x R, ou seja, a presso o produto do fluxo pela resistncia, ou ainda que R=P/Q, ou, em outras palavras, a resistncia representa a relao entre a presso e o fluxo. A resistncia circulao do volume de sangue ejetado pela contrao cardaca, um dos fatores determinantes da presso arterial. A presso no interior de um um vaso sanguneo, por analogia com as foras hidrulicas, depende do fluxo de sangue e da resistncia oferecida sua progresso dentro do vaso. Como vimos, a presso pode ser expressa da seguinte forma: Presso (P) = Fluxo (Q) x Resistncia (R). Esta equao demonstra que a presso diretamente proporcional ao fluxo e resistncia. Se o fluxo permanecer constante e reduzirmos a resistncia, a presso se reduz. Se a resistncia permanecer constante e reduzirmos o fluxo, a presso tambm se reduz. Esta

relao governa a dinmica dos lquidos no interior de tubos inelsticos. Embora os vasos sanguneos no sejam semelhantes aos tubos rgidos, o comportamento do sangue no seu interior segue as mesmas relaes, para a perfuso dos rgos pelo sistema circulatrio. Dessa forma, a vasodilatao produz a reduo da resistncia arteriolar ao fluxo de sangue, reduzindo a presso de perfuso enquanto a queda do dbito cardaco, ao reduzir o fluxo no interior dos vasos, tambm produz queda da presso. As relaes entre a presso, o fluxo e a resistncia, durante a circulao extracorprea so as mesmas. A bomba propulsora da circulao extracorprea gera fluxo linear, no pulstil, ao contrrio da bomba cardaca. Dessa forma, as presses exercidas pelos mesmos fluxos so menores, na circulao extracorprea, e dependem fundamentalmente da resistncia arteriolar. A presso, durante a circulao extracorprea um valor que pode ser modificado facilmente pela manipulao da resistncia arteriolar ou do fluxo arterial. As drogas vasoconstritoras aumentam a resistncia arteriolar, enquanto os vasodilatadores a reduzem. RESISTNCIA VASCULAR E VISCOSIDADE Os lquidos circulam no interior dos tubos em lminas concntricas, das quais as mais externas, em contato com a parede progridem mais lentamente. Este tipo de fluxo conhecido como fluxo laminar. A maior ou menor facilidade com que as lminas de lquido se deslocam, uma em63


Fig.3.6. Esquema que representa as diversas lminas de um lquido em fluxo laminar no interior de um vaso, submetido presso P. A viscosidade do lquido determina a facilidade com que as lminas deslisam umas sobre as outras.

relao s outras, depende da viscosidade do lquido (Fig. 3.6). A viscosidade uma propriedade que depende da composio molecular dos lquidos. Um lquido de viscosidade baixa como a gua, se desloca mais facilmente em um tubo, do que um lquido de maior viscosidade, como o leo ou o sangue. Se considerarmos a viscosidade da gua como 1, a viscosidade do plasma ser de 1,8, enquanto a viscosidade do sangue com o hematcrito normal de 40% ser de 3. Quanto maior a percentagem de clulas vermelhas no sangue, tanto maior ser a sua viscosidade. Quando o hematcrito se eleva para 60 ou 70%, como ocorre nas cardiopatias cianticas, a viscosidade sangunea se eleva significativamente, alcanando 10 vzes o valor da viscosidade da gua (Fig. 3.7). A quantidade de proteinas do plasma tambm afeta a viscosidade, porm, em menor grau que a quantidade de hemcias. A grande reduo da viscosidade, produzida pela hemodiluio, uma das causas da presso arterial mdia baixa, que acompanha a circulao extracorprea. No aparelho circulatrio, em condies normais, a viscosidade do sangue no se altera substancialmente, em curtos perodos, exceto quando h grandes hemor64

ragias. Na hemodiluio da circulao extracorprea, contudo, as alteraes da viscosidade so produzidas agudamente e so bastante significativas. Uma vez equilibrado o perfusato, entretanto, a viscosidade se mantm relativamente constante at o final do procedimento. Quando a viscosidade permanece constante, pequenas alteraes no calibre das arterolas podem determinar grandes alteraes na resistncia arteriolar e, em conseqncia, determinar alteraes na presso arterial. A razo disso que a resistncia ao fluxo inversamente proporcional quarta potncia do raio do tubo e diretamente proporcional viscosidade do lquido e ao comprimento do tubo. Estas relaes podem ser expressas na equao: R= x l/r4 em que R= resistncia, = viscosidade, l= comprimento e r= raio do tubo. Durante a perfuso, como vimos, a viscosidade permanece relativamente cons-

