Resumo Fisiologia cardiovascular ...

Prévia do material em texto

FISIOTERPIA APLICADA À CARDIOLOGIA 
PROF: LEINA ORMOND 
PAPEL HOMEOSTÁTICO DO SISTEMA CARDIOVASCULAR 
 
Um fisiologista francês do século XIX, Claude Bernard (1813-1878), foi o 
primeiro a reconhecer que todos os organismos mais desenvolvidos empenham-se 
ativa e constantemente para evitar que o ambiente externo perturbe as condições 
necessárias à vida dentro do organismo. Por isso, a temperatura, concentração de 
oxigênio, pH, composição iônica, osmolaridade e muitas outras variáveis 
importantes do nosso ambiente interno são rigorosamente controlados. Tal processo 
de manutenção da “constância” de nosso ambiente interno ficou conhecido como 
homeostase. 
Para cumprir esta tarefa, desenvolveu-se uma elaborada rede de transporte de 
material: O sistema cardiovascular. 
Três compartimentos de líquidos, conhecidos coletivamente como água corporal 
total, são responsáveis por cerca de 60% do peso corporal. Esta água é distribuída 
entre os compartimentos intracelular, intersticial e plasmático, como indicado na 
Fig. 1.1. 
Observe que cerca de 66% de nossa água corporal estão contidos no interior das 
células e comunicam-se com o líquido intersticial através das membranas 
plasmáticas das células. Do líquido que fica fora das células (i.e., o líquido 
extracelular), apenas uma pequena quantidade, o volume plasmático, circula dentro 
do sistema cardiovascular. 
O sangue é composto de plasma e aproximadamente um volume igual de elementos 
formados (principalmente células vermelhas). O líquido plasmático circulante 
comunica- se com o líquido intersticial através das paredes dos pequenos vasos 
capilares dentro dos órgãos. 
Figura 1.1 
 
O líquido intersticial é o ambiente intermediário das células individuais. 
(Constitui o “ambiente interno” referido por Bernard.). Tais células têm de retirar 
seus nutrientes assim como liberar seus produtos neste líquido intersticial, o qual, 
contudo, não pode ser considerado um grande reservatório de nutrientes ou uma 
grande “lixeira” para os produtos metabólicos, pois seu volume é menor que a 
metade daquele das células às quais serve. Por isso, o bem-estar das células isoladas 
depende sobremaneira dos mecanismos homeostáticos que regulam a composição 
do líquido intersticial. Esta tarefa é realizada por meio da exposição contínua do 
líquido intersticial ao líquido plasmático circulante “novo”. 
Quando o sangue passa através dos capilares, há troca de solutos entre o plasma e o 
líquido intersticial através do processo de difusão. O resultado final da difusão 
transcapilar é sempre que o líquido intersticial tende a adquirir a composição do 
sangue que chega. Se, por exemplo, a concentração de íons potássio no interstício de 
um músculo esquelético em particular fosse maior do que aquela no plasma que 
entra no músculo, o potássio difundir-se-ia no sangue quando passasse através dos 
capilares do músculo. Como isto removeria o potássio do líquido intersticial, a 
concentração do íon potássio diminuiria, parando de fazê-lo quando o movimento 
resultante do potássio para o interior dos capilares não ocorresse mais, isto é, 
quando a concentração intersticial atingisse à do plasma que chega. 
Duas condições são essenciais para este mecanismo circulatório controlar de 
maneira efetiva a composição do líquido intersticial: (1) deve haver fluxo sanguíneo 
adequado através dos capilares do tecido e (2) a composição química do sangue que 
chega (ou arterial) deve ser controlada para que seja a ideal para o líquido 
intersticial. 
A Fig. 1.1 mostra como o sistema de transporte cardiovascular funciona para 
cumprir estas tarefas. Como discutido anteriormente, as substâncias são 
transportadas entre as células e o plasma, nos vasos capilares dentro dos órgãos, 
pelo processo de difusão. Este transporte ocorre em distâncias extremamente 
pequenas porque nenhuma célula no corpo está localizada a mais do que cerca de 10 
μm de um capilar. Com tais distâncias microscópicas, a difusão é um processo 
extremamente rápido que pode mover quantidades enormes de material. Contudo, a 
difusão é um mecanismo muito precário para mover substâncias dos capilares de um 
órgão, como os pulmões, para os capilares de outro órgão que pode estar a 1 m ou 
mais de distância. Conseqüentemente, as substâncias são transportadas entre os 
órgãos pelo processo de convecção, pelo qual as substâncias movem-se juntamente 
com o fluxo sanguíneo simplesmente porque se encontram dissolvidas ou de outra 
forma contidas no sangue. As distâncias relativas envolvidas no transporte 
cardiovascular não estão bem ilustradas na Fig. 1.1. Se a figura fosse desenhada em 
escala, com 1 polegada (2,54 cm) representando a distância dos capilares até as 
células no músculo da panturrilha, os capilares nos pulmões teriam de estar 
localizados a cerca de 24 km de distância! 
A disposição funcional geral do sistema cardiovascular encontra-se ilustrada na Fig. 
1.2. Como um ponto de vista funcional, e não anatômico, está expresso nesta figura, 
o coração aparece em três locais: como a bomba cardíaca direita, como a bomba 
cardíaca esquerda e como o tecido do músculo cardíaco. É prática comum visualizar 
o sistema cardiovascular como (1) circulação pulmonar, composta de bomba 
cardíaca direita e pulmões, e (2) circulação sistêmica, na qual a bomba cardíaca 
esquerda fornece sangue para os órgãos sistêmicos (todas as estruturas, exceto a 
porção de troca gasosa dos pulmões). As circulações pulmonar e sistêmica são 
dispostas em série, isto é, uma após a outra. Conseqüentemente, os corações direito 
e esquerdo devem, cada um, bombear um volume idêntico de sangue a cada minuto. 
Esta quantidade é chamada de débito cardíaco. Um débito cardíaco de 5 a 6 l/min é 
normal para um indivíduo em repouso. 
Como indicado na Fig. 1.2, os órgãos sistêmicos são funcionalmente dispostos em 
paralelo (i.e., lado a lado) no sistema cardiovascular. Há duas conseqüências 
importantes deste arranjo em paralelo. Primeiro, aproximadamente todos os órgãos 
sistêmicos recebem sangue de composição idêntica – aquele que acabou de deixar os 
pulmões e é conhecido como sangue arterial. Segundo, o fluxo através de qualquer 
um dos órgãos sistêmicos pode ser controlado independentemente do fluxo através 
de outros órgãos. Assim, por exemplo, a resposta cardiovascular ao exercício de 
todo o corpo pode envolver aumento do fluxo sanguíneo através de alguns órgãos, 
redução do fluxo sanguíneo através de outros e nenhuma alteração do fluxo 
sanguíneo de ainda outros. 
Muitos dos órgãos no corpo ajudam a realizar a tarefa de recondicionar 
continuamente o sangue que circula no sistema cardiovascular. Papéis essenciais são 
desempenhados por órgãos, tais como os pulmões, que se comunicam com o 
ambiente externo. Como fica evidente no arranjo mostrado na Fig. 1.2, qualquer 
sangue que acabou de passar através de um órgão sistêmico retorna para o coração 
direito e é bombeado através dos pulmões, onde o oxigênio e o dióxido de carbono 
são trocados. 
Por isso, a composição gasosa do sangue sempre é recondicionada imediatamente 
após deixar o órgão sistêmico. 
Assim como os pulmões, muitos órgãos sistêmicos também servem para 
recondicionar a composição do sangue, embora o circuito do fluxo impeça que eles 
façam isto cada vez que o sangue completa um circuito. Os rins, por exemplo, 
ajustam a composição eletrolítica do sangue que passa por eles continuamente. Pelo 
fato de o sangue recondicionado pelos rins misturar-se livremente com todo o 
sangue circulante e os eletrólitos, bem como a água, passarem livremente através da 
maior parte das paredes dos capilares, os rins controlam o equilíbrio eletrolítico de 
todo o ambiente interno. Para isto ocorrer, é necessário que uma determinada 
unidade de sangue passe freqüentemente através dos rins. Na verdade, os rins (sob 
condições de repouso) normalmente recebem cerca de 20% do débito cardíaco, oque excede grandemente a quantidade de fluxo necessária para suprir as 
necessidades de nutrientes do tecido renal. Esta situação é comum nos órgãos que 
têm uma função de condicionamento do sangue. 
Os órgãos que condicionam o sangue também podem suportar, pelo menos 
temporariamente, reduções importantes do fluxo sanguíneo. A pele, por exemplo, 
pode facilmente tolerar uma grande redução do fluxo sanguíneo quando é necessário 
conservar o calor do corpo. A maior parte dos grandes órgãos abdominais também 
recai nesta categoria. A razão é simplesmente que, devido às suas funções de 
condicionamento do sangue, seu fluxo sanguíneo normal excede muito mais aquele 
necessário para manter suas necessidades metabólicas básicas. 
O cérebro, músculo cardíaco e os músculos esqueléticos são exemplos de órgãos nos 
quais o sangue flui somente para suprir as necessidades metabólicas do tecido. Eles 
não recondicionam o sangue para o benefício de outros órgãos. O fluxo para o 
cérebro e músculo cardíaco em geral é apenas ligeiramente maior do que o 
necessário para seu metabolismo, e eles não toleram bem interrupções no fluxo 
sanguíneo. Pode ocorrer perda da consciência alguns segundos após a suspensão do 
fluxo cerebral, e pode haver lesões permanentes no cérebro em apenas 4 min sem 
fluxo. De maneira semelhante, o músculo cardíaco (miocárdio) normalmente 
consome cerca de 75% do oxigênio fornecido a ele, e a capacidade de bombeamento 
do coração começa a se deteriorar entre os batimentos de uma interrupção do fluxo 
coronariano. Como veremos adiante, a tarefa de fornecer fluxo sanguíneo adequado 
para o cérebro e o músculo cardíaco recebe alta prioridade no funcionamento geral 
do sistema cardiovascular. 
 
Figura 1.2 
 
 
 
 
 
 
 
 
O CORAÇÃO 
Ação de bombeamento 
 
O coração fica no centro da cavidade torácica, suspenso por suas ligações com os 
grandes vasos, dentro de uma bolsa fibrosa fina chamada de pericárdio. Uma 
pequena quantidade de líquido na bolsa lubrifica a superfície do coração e 
possibilita que ele se mova livremente durante a contração e o relaxamento. O fluxo 
sanguíneo através de todos os órgãos é passivo e ocorre apenas porque a pressão 
arterial é mantida mais alta do que a pressão venosa pela ação de bombeamento do 
coração. A bomba cardíaca direita fornece a energia necessária para mover o sangue 
através dos vasos pulmonares, e a bomba cardíaca esquerda fornece a energia para 
mover o sangue através dos órgãos sistêmicos. 
A quantidade de sangue advinda de cada ventrículo bombeada por minuto (o débito 
cardíaco, DC) depende do volume de sangue ejetado em cada batimento (o volume 
sistólico, VS) e do número de batimentos cardíacos por minuto (a freqüência 
cardíaca, FC), como se segue: 
DC = VS × FC 
Volume/minuto = volume/batimento × batimentos/minuto 
Por isso, todas as influências no débito cardíaco devem agir mudando ou a 
freqüência cardíaca ou o volume sistólico. Tais influências serão descritas em 
detalhes nos capítulos subseqüentes. 
A via do fluxo sanguíneo através destas câmaras do coração é indicada na Fig.1.3
. 
O sangue venoso retorna dos órgãos sistêmicos para o átrio direito através das veias 
cavas superior e inferior. Ele passa através da valva tricúspide para o ventrículo 
direito e daí é bombeado através da valva pulmonar para a circulação pulmonar 
através das artérias pulmonares. O sangue venoso pulmonar oxigenado flui nas veias 
pulmonares para o átrio esquerdo e passa através da valva mitral para o ventrículo 
esquerdo. Daí é bombeado através da válvula aórtica para a aorta, a fim de ser 
distribuído para os órgãos sistêmicos. 
Embora a anatomia geral da bomba cardíaca direita seja um pouco diferente daquela 
da bomba cardíaca esquerda, os princípios de bombeamento são idênticos. 
Cada bomba consiste em um ventrículo, que é uma câmara fechada circundada por 
uma parede muscular, como ilustrado na Fig. 1.4. As valvas são estruturalmente 
projetadas para permitir o fluxo em apenas uma direção bem como abrir e fechar 
passivamente em resposta à direção das diferenças de pressão através delas. A ação 
de bombeamento ventricular ocorre porque o volume da câmara intraventricular é 
ciclicamente mudado pela contração e relaxamento rítmico e sincronizado das 
células do músculo cardíaco isoladas que estão dispostas em uma orientação 
Fig. 1.3 Via de fluxo sanguíneo 
circunferencial dentro da parede ventricular. Quando as células do músculo 
ventricular estão se contraindo, geram uma tensão circunferencial nas paredes 
ventriculares que faz com que a pressão dentro da câmara aumente. Assim que a 
pressão ventricular excede a pressão na artéria pulmonar (bomba direita) ou aorta 
(bomba esquerda), o sangue é forçado para fora da câmara através da válvula de 
saída, como mostrado na Fig. 1.5. Esta fase do ciclo cardíaco durante a qual as 
células do músculo ventricular estão se contraindo é chamada de sístole. Pelo fato de 
a pressão ser mais alta no ventrículo do que no átrio durante a sístole, a válvula de 
entrada ou atrioventricular (AV) é fechada. Quando as células do músculo 
ventricular se relaxam, a pressão no ventrículo cai abaixo daquela no átrio, a valva 
AV se abre, e o ventrículo se reenche com sangue, como mostrado à direita na Fig. 
1.5. Esta porção do ciclo cardíaco é chamada de diástole. A válvula de saída é 
fechada durante a diástole por ser a pressão arterial maior do que a pressão 
intraventricular. Após o período de enchimento diastólico, a fase sistólica do novo 
ciclo cardíaco é iniciada. 
Figura 1.4 
 
 
 
 
Fig. 1.4 Ação de bombeamento ventricular 
Excitação 
A ação de bombeamento eficiente do coração requer uma coordenação precisa da 
contração de milhões de células isoladas do músculo cardíaco. A contração de cada 
célula é desencadeada quando um impulso elétrico excitatório (potencial de ação) 
passa rapidamente sobre sua membrana. A coordenação adequada da atividade 
contrátil das células isoladas do músculo cardíaco é atingida primariamente pela 
condução dos potenciais de ação de uma célula para a próxima através de sinapses 
(gap junctions) que conectam todas as células do coração a um sincício funcional 
(i.e., atuando como uma unidade sincrônica). Além disso, as células musculares em 
determinadas áreas do coração são especificamente adaptadas para controlar a 
freqüência da excitação cardíaca, a via de condução e a taxa de propagação do 
impulso através das várias regiões do coração. Os principais componentes deste 
especializado sistema de excitação e condução são mostrados na Fig. 1.5 e incluem 
o nodo sinoatrial (nodo SA), nodo atrioventricular (nodo AV), o feixe de His e os 
ramos do feixe direito e esquerdo compostos de células especializadas chamadas 
fibras de Purkinje. 
O nodo SA contém células especializadas que normalmente funcionam como o 
marca-passo cardíaco e iniciam o potencial de ação conduzido através do coração. O 
nodo AV contém células de condução lenta que normalmente funcionam para criar 
um pequeno atraso entre a contração atrial e a contração ventricular. As fibras de 
Purkinje são especializadas para condução rápida e asseguram que todas as células 
ventriculares se contraiam aproximadamente no mesmo instante. 
 Influências neurais autonômicas 
Embora o coração possa bater inerentemente por si só, a função cardíaca pode ser 
profundamente influenciada pelos impulsos neurais de ambas as divisões, simpática 
e parassimpática, do sistema nervoso autônomo. Estes impulsos permitem que o 
bombeamento cardíaco seja alterado para se adequar às mudanças nas necessidades 
homeostáticas do organismo. Todas as porções do coração mostram-se ricamente 
inervadas por fibras simpáticas adrenérgicas. Quando ativos, estes nervos 
simpáticos liberam norepinefrina (noradrelina) nas células cardíacas. 
A norepinefrina interage com os receptores β1-adrenérgicos nas células do músculo 
cardíacopara aumentar a freqüência cardíaca, a velocidade de condução do 
potencial de ação, bem como a força de contração e as freqüências de contração e 
relaxamento. Acima de tudo, a ativação simpática age para aumentar o 
bombeamento cardíaco. 
As fibras colinérgicas do nervo parassimpático chegam ao coração atráves do nervo 
vago e inervam o nodo SA, o nodo AV e o músculo atrial. Quando ativos, estes 
nervos parassimpáticos liberam acetilcolina nas células do músculo cardíaco. A 
acetilcolina interage com os receptores muscarínicos nas células do músculo 
cardíaco, para diminuir a freqüência cardíaca (nodo SA), e diminuem a velocidade 
de condução do potencial de ação (nodo AV). Os nervos parassimpáticos também 
podem agir para diminuir a força de contração das células musculares atriais (mas 
não as ventriculares). Acima de tudo, a ativação parassimpática age para diminuir o 
bombeamento cardíaco. 
Em geral, um aumento na atividade do nervo parassimpático é acompanhado de uma 
redução da atividade do nervo simpático e vice-versa. 
 
Figura 1.5 
 
Nodo sinoatrial 
Nodo atrioventricular 
Feixe de His 
Ramo esquerdo do feixe 
Ramo direito do feixe 
Músculo ventricular 
Fig. 1.5 Sistema de condução elétrica do coração. 
 
Mohrman, David E., Fisiologia cardiovascular. 6. ed.. Porto Alegre : AMGH, 2011.