Cardiovascular II

Cardiovascular II

(Parte 1 de 2)

Sistema Vascular (continuação)

Capilares As trocas gasosas e de nutrientes ocorrem nos capilares.

Estrutura dos capilares

A estrutura dos capilares varia muito de orgão para orgão. Na figura estáo corte transversal de um capilar típico. O capilar éum tubo com uma parede fina formada por células endoteliais (camada única) assente sobre uma membrana basal. Não tem músculo liso nem tecido elástico. No cérebro a membrana basal estácoberta por uma segunda camada de células: os astrócitos, que formam a barreira hematoencefálica.

Anatomia das redes de capilares

Os esfincteres pré-capilares controlam o fluxo de sangue na rede capilar

Nos capilares a área superficial aumenta e velocidade do sangue baixa.

Estes factores tornam as trocas mais eficientes: O sangue fica mais tempo nos capilares e a superfície através da qual se dão as trocas émaior.

Difusão através da parede do capilar

Todas as trocas de nutrientes e de produtos de excreção do metabolismo se dão através da parede dos capilares. As substâncias lipossolúveis difundem através da membrana das células endoteliais. As substâncias polares e iões passam através de canais aquosos, que existem em grande quantidade nas fendas intercelulares e nos canais originados por fusão de vesículas.

As trocas dão-se por difusão, sempre a favor do gradiente electroquímico. Se a actividade metabólica for maior, o gradiente émaior e a difusão émais rápida.

Fluxo de massa através da parede do capilar

A distribuição do fluído extracelularentre o plasma e o fluído intersticial éfeita por fluxo de massa(bulk flow) através das paredes dos capilares.

Parede dos capilares sistémicos

Filtraçãoéa saída de fluído do interior do capilar para o exterior (espaço intersticial)

Absorçãoéa captação de fluído do espaço intersticial para dentro do capilar.

Forças que determinam o movimento do fluído (Forças de Starling)

PC pressão hidrostática do capilar π C pressão osmótica proteínas do plasm a

PFI pressão hidrostática do fluído intersticial π FI pressão osmótica proteínas no fluído intersticial

Pressão de filtração global (PFG)

Balanço entre filtração e absorção

No lado arterial predomina a filtração. Saída de fluído do capilar para o espaço intersticial, porque P C égrande (> 25 mmHg)

No lado venoso predomina a absorção. Dá-se a entrada de fluído para o capilar, porque P C baixou. (< 25 mmHg)

10 mmHg10 mmHg

Balanço entre filtração e absorção

Dependendo da pressão no capilar àentrada e àsaída da rede de capilares, pode haver casos em que sóocorre filtração e casos em que só ocorre absorção.

Situação descrita no slide anterior

Pc > 25 mmHg →sóocorre filtração

Pc < 25 mmHg →sóocorre absorção

A pressão nas redes capilares depende da vasodilatação ou vasoconstrição das arteríolas da região. A vasodilatação da arteríola faz aumentar o fluxo de sangue para o capilar, o que provoca o aumento de pressão no capilar.

Em geral a filtração excede ligeiramente a absorção (cerca de 4 L/dia).

Esse fluído érecolhido pelo sistema linfáticoe devolvido àcirculação geral através da veia cava

Balanço entre filtração e absorção

Em situações patológicas as forças de Starling não se compensam e pode ocorrer um grande excesso de filtração→edema que éa acumulação de fluído no espaço intersticial

Vénulas e veias

As veias são condutas de baixa resistência. O diâmetro das veias alterase em resposta a variações do volume de sangue, mantendo a pressão venosa periférica e o retorno venoso para o coração. As veias têm muito mais compliancedo que as artérias conseguindo armazenar grandes volumes de sangue sem grandes alterações da pressão. São reservatórios de volume. Compliance = Δvolume / Δpressão

Distribuição do volume de sangue pelas várias partes do sistema cardiovascular

O maior volume de sangue estánas veias.

O retorno venosona circulação sistémica só depende da diferença de pressão entre as veias periféricas (10-15 mmHg)e a aurícula direita (0 mmHg).

A resistência nas veias periféricas ébaixa por causa do grande diâmetro.

Fluxo do sangue em direcção ao coração

As veias têm válvulas passivas que não deixam o sangue voltar para trás. A estimulação simpática do músculo liso provoca vasoconstrição que aumenta a pressão e empurra o sangue em direcção ao coração. A bomba do músculo esqueléticoe a bomba respiratóriatambém aumentam a pressão venosa facilitando o retorno venoso para o coração.

Pressão venosa

A pressão do sangue nas veias éca. 15 mmHg. Esta pressão não ésuficiente para fazer o sangue voltar ao coração e por isso existem as "bombas":

1. Bomba respiratória: durante a inspiração o movimento do diafragma faz aumentar a pressão na cavidade abdominal ao mesmo tempo que a pressão diminui na cavidade torácica. Esta diferença de pressão ajuda a empurrar o sangue para o coração. As válvulas das veias impedem o movimento no sentido contrário durante a expiração.

2. Bomba muscular:quando o músculo esquelético contrai, aperta as veias o que resulta no movimento do sangue em direcção ao coração.

Mais uma vez o movimento no sentido contrário éimpedido pelas válvulas das veias.

O músculo liso das veias estásob controlo do SNS e contrai quando éestimulado.

O débito cardíaco e o retorno venoso têm que ter o mesmo valor. (Excepto em alterações transientes durante breves períodos de tempo.)

O retorno venoso condiciona o volume diastólico final. No entanto,

O débito cardíaco é directamente proporcional ao volume de ejecção.

Pelo mecanismo de Frank- Starling, quando o volume diastólico final aumenta, o volume de ejecção também aumenta.

Factores que condicionam a pressão venosa

Aumento do volume de ejecção

Aumento da pressão venosa

Aumento do volume diastólico final

Integração da função cardiovascular Regulação da pressão arterial sistémica

Integração da função cardiovascular: Regulação da pressão arterial sistémica.

A pressão arterial média na circulação sistémica PAM éa variável fisiológica controladapor mecanismos de homeostase.

periférica

A pressão arterial média éo produto entre o débito cardíaco (DC) e a resistência total periférica (R T ).

Os mecanismos de homeostase actuam sobre estes dois factores.

Qualquer alteração da pressão arterial média resulta de uma alteração no débito cardíaco e/ou na resistência total periférica.

A resistência total periférica éasomadas resistênciasde todos os orgãos e tecidos. A distribuição da resistência pelos diferentes orgãos e tecidos éirrelevante. Essa resistência éfundamentalmente determinada pela vasoconstrição / vasodilatação das arteríolas.

periférica

Equação fundamental da fisiologia cardiovascular

Esta equação vem da relação fundamental entre fluxo, diferença de pressão e resistência:

Neste caso o fluxo éo débito cardíaco, a resistência éa resistência total periférica e a diferença de pressão éa diferença entre a pressão arterial média (PAM) e a pressão na aurícula direita (≈zero).

A equação geral aplica-se àcirculação pulmonar pulmonar pulmonar RDCPAM ×=

A pressão arterial média na circulação pulmonar émuito inferior àpressão arterial média na circulação sistémica.

Como o débito cardíaco éigual nas duas circulações concluímos que a resistência vascular pulmonar émuito inferior àresistência dos vasos periféricos.

Factores que controlam o débito cardíaco

DC = VE x FC

O volume de ejecção depende da pressão venosa que condiciona o volume diastólico final. Também depende da força da contracçãoventricular, que é influenciada por factores neuronais e hormonais. A frequência cardíaca depende da frequência de disparo do nódulo sinusalque éinfluenciada por factores neuronais e hormonais.

Factores que controlam a resistência total periférica

A resistência total periférica depende do diâmetrodas arteríolas que écontrolado for factores locaise por factores neuronais e hormonais .

A resistência total periférica também depende da viscosidade do sanguee portanto depende do hematócrito (fracção do volume do sangue que corresponde a glóbulos vermelhos).

Exemplo: A hemorragia afecta a PAM

A diminuição do volume de sangue faz baixar a pressão venosa.

O retorno venoso diminui.

O volume diastólico final diminui. O volume de ejecção diminui.

O débito cardíaco diminui. A pressão arterial diminui.

A alteração da variável fisiológica édetectada e vai originar um reflexo homeostático no sentido de trazer a variável de volta para o seu valor original (ponto de ajuste).

Nos início (segundos a horas) os reflexos barorreceptores provocam alterações na actividade dos nervos autónomos que inervam o coração e os vasos sanguíneos e também alterações hormonais (epinefrina, angiotensina e vasopressina).

Numa escala de tempo mais longadominam os factores que controlam o volume de sanguee os reflexos barorreceptores tornam-se menos importantes.

Resposta homeostática

Barorreceptores arteriais

Barorreceptores da crossa da aorta

Barorreceptores dos seios carotídeos (nas duas carótidas)

Os barorreceptores dos seios carotídeos e os barorreceptores da crossa da aorta são sensores de pressão. Estes terminais nervosos são muito sensíveis àdistensão e distorção da parede da artéria que resulta da pressão do sangue dentro da artéria.

Os barorreceptores são terminais de neurónios aferentes que vão para os centros de controlo cardiovascular no tronco cerebral (bulbo).

Barorreceptores arteriais

A frequência dos potenciais de acção gerados pelos barorreceptores aumenta quando a pressão arterial média aumenta.

Barorreceptores arteriais

O aumento da frequência dos potenciais de acçãogerados pelos barorreceptores vai provocar uma diminuição da actividade simpáticapara o coração, arteríolas e veias e um aumento da actividade parassimpáticapara o coração.

Uma diminuição da frequência dos potenciais de acção tem o efeito oposto.

Arco reflexo via o centro cardiovascular no bulbo

Alteração dos níveis de hormonas no plasma

A estimulação simpática também actua sobre a medula das glândulas supra-renais aumentando a epinefrinano plasma.

Os reflexos barorreceptores também provocam alterações na concentração de angiotensina IIe vasopressina(ADH) no plasma. Estas hormonas provocam vasoconstrição e também têm efeito no balanço de água e iões ao nível dos rins.

Pressão arterial baixa →aumento de angiotensina, vasopressina e epinefrina

Pressão arterial alta →aumento da hormona natriurética auricular. (e da actividade de neurónios que libertam NO.)

Actuação dos barorreceptores em caso de hemorragia

A baixa na pressão arterial faz diminuir a frequência de disparo dos barorreceptores:

Diminui a actividade parassimpática no coração →aumenta ritmo cardíaco. •Aumenta a actividade simpática no coração →aumenta o ritmo cardíaco e a força da contracção. •Aumenta a actividade simpática nas veias

→aumento do retorno venoso e VE.

Todos estes factores fazem aumentar o débito cardíaco.

•Aumenta a actividade simpática nas arteríolas →aumenta a vasoconstrição. Este factor faz aumentar a resistência total periférica.

Aumenta a pressão arterial no sentido de restabelecer o valor normal !

Os barorreceptores funcionam na resposta imediata.

No entanto, se o valor da pressão arterial média se desvia do ponto de ajuste normal por mais do que alguns dias (ex.

hipertensão crónica), os barorreceptores adaptam-se ànova situação. Continuam a responder a alterações de pressão arterial instantâneas, mas usam como referência um ponto de ajuste diferente (mais alto).

A regulação da pressão arterial a longo prazo é feita através do controlo do volume de sangue.

Aumento do volume de sangue →aumento pressão arterial

Aumento da pressão arterial →diminuição do volume do plasma

Devido a estas relações, o único determinante da pressão arterial a longo prazo éo volume de sangue em estado estacionário.

Relação entre pressão arterial e volume do sangue

O aumento da PAM provoca o aumento da excreção de sódio e água nos rins

→o volume de plasma diminui, VE e DC diminuem e a PAM diminui.

O aumento do volume de sangue provoca o aumento do VE e do DC →aumenta a PAM →a excreção de sódio e água nos rins aumenta →o volume de plasma diminui

Padrões cardiovasculares na saúde e na doença

Hemorragia e hipotensão Compensações reflexas hemorragia

Volume de ejecção

Frequência cardíaca

Débito cardíaco

Resistência periférica total

Pressão arterial média

Hipotensão significa pressão arterial baixa. As consequências mais graves da hipotensão são fluxo reduzido de sangue no cérebro e no músculo cardíaco. Uma hemorragia causa hipotensão.

Os reflexos barorreceptores provocam alterações nas variáveis fisiológicas no sentido de trazer a pressão arterial de volta para um valor próximo do normal.

Autotransfusão

A autotransfusãoéoutro mecanismo de compensação para restabelecer o volume de sangue após uma hemorragia. Este mecanismo consiste na absorção de fluído intersticial para os capilares. A baixa da pressão hidrostática nos capilares faz com que a absorção se sobreponha à filtração e dá-se a entrada de fluído nos capilares com aumento do volume do plasma.

Movimento de fluído após uma hemorragia

Notar que o mecanismo de autotransfusão permite repor o volume em algumas horas, mas o hematócrito baixa. A substituição dos eritrócitos sóocorre depois da eritropoietina estimular a maturação de novos glóbulos vermelhos, o que leva dias a semanas.

Hematócrito 46% 46% 38%

Outras causas de hipotensão...

Diminuição do volume do plasmaporperda de sais e água:

•Pela peleem situações de transpiração intensa ou queimaduras. •Pelo tracto gastrointestinal devido a vómitoou diarreia.

•Pelos rins se houver poliúria.

Diminuição da função cardíaca(por exemplo durante um ataque cardíaco).

Emoções fortes(os centros cerebrais superiores envolvidos nas emoções podem inibir a função simpática e estimular a função parassimpática provocando uma baixa de tensão acentuada e mesmo desmaio.

Libertação massiva de histamina (causa vasodilatação) durante uma reacção alérgicadesproporcionada.

Choque

Choque équalquer situação em que a falta de sangue num órgão ou tecido produz danos. Se o estado de choque se prolonga os danos podem ser irreversíveis e levar àmorte.

Choque hipovolémico: por falta de volume de sangue em resultado de uma hemorragia ou perda de outros fluídos.

Choque vasogénico: por diminuição da resistência periférica total. Pode ocorrer devido àlibertação excessiva de vasodilatadores numa reacção alérgica (choque anafilático) ou infecção (choque séptico). Também pode ser por falha no controlo neuronal (choque neurogénico).

Choque cardiogénico: por diminuição extrema do débito cardíaco, por exemplo num ataque cardíaco.

Postura erecta e retorno venoso

As pressões no sistema circulatório descritas atéaqui dizem respeito a uma pessoa na horizontal, onde o coração estáao mesmo nível que todo o sistema vascular.

Na posição vertical a pressão hidrostática nos capilares dos membros inferiores aumenta muito, porque tem que se somar a pressão devida àgravidade (25+80 mmHg).

→aumenta a filtração.

Exercise

Blood flow goes to the areas it is needed most at any given time.

During exercise blood is shunted as depicted in the diagram. Note that brain blood flow is always maintained.

Flow is diverted to and from skeletal muscles, GI, and the heart and kidneys, but they always maintain the minimal flow.

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