Fig.3.7. Grfico demonstrativo da viscosidade do sangue em relao ao hematcrito. A viscosidade do sangue aumenta medida que o hematcrito se eleva. Representa ainda a viscosidade do plasma e da gua, para comparao.


tante e o comprimento dos vasos no se altera. A resistncia ser tanto maior quanto menor for o raio das arterolas. A equao que correlaciona fluxo, presso e resistncia, Q= P/R , se aplicado o valor da resistncia ao denominador, ficaria: Q= P x r4. Como a viscosidade e o comprimento dos vasos no se alteram, podem ser eliminados da equao. As arterolas representam a principal fonte de resistncia ao fluxo do sangue arterial, inclusive durante a circulao extracorprea. A resistncia oferecida ao fluxo de sangue pela rede de arterolas da grande circulao chamada resistncia perifrica ou resistncia sistmica. RESISTNCIA VASCULAR PERIFRICA A resistncia vascular total, corresponde soma de todos os fatores que oferecem resistncia ao fluxo de sangue. Se analisarmos a equao que correlaciona fluxo, presso e resistncia, teremos R= P/ Q, ou seja, a resistncia vascular total corresponde diferena de presso entre os dois extremos do circuito, dividida pelo valor do fluxo. O fluxo sanguneo tanto pode ser o dbito cardaco como o fluxo da bomba arterial, durante a perfuso. A resistncia oferecida ao fluxo de sangue atravs a circulao perifrica a resistncia vascular sistmica e, na equao R=P/Q, a presso representa a diferena entre a presso arterial mdia e a presso mdia do trio direito, que na realidade, representa a diferena de presso da circulao sistmica. Durante a perfuso, a presso do trio

direito muito baixa ou zero, com o paciente adequadamente drenado. Nesse caso, a resistncia vascular sistmica corresponde relao entre a PAM e o Fluxo Arterial (RVS = PAM/Q). Com a aplicao desta simples equao, podemos acompanhar o comportamento da resistncia vascular sistmica durante a perfuso. Ela nos permite ainda manipular a presso arterial mdia, quando necessrio, com o uso dos vasodilatadores ou dos vasos constritores. A resistncia vascular perifrica se expressa comumente em unidades de resistncia vascular (mmHg/l/min). O valor normal da resistncia vascular perifrica ou sistmica para um adulto de cerca de 20 unidades. Se multiplicarmos o valor em unidades por 79,9 (ou 80) teremos a resistncia vascular expressa em dinas/seg/cm-5. Durante a perfuso, com um fluxo arterial de 3,0 l/min, se a presso arterial mdia (PAM) estiver em 60 mmHg, a resistncia vascular perifrica ser de 60/3 ou de 20 unidades, e, portanto normal. No transcurso da perfuso, com o fluxo mantido constante em 3 l/min, se a presso arterial mdia se eleva para 84 mmHg, a resistncia vascular perifrica ter aumentado para 84/3 ou 28, unidades, que significa um acrscimo de 40% . Essa elevao da resistncia vascular perifrica causada pelo efeito vasoconstritor de substncias liberadas durante a perfuso. A maior constrio das arterolas dificulta a perfuso dos capilares, reduzindo a eficincia da oxigenao tissular. Isto pode ser comprovado pela verificao freqente de acidose metablica concomitante. Nesse momento no se deve reduzir o fluxo da perfuso65


para reduzir a presso arterial e sim, usar vasodilatadores para aumentar o dimetro das arterolas e reduzir a resistncia vascular perifrica. Esta medida normaliza o metabolismo tissular, independente da administrao de alcalinizantes, como o bicarbonato. TROCAS TRANSCAPILARES A funo mais importante do sistema circulatrio, a permuta de nutrientes e dejetos celulares, entre o sangue circulante e os tecidos, se processa nos capilares. A organizao capilar do organismo na microcirculao favorece as trocas entre os capilares e as clulas, havendo sempre um vaso capilar em proximidade cada clula. A parede capilar apresenta poros ou canalculos que so atravessados pela maioria dos ons e molculas hidrosolveis. Outras substncias lipossolveis atravessam diretamente a clula endotelial, por dissoluo na sua membrana, sem atravessar os poros. A maior parte das trocas, contudo, ocorre pelo fenmeno da difuso. O plasma sanguneo trocas substncias com o lquido extracelular. Este, troca as substncias com as clulas atravs a membrana celular. O plasma, portanto, regula o meio em que as clulas vivem, oferecendo condies mais adequadas ao seu funcionamento (Fig. 3.8). A autoregulao do fluxo de sangue nos capilares fundamental para as trocas com os tecidos. O sangue no flui num rtmo contnuo atravs dos capilares. Os esfincteres pr-capilares e as metarterolas se contraem e se relaxam alternadamente, em ciclos de 5 a 10 vzes por minuto. O66

Fig.3.8. Esquema da difuso de lquidos entre o capilar sanguneo, o capilar linftico e o espao intersticial.

fator mais importante para determinar o grau de abertura e fechamento das metarterolas e esfincteres pr-capilares a concentrao de oxignio nos tecidos. Quando a concentrao de oxignio baixa, os esfincteres permanecem abertos mais tempo, aumentando o afluxo de sangue. Quanto maior for a utilizao de oxignio pelos tecidos, maior ser a quantidade de sangue que flui pelos capilares. O movimento de lquidos atravs as paredes dos capilares determinado pelas foras hidrostticas e osmticas, nos dois lados da membrana capilar. Existem quatro foras que determinam o movimento de lquidos atravs a membrana capilar (Fig. 3.9): 1. A presso capilar ou presso hidrosttica, que tende a fazer o lquido sair do capilar para o interstcio. 2. A presso do lquido intersticial que tende a fazer o lquido penetrar atravs da membrana capilar, quando positiva e a faz-lo sair, quando negativa. 3. A presso coloidosmtica do plasma, que tende a atrair lquido para o


interior dos capilares. 4. A presso coloidosmtica do lquido intersticial, que tende a atrair lquido do interior dos capilares. A presso capilar ou presso hidrosttica a diferena de presso entre o extremo arteriolar e o extremo venular do capilar. O extremo arteriolar do capilar tem uma presso aproximada de 25 mmHg, enquanto no extremo venular a presso de aproximadamente 10 mmHg. O capilar venoso tem uma permeabilidade maior que o extremo arteriolar. A presso hidrosttica tende a produzir filtrao do plasma para o lquido intersticial, no extremo arteriolar e tende a produzir absoro de lquido do interstcio para o capilar, no extremo venoso. A presso do lquido intersticial de difcil avaliao, pela sua composio, parte sob a forma de gel e parte lquida propriamente dita. Estima-se que esta presso seja negativa, em torno de -6,3 mmHg. Essa negatividade tende a fazer uma aspirao do lquido intracapilar para o interstcio. A presso coloido-osmtica ou presso onctica do plasma depende fundamentalmente das proteinas, que no se difundem para dentro do interstcio, a no

ser em pequenas quantidades, logo removidas pelos canais linfticos. A concentrao de proteinas no plasma quatro vzes maior do que no lquido intersticial, ou seja, 7,3g% no plasma e 2g% no interstcio. Apenas as substncias que no conseguem passar atravs dos poros de uma membrana semi-permevel exercem presso osmtica. A presso osmtica total aproximadamente 50% maior que a exercida pelas proteinas. As proteinas por sua carga eltrica negativa, atraem cations, principalmente o sdio, para o equilbrio eltrico das suas molculas. As partculas dos ctions fazem aumentar a presso coloido-osmtica total, que se torna mais significativa, quanto maior for a quantidade de proteinas. Este o chamado efeito Donnan na presso coloido-osmtica ou presso onctica. O valor normal para a presso onctica das proteinas do plasma de aproximadamente 28 mmHg, dos quais 19 mmHg correspondem s proteinas e 9mmHg so gerados pelos cations mantidos no plasma pelo efeito Donnan. A albumina reponsvel por cerca de 75% da presso onctica do plasma e os demais 25% correspondem s globulinas, sendo a contribuio do fibrinognio muito pequena. A contribuio relativa das proteinas plasmticas, conforme sua concentrao est representada na tabela 3.1.

Fig.3.9. O desenho representa as foras que tendem a movimentar os lquidos para dentro e para fora dos capilares, nas trocas com o lquido intersticial, atravs das membranas capilares.

Tabela 3.1 Comparao da presso onctica exercida pela albumina e demais proteinas do plasma.

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A presso onctica do lquido intersticial pequena em relao do plasma, da ordem de 5 mmHg, em virtude da pequena concentrao de molculas proteicas existente no interstcio. Desta forma temos que as foras que tendem a promover a filtrao de lquidos no extremo arteriolar do capilar para o intertcio so: Presso capilar (hidrosttica) . . 25,0 mmHg. Presso negativa do lquido intersticial . . . . . . . . . . . . . . . 6,3 mmHg. Presso onctica do lquido intersticial . . . . . . . . . . . . . . 5,0 mmHg. Fora total para promover a filtrao . . . . . . . . . . . . . . . 36,3 mmHg. Foras que tendem a promover a absoro de lquido do interstcio para dentro do sistema capilar no extremo arteriolar: Presso onctica do plasma . . 28 mmHg. Desses valores depreende-se que h uma fora de cerca de 8,3 mmHg (36,3 28), que tende a fazer com que o lquido seja filtrado do capilar para o interstcio. Ao nvel do capilar venoso, ou no extremo venular do capilar as foras que tendem a fazer sair o lquido so: Presso capilar (hidrosttica) . . . . . . . . . . . . 10 mmHg. Presso negativa do lquido intersticial . . . . . . . . 6,3 mmHg. Presso onctica do lquido intersticial . . . . . . . . 5,0 mmHg. Fora total para promover a filtrao . . . . . . . . . . . . . . 21,3 mmHg.68

As foras que tendem a fazer o lquido entrar no capilar partir do lquido intersticial so: Presso onctica do plasma . . 28 mmHg. A diferena ou fora efetiva de 6,7 mmHg, que a presso de reabsoro. A presso de reabsoro faz com que nove dcimos do lquido que filtrou para fora nas extremidades arteriais dos capilares sejam reabsorvidos nas extremidades venosas. O dcimo restante penetra nos vasos linfticos e segue o curso da linfa. A fora mdia efetiva que faz predominar a filtrao de apenas 0,3 mmHg. Os dados acima nos mostram a importncia da presso onctica no equilbrio lquido entre os compartimentos intravascular e intersticial e nos permite avaliar os efeitos da hemodiluio com cristaloides, sem molculas capazes de gerar presso onctica. A circulao extracorprea tende a produzir filtrao de lquidos para o espao intersticial por algumas razes, das quais as mais importantes so: 1. Reduo da presso hidrosttica nos capilares. conseqncia das presses de perfuso baixas, geradas pela bomba de fluxo linear. 2. Reduo da presso coloidosmtica do plasma em conseqncia da hemodiluio com cristaloides. A hemodiluio, durante a circulao extracorprea, deve ser criteriosa. No deve exceder os limites tolerveis, para no comprometer a oferta de oxignio aos tecidos, que pode ocorrer com hematcritos abaixo de 18%, nem reduzir excessivamente a


presso coloidosmtica do plasma. A introduo de substncias coloidais acelulares para hemodiluio, visa especficamente, atenuar aqueles efeitos indesejveis da hemodiluio com cristaloides. CIRCULAO CEREBRAL O arco artico o segmento da aorta que d origem s artrias braquioceflicas, encarregadas de levar o sangue ao crnio e aos membros superiores. Estas artrias penetram no interior do crnio e constituem uma arcada vascular, cuja forma lembra o desenho de um polgono e, por essa razo, a arcada denominada polgono de Willis. As quatro artrias que penetram no crnio para formar a arcada poligonal so as duas artrias cartidas internas, direita e esquerda, e as duas artrias vertebrais, direita e esquerda (Figura 3.10). As duas artrias vertebrais se unem na base do crnio para formar a artria basilar. Esta, por sua vez, fornece as duas artrias cerebrais posteriores, direita e esquerda. As artrias cerebrais posteriores fornecem os ramos comunicantes posteriores. Cada uma das artrias cartidas internas, ao alcanar a base do crnio, fornece uma artria comunicante anterior e uma artria cerebral mdia. As artrias comunicantes anteriores e as comunicantes posteriores unem as artrias cartidas e as artrias vertebrais em uma estrutura arterial contnua, o polgono de Willis, de onde emergem os ramos que irrigam o crebro. Essa estrutura poligonal de mltiplas origens assegura vrias vias para o sangue arterial alcanar o crebro. Em virtude destas mltiplas vias, uma ou mais das artrias braquioceflicas

(cartidas e vertebrais) podem ser ocluidas sem que ocorra dano ao tecido cerebral, devido compensao do fluxo pelas demais artrias do polgono. O crebro e as demais pores que constituem o sistema nervoso central ocupam o funcionamento de mais de 100 bilhes de neurnios. As clulas do crebro so extremamente dependentes do contnuo fornecimento de oxignio e outros nutrientes, para a manuteno da sua integridade estrutural e funcional. Ao contrrio de outros rgos, o crebro depende de um metabolismo exclusivamente aerbio para produzir a energia que possibilita o seu funcionamento. Por essa ra-

Fig 3.10. Representa o polgono de Willis. As quatro artrias (cartidas internas) e vertebrais penetram no crnio e formam uma estrutura poligonal que intercomunica as regies anterior e posterior. 1. polgono de Willis; 2. artria cartida interna; 3. artria vertebral; 4. artria basilar; 5. artria cerebral anterior; 6. artria cerebral mdia; 7. artria cerebral posterior; 8. artria comunicante anterior e 9. artria comunicante posterior.

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zo, a circulao cerebral se sustenta atravs de mltiplas fontes, todas capazes de suprir o sangue necessrio ao adequado funcionamento celular do tecido cerebral. A distribuio da circulao arteriolar e capilar que irriga o tecido cerebral semelhante ao que foi descrito para os demais rgos. Aps percorrer o vasto sistema capilar, o sangue alcana o sistema de veias do crebro, de paredes muito delgadas, bastante elsticas, com amplas e redundantes anastomoses e totalmente desprovidas de vlvulas. As veias do crebro esto distribudas em trs sistemas principais: as veias superficiais ou corticais, que acompanham as principais regies dos hemisfrios cerebrais; as veias dos ncleos centrais e as veias da base do crnio. As veias superficiais drenam em dois seios venosos, o seio longitudinal superior e o seio longitudinal inferior. Outras veias superficiais alcanam a base do crnio onde formam o seio cavernoso. As veias dos ncleos centrais formam dois troncos volumosos (veias de Galeno), que fundem-se em um nico tronco venoso, enquanto que as veias da base do crnio (veias basilares), acompanham aproximadamente a distribuio das artrias do polgono de Willis e unem-se em outras duas veias calibrosas (fig 3.11). Os sistemas venosos cerebrais anastomosam-se amplamente, formando uma rede de grande capacidade e baixa resistncia, at se constituir nos seios laterais, verdadeiros lagos venosos que se continuam com a veia jugular interna de cada lado do crnio. As veias jugulares internas drenam o sangue do crebro para a veia cava superior.70

Fig 3.11. Representa os sistemas venosos do retorno cerebral. H trs sistemas principais que se comunicam amplamente e acompanham aproximadamente a distribuio das artrias do polgono de Willis. Os seios venosos unem-se e terminam por desembocar nas veias jugulares internas direita e esquerda. O sistema venoso intracraniano no possui vlvulas.

CIRCULAO DA MEDULA A circulao arterial da medula espinhal provm de ramos originados nas artrias vertebrais, na aorta descendente (artrias intercostais) e na aorta abdominal (artrias lombares). A arquitetura da irrigao medular varivel entre os indivduos, ora predominando a origem vertebral ora predominando a origem intercostal da irrigao. Na maioria dos indivduos a medula irrigada por trs artrias principais, que correm paralelas ao seu eixo longitudinal; uma artria medular anterior e duas artrias medulares posteriores. Cerca de 75% da rea transversal da medula so irrigados pela artria medular anterior. A artria medular anterior formada pelos ramos medulares direito e esquerdo que se originam das artrias vertebrais, antes da sua fuso em artria basilar, na base do crnio. medida que a artria


medular anterior desce paralela medula espinhal, vai recebendo as tributrias radiculares, ramos das artrias intercostais e das artrias lombares. As artrias intercostais nascem da regio postero-lateral da aorta torcica. Aps um pequeno percurso, a artria intercostal se divide em duas a artria intercostal anterior, que caminha anteriormente ao trax, acompanhando o espao entre as costelas, e a outra, mais importante, a artria intercostal posterior, que se dirige poro ssea da coluna vertebral. Dessa artria intercostal posterior, nasce o ramo espinhal, que penetra no canal medular da coluna vertebral, onde forma dois ramos chamados radiculares, um anterior e outro posterior. Os ramos radiculares anteriores contribuem para a formao da artria medular anterior. Os ramos radiculares posteriores direito e esquerdo, formam as artrias medulares posteriores. As artrias medulares posteriores direita e esquerda, formam uma extensa rede anastomtica entre s, o plexo da pia mater. Embora extenso, o plexo no suficiente para suprir circulao colateral, quando um ramo radicular importante ocluido. Aproximadamente ao nvel da nona vrtebra torcica, emerge um ramo radicular anterior mais calibroso e muito importante, chamada artria radicular magna ou artria de Adamkiewicz, cuja irrigao vital para a integridade funcional da medula e cuja ligadura em animais causa paraplegia em um grande nmero de casos. A artira de Adamkiewicz nasce entre as nona e dcima segunda vrtebras

torcicas (T9 e T12) em cerca de 60% dos indivduos. Em 15% dos indivduos ela nasce mais alta, altura de T5 a T8 e, em 25% dos indivduos ela nasce mais baixa, altura da primeira vrtebra lombar (L1). As vnulas e veias procedentes das diferentes partes da medula dirigem-se para a superfcie externa, reunindo-se em seis veias principais, que acompanham longitudinalmente a medula. Trs veias so anteriores e trs so posteriores; estas veias constituem numerosas anastomoses entre s, formando uma extensa rede venosa. Os diversos ramos das seis veias principais dirigem-se ao exterior da coluna vertebral, atravs os orifcios por onde emergem as razes nervosas e vo desembocar nos plexos venosos extraraquidianos ou vertebrais, de onde alcanam a circulao venosa sistmica. Os plexos venosos extraraquidianos fundem-se em pequenas veias chamadas veias espinhais, que por sua vez desaguam nas veias intercostais. Estas ltimas fundem-se veia zigos direita e veia hemizigos, esquerda que drenam no sistema cava superior. Esta distribuio permite ampla circulao coleteral venosa. A circulao da medula, do mesmo modo que a circulao cerebral, assegura o contnuo fornecimento de oxignio e outros nutrientes para a manuteno do metabolismo. Os procedimentos cirrgicos com circulao extracorprea que requerem a interrupo do fluxo sanguineo para a medula espinhal, devem incluir medidas especificamente destinadas a proteger o tecido nervoso contra a injria produzida pela isquemia prolongada.

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fisiologia cardio pulmonar