Fisiologia Cardiovascular aplicada

Fisiologia Cardiovascular aplicada

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Já no início do século XIX, em 1800, Humphrey Davy, cirurgião e químico descobriu a analgesia com óxido nitroso e os íons sódio e potássio. Ringer,(2) quase um século depois, em 1882, demonstraria a importância do cálcio na contração cardíaca. Em 1812, o coração perdeu definitivamente seu significado de gerador de emoções, quando Julien Jean Cesar Le Gallois apresentou para a academia de Medicina de Paris, o resultado de suas pesquisas com perfusão de partes do corpo de pequenos animais,utilizando seringas de vidro. Le Gallois postulou: “Se fosse possível manter a perfusão sanguínea, seria possível manter viva por tempo indefinido qualquer parte isolada do corpo”.(23) Em 1816, René T. H. Laennec viabilizou o estudo da

Fisiologia Cardiovascular Aplicada ausculta cardíaca, introduzindo o estetoscópio.

Foram fundamentais também as contribuições de Charles Edouard

Brown-Séquard(24), em 1845, estabelecendo solidamente a importância da oxigenação sanguínea pulmonar para a preservação da vida. É de Brown- Séquard a demonstração experimental e a advertência de que o cérebro submetido a mais de cinco minutos de isquemia arterial fica definitivamente lesado. Ainda neste século, Claude Bernard,(25) em 1865, com seu livro “Introdução ao estudo da Medicina Experimental”, estabeleceu o conceito de “meio interno - millieu interieur” e deu consistência ao conceito de homeostasia, introduzido por Cannon em 1839.(26) Igualmente importante foi a demonstração por Walter,(27) em 1877, que a acidose induzida em coelhos produzia bradicardia, depressão respiratória e choque, reversíveis com Bicarbonato de Sódio. Estudou também a importância do C02 e da Reserva Alcalina. Foram essas conquistas que possibilitaram manter o coração isolado viável, como na preparação divulgada por Oscar Langendorff,(28) em 1896, na Alemanha, descortinando as fantásticas conquistas subseqüentes.

Otto Frank,(29) fisiologista alemão, divulgou seus estudos, em 1895 mostrando em coração isolado de rã resposta ao estiramento progressivo (conceito de tensão inicial), concluindo que a intensidade da resposta de contração “tudo- ou - nada” depende do volume e da pressão pré-sistólica - ou diastólica final. Wiggers,(30) em 1914 demonstrou esse fenômeno em corações de cães em atividade normal, in situ. Ernest Starling,(31) fisiologista inglês, em 1912, estudou em preparação coração-pulmão a contração ventricular no aumento de volume infundido. Isto possibilitou o estabelecimento dos conceitos inerentes ao que se consagrou como “Lei de Frank - Starling”, que Schlant e Sonnemblick(32) propõem seja denominado como Princípio de Frank-Straub-Wiggers-Starling, incluindo a contribuição de Straub(3) para elucidação do fenômeno.

Os conceitos sobre a contração miocárdica, emergiram quase em avalanche intelectual, no final do século XIX.(34-37) Considerando as informações existentes sobre as influências do estiramento diastólico na capacidade de contração sistólica ventricular, Guz(38) propôs que as “relações de Frank-Starling” passassem a ser chamadas “relações de Hales-Haller- Müller-Ludwig-Roy- Howell - Donaldson-Frank-Starling”. Hales, em 1740, estudando a influência da musculatura abdominal sobre a pressão arterial de éguas, teria sido o primeiro a fazer referência à associação entre retorno venoso e força de contração. Posteriormente, de alguma forma, os autores subseqüentes fizeram menção às relações entre enchimento diastólicodesempenho sistólico. Contudo, como afirmaram Tucci e Decourt,(39) o conjunto das publicações de Starling representa a maior contribuição pessoal para o entendimento da função mecânica do coração. Como o trabalho de Otto Frank, desenvolvido em coração de sapo e publicado em 1895, inquestionavelmente, foi o que mais influenciou os trabalhos de Starling, existe acerto histórico na conceituação da lei com o nome de Frank - Starling.

confirmada mais tarde, com o advento da microscopia eletrônica: “the

Foi posteriormente, no trabalho publicado em 1914, em colaboração com Sydney W. Patterson,(40) que Starling divulgou pela primeira vez as curvas consagradas com o seu nome, mostrando que a pressão de enchimento e o débito cardíaco se elevam, em conjunção, até um limite, além do qual uma elevação adicional do retorno venoso reduz a ejeção ventricular. Entre os textos que tratam das leis do coração, o de maior repercussão (The Regulation of the Heart Beat) resultou de trabalho colaborativo anglogermânico e incluiu, pela primeira vez, uma hipótese que foi possível ser mechanical energy set free on passage from the resting to the contracted state depends on the area of chemically active surface, i.e., on the lenght of the muscle fibers”. Em meados da década de 1960, valendo-se da microscopia eletrônica, Gordon, Huxley e Julian(41) elaboraram a “teoria dos miofilamentos deslizantes”, que permitiu compor a conceituarão atual da contração miocárdica.

As avaliações histométricas possibilitaram analisar o comprimento do sarcômero, dos filamentos grossos e dos filamentos finos. Com base nas medidas ultramicroscópicas, Gordon, Huxley e Julian puderam considerar que o desempenho sistólico do miocárdio depende do estiramento diastólico porque o comprimento em repouso regula a disposição espacial dos filamentos de actina e de miosina, e determina o número possível de pontos de interação química entre estas proteínas. Esta concepção morfofuncional de Gordon, Huxley e Julian a respeito da contração miocárdica abrange as fases ascendente e descendente da “curva de Frank-Starling”: estiramentos do sarcômero até 2,1µ são acompanhados de elevação da capacidade em gerar força; estando os sarcômeros estirados entre 2,1- 2,3µ bloqueiam esta propriedade, e estiramentos superiores a 2,3µ resultam em deterioração da capacidade contrátil.(42,43)

Esses conceitos eqüivalem à interpretação proposta pelo grupo de

Starling 50 anos antes. Contribuição marcante para o estudo da dinâmica ventricular, veio da aplicação dos estudos de Pierre-Simon Laplace (1749 - 1827),(4) gênio da matemática e consagrado também em cálculos de equilíbrio dos corpos

Fisiologia Cardiovascular Aplicada celestes, que estabeleceu que a tensão nas paredes de uma cavidade é igual ao produto da pressão interna vezes o raio da cavidade, divido pela espessura da parede (T=PxR/M). Esta condição adquiriu grande valorização com os estudos de Randas Batista, em 1995,(45) provando que mesmo corações em estado de falência refratária recuperam função eficaz quando submetidos ao remodelamento por ventriculectomia parcial. Laplace também contribuiu para estudos sobre a respiração junto com Lavoisier, em 1780, quando por meio de um calorímetro de gelo, que eles mesmo inventaram, concluíram que a respiração também é basicamente um processo de combustão.

Outra área de contribuições memoráveis nesse período foram os estudos de Etienne Jules Marey, usando o Eletrômetro Capilar de Lippmann (1872) no coração do sapo, em 1876. Augustus Desiré Waller introduziu, pioneiramente o uso do ECG, aplicando o Eletrômetro capilar de Lippmann em humanos, em 1887, possibilitando a monumental contribuição de Willen Einthoven (1860 - 1927), fisiologista dinamarquês, definida desde 1889 e consagrada em 1903, quando introduziu o eletrocardiógrafo. Foi também muito importante para o estudo da fisiologia cardíaca a invenção do quimógrafo por Carl Friedrich Wilheim Ludwig (1816 - 1895).(46,47) Interessante, que neste final do século XIX teve início a descoberta do sistema de condução cardíaco, literalmente em sentido retrógrado, ou ascendente, com o anúncio, primeiro, da rede intramiocárdica, por von Purkinje,(48) em 1895, e do Feixe atrioventricular demonstrado por His,(49) no mesmo ano. Em seguida, Aschoff-Tawara(50) descobriram o Nó Atrioventricular (1906), Bachmann(51) o Feixe interatrial (1906), Keith e Flack(52) o Nó sino-atrial (1907), Kent(53) o feixe anômalo atrioventricular (1913) e Wenckebach(54) o Feixe internodal mediano (1916). O Feixe anômalo para-septal, só foi descoberto em 1940, por Mahaim.(5)

Thorel(56) em 1909, foi o primeiro a conceituar a existência dos

Fascículos internodais no átrio direito, demonstrando precariamente o ramo internodal posterior, que hoje sabemos percorre na projeção da crista terminal, mas na época chegou a ser ridicularizado. Paes de Carvalho (1957)(57) e James (1963)(58) completaram a definição anátomo-fisiológica desse fascículo de condução internodal posterior. É interessante, associar também o relato de duplicação (desdobramento) do nó sino-atrial, feito por Bruni e Segre,(59,60) em 1925, condição que pode originar entalhe da onda P no eletrocardiograma

O Século X presenciou o avanço fantástico dos conhecimentos de fisiologia cardiovascular aplicada na construção e aplicação dos dispositivos de circulação artificial.

Para este sucesso, foram fundamentais também as contribuições de Mc Lean e Howell,(61,62) descobrindo a heparina em 1916 (possibilitando anticoagulação eficaz para que o sangue circulasse em superