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Sistema circulatório Visão geral O sistema circulatório é um sistema orgânico que tem como função primordial suprir a demanda metabólica de todos os tecidos corporais de nutrientes, excretas, hormônios e fatores do sistema imunológico por todo o organismo Sistema circulatório aberto e fechado • Aberto: sistema em que o sangue se espalha pelos tecidos circulando fora dos vasos • Fechado: sistema no qual o sangue circula dentro de vasos, não se comunicando diretamente com os tecidos O sistema circulatório humano é fechado, altamente complexo que apresenta: um órgão propulsor muscular (coração), com a função de manter em movimento uma solução aquosa complexa (sangue), que circula através de uma rede tubular (vasos) Observação: o sistema circulatório fechado possibilita maior eficiência na distribuição de oxigênio e nutrientes para os tecidos Funções do sistema circulatório 1- Distribuição de oxigênio e nutrientes para os tecidos 2- Regulação do equilíbrio acidobásico pelas soluções-tampão presentes no sangue 3- Regulação funcional dos órgãos pelo transporte de hormônios 4- Termorregulação pelas trocas de calor (uma vez que o grande transportador de calor no organismo é o sangue) A estabilidade físico-químico do meio interno possibilitou um grande avanço evolutivo para os mamíferos- a conquista da independência. Agora, com a criação de um modo de controlar o meio interno possibilitou que o desenvolvimento de um órgão muito importante, o cérebro. Essa evolução, que criou e desenvolveu um sistema cada vez mais complexo e fundamental, impôs ao organismo uma nova necessidade: estabelecer mecanismo para a regulação do sistema circulatório, com o proposito de assegurar o suprimento adequado de oxigênio e nutrientes a cada célula, mediante ajuste do fluxo sanguíneo as necessidades de cada tecido, a cada instante. Os componentes do sistema circulatório (sangue, vasos e coração) são regulados por quatro tipos de processos: • Controle intrínseco: relacionado com as propriedades físicas do próprio sistema • Controle local: resultante de variações físico- químicas do meio interno • Controle nervoso: regulação pelo sistema nervoso autônomo • Controle humoral: realizado pelas glândulas endócrinas, por meio de hormônios A roda de energia O trabalho do coração está longe de ser facilidade: o coração é mais exigido que os outros órgãos, comportando-se como o elo mais frágil da corrente. Por exemplo, uma pequena área de necrose no miocárdio ocasionada por um infarto é capaz de matar mais de 40.000 pessoas por dia no mundo. • Isso mostra que o coração trabalha no limite, enquanto os outros órgãos operam com uma boa margem de segurança, ou seja, apresentam boa reserva funcional (capacidade de um determinado órgão suportar uma sobrecarga de trabalho a ele imposta) Por que o coração é diferente dos outros órgãos? Cada órgão trabalha para realizar somente suas funções, isto é o fígado não gasta energia fazendo papel dos rins, os pulmões não gastam energia fazendo papel do intestino delgado e assim por diante. Já o coração tem que trabalhar para entregar os nutrientes na porta de cada uma das células do corpo. Além disso, a plasticidade do coração é muito restrita. Isso facilita entender por que nos cansamos tão facilmente quando estamos sedentários e vamos dar uma pequena corrida. Parece que o folego desaparece, surge a sensação de falta de ar (dispneia) Como ficamos sufocados, acreditamos que o fator limitante é a incapacidade dos pulmões de captar oxigênio de modo adequado. Entretanto, não é isso que acontece (os pulmões têm uma reversa funcional muito grande), Sistema circulatório quem limita nossa corrida é o coração, que não consegue enviar o tempo todo para os músculos esqueléticos o oxigênio captado pelos pulmões. Por isso cardiopatas apresentam fadiga A roda de energia mostra como se dá a distribuição de oxigênio para os músculos. Repare o sentido em que gira cada catraca e observe que a catraca do meio é o ponto crítico do sistema, pois, ao aumentarmos o giro da catraca do músculo, se as outras estiverem com reserva, elas irão girar acompanhando a velocidade de consumo do musculo. No entanto, se a catraca do meio emperrar, for faltar de reserva funcional, todo o sistema trava. Como os pulmões tem muita reserva, a catraca pulmonar não emperra facilmente • Agora é possível entender o que significa condicionamento físico aeróbico, esse tipo de condicionamento físico ocorre quando o coração se adapta ao esforço, conseguindo ejetar mais sangue por unidade de tempo. Circulação dupla O coração dos mamíferos é o motor da chamada circulação dupla. O sangue, para fazer o trajeto completo e retornar ao ponto de partida, tem que passar duas vezes pelo coração. O coração é formado por 4 câmaras (dois átrios e dois ventrículos) e pode se dizer que é composto por 2 bombas separadas: • O coração direito que bombeia sangue para o pulmão • O coração esquerdo que bombeia sangue para corpo Átrio: a função do átrio é receber e armazenar o sangue que chega ao coração. Os átrios apresentam uma contração fraca, responsável apenas por facilitar o deslocamento de sangue até o ventrículo. Ventrículo: o ventrículo, por sua vez, apresenta grande capacidade de contração, possibilitando a ejeção do sangue até seu destino. Circulação sistêmica Ela é responsável pela irrigação de todos os órgãos e tecidos do corpo. Esses órgãos tem exigências metabólicas diferentes e estão situados em diferentes regiões. O ventrículo esquerdo precisa vencer a força da gravidade para manter o fluxo sanguíneo e a pressão adequada para região cefálica, além de todas as outras regiões do corpo. Por isso, deve operar em regime de alta pressão, essencial para superar eventuais desníveis. (seu controle é fundamental para a homeostase) Circulação pulmonar Ela irriga somente o pulmão. Por situar-se a uma pequena distância do coração e no mesmo nível desse órgão em termos de gravidade, o fluxo sanguíneo pulmonar é regulado pela própria função cardíaca, sem a necessidade de intervenção de controle neurais e humorais mais sofisticados, como ocorre na circulação sistêmica. Vasos sanguíneos A rede vascular tem características variáveis e é muito externa (cerca de 100.000 km). Quatro tipo de tecidos formam os vasos, combinando-se de diferentes maneiras: Sistema circulatório • Endotélio: reveste a parede interna dos vasos, formando uma camada unicelular • Tecido conjuntivo: responsável pela rigidez • Tecido elástico: responsável pela elasticidade • Musculatura lisa: garante o controle do calibre dos vasos Os vasos estão ligados, partindo da saída do coração, de acordo com a seguinte disposição: artérias, arteríolas, capilares, vênulas e veias. • As grandes artérias têm grande quantidade de tecido elástico. • Da aorta em direção as arteríolas, decresce a quantidade de tecido elástico e aumenta a de musculatura lisa. • Os capilares, região de troca, apresentam apenas endotélio e membrana basal • As vênulas e as veias tem parede delgada com quantidade semelhante de colágeno e tecido muscular Sistema arterial: em virtude de características histológicas, o sistema arterial trabalha sob pressão, a qual é necessária para o adequado enchimento capilar. A rede capilar é formada por endotélio fenestrado, possibilitando a troca com os tecidos, denominada perfusão tecidual (troca de nutrientes entre vasos e tecidos) Sistema venoso: o sistema venoso é um sistema que funciona como reservatório de sangue, já que, por ter paredes finas, é capaz de aumentar muito seu volume, ou seja, apresenta alta complacência (capacidade de se distender e acomodar grandes volumes). Cerca de 70% de nosso sangue situam-se no leito venoso. Assim, o sistema cardiovascular é formadopor três componentes principais 1- O coração, como bomba 2- O sistema arterial de resistência 3- O sistema venoso de capacitância Atividade elétrica do coração O cardiomiócito (fibra muscular cardíaca), assim como o neurônio e a fibras muscular esquelética, é uma célula dotada de uma propriedade chamada de excitabilidade (batmotropismo), que é a capacidade de produzir potenciais de ação quando devidamente estimulada por potenciais graduados. Musculo neurorregulado Um musculo neurorregulado é um musculo que não depende do SN para produzir potenciais de ação, apesar de a frequência desses potenciais de ação poder ser regulada pelo sistema nervoso. O musculo cardíaco é neurorregulado, ou seja, é dotado de automatismo. Entretanto, apesar de cada célula cardíaca ser autoexcitável, a fim de otimizar seu trabalho o coração é dotado de um sistema especialmente concebido para gerar e conduzir estimulo- o sistema excitocondutor (tecido muscular especializado em gerar e conduzir potenciais de ação) Sistema excitocondutor O sistema excitocondutor é formado por células musculares especializadas, e não por células nervosas. Essas células musculares quase não têm filamentos contrateis. • Geração do estimulo: para poder gerar estímulos, essas células são muito permeáveis a cátions (Na+ e Ca+) em repouso, o que lhes confere um potencial instável. • Condução do estimulo: a capacidade das células do sistema excitocondutor de conduzir os estímulos deve-se a existência de muitas junções gap (junções comunicantes que existem em células adjacentes), tal como ocorre nas sinapses elétricas. Componentes do sistema excitocondutor Os elementos do sistema excitocondutor são: 1- Nó sinusal (próximo a desembocadura da veia cava superior) 2- Feixes intermodais. 3- Nó atrioventricular (localiza-se na porção superior do septo interventricular) 4- Feixe de His (que se divide em ramos direito e esquerdo) 5- Plexo subendocárdico de fibras de Purkinje. Sistema circulatório Todos esses elementos tem capacidade de gerar estímulos, comportando-se como marca-passos latentes. Entretanto, a permeabilidade de cátions varia entre os elementos, sendo o mais permeável o nó sinusal. 1- Nó sinusal despolariza em uma frequência de 70 a 80 bpm 2- Nó AV despolariza a uma frequência de 40 a 60 bpm 3- Fibras de Purkinje despolariza a uma frequência de 10 a 40 bpm Marca-passo natural: como o nó sinusal se despolariza mais rapidamente, ele sobrepuja os outros elementos e assume o controle da frequência cardíaca, constituindo o marca-passo natural do coração. Caminho do estimulo Assim que o nó SA produz o estimulo, ele começa a propagar-se pelos átrios. Ao mesmo tempo, o estimulo passa pelos feixes internodais anterior, médio e posterior (ligam o nó SA ao nó AV), chegando ao nó AV. Observação: o estimulo não consegue passar diretamente dos átrios para os ventrículos sem passar pelo nó AV por que átrios e ventrículos estão separados pelo esqueleto fibroso do coração, cuja alta resistência elétrica funciona como isolante. No nó AV, o estimulo sofre um retardo fisiológico (faz com que os átrios e ventrículos não se contraem juntos). Em seguida, o estimulo chega ao feixe de His, que se bifurca formando as fibras de Purkinje. Retardo do estimulo: o retardo que o estimulo sofre do nó AV é de fundamental importância fisiológica. Ele ocorre para que os átrios e os ventrículos se contraiam em tempos diferentes, primeiro os átrios e depois os ventrículos. Visto que o que determina a velocidade da condução do estimulo é a densidade de junções do tipo gap presentes na estrutura. Como no nó AV tem menos quantidades dessas junções comunicantes em comparação com os outros elementos, ocorre o retardo Velocidade da condução Nas fibras de Purkinje, a velocidade de condução é máxima (80x maior que no nó AV) para que os ventrículos se contraiam rapidamente. A contração ventricular se inicia no ápice do coração, avançando rapidamente para a base, o que possibilita que os ventrículos, ao se contraírem, acelerem a coluna de sangue em direção as artérias aorta e pulmonar. Fenômeno de platô: as células ventriculares se despolarizam, produzindo um potencial de ação em platô. Ele é originado por uma entrada lenta de Ca+ na célula na fase de repolarização, produzindo um período refratário longo, na qual possibilita que uma nova Nó sinusal Feixes internodais Nó atrioventricular Retardo do estimulo Feixe de His Fibras de Purkinje Sistema circulatório contração só ocorra após um enchimento diastólico adequando, Frequência cardíaca O sistema excitocondutor tem autonomia para gerar seu próprio estimulo, porem o ritmo de disparo pode ser regula pelo SNA, motivo pela qual se diz que esse sistema é neurorregulado. Sistema simpático: o SN simpático, por meio da norepinefrina, tem o poder de aumentar o ritmo do nó sinusal, aumentando a frequência cardíaca e também de acelerar a velocidade de condução no nó AV • Esse efeito deve-se ao fato de sistema nervoso simpático aumentar o influxo de Ca+ para as fibras, causando também aumento da contratilidade cardíaca, Sistema parassimpático: o SN parassimpático por meio do nervo vago e da acetilcolina, faz contrário: diminui a velocidade de condução, provocando redução da frequência. Efeitos 1- Efeito cronotrópico positivo: aumento da frequência cardíaca 2- Efeito inotrópico positivo: aumento da contratilidade miocárdica 3- Efeito dromotropico positivo: aumento da velocidade de condução no nó AV Observação: a norepinefrina tem efeitos cronotrópico, dromotropico e inotrópico positivos. • A acetilcolina provoca cronotroptia, dromotopia e inotropia negativas A atividade dos elementos que compõe o sistema excitocondutor pode ser registrado por eletrodos sobre a pele, o que é utilizado para produzir o ECG • Alterações: quando ocorre alguma alteração na geração ou na condução do estimulo no sistema excitocondutor, estamos diante de uma arritmia cardíaca. Atividade mecânica do coração Anatomia do coração Devemos ter em mente que o coração nada mais é que uma bomba de dois tempos: admissão e ejeção (compartimento que recebe um determinado fluido, ejetando-o para adiante) Caminho do sangue O sangue que acabou de ser oxigenado nos pulmões (sangue arterial) chega ao átrio esquerdo pelas veias pulmonares e é aspirado para o ventrículo esquerdo, passando pela valva mitral. O sangue contido no VE é ejetado para artéria aorta, passando pela valva aórtica. Da artéria aorta o sangue flui pelas artérias e pelas arteríolas e chega até a rede capilar. Na rede capilar o oxigênio e os nutrientes de difundem para os tecidos e o CO2 formado no metabolismo celular se difunde para os capilares. Nesse momento, o sangue que era arterial (oxigenado) torna-se venoso até chegar as veias cavas superior e inferior, que desembocam no AD. Do AD o sangue venoso é aspirado pelo VD, passando pela valva tricúspide, e do VD o sangue venoso é ejetado para as artérias pulmonares, passando pela valva pulmonar. Daí o sangue venoso chega aos capilares do pulmão, onde o CO2 se difunde para os alvéolos e o O2 dos alvéolos se difunde para os capilares pulmonares, transformando sangue venoso em arterial (hematose). Em seguida, o sangue arterial ganha as veias pulmonares, dirigindo-se ao AE e o ciclo se fecha. E tudo começa novamente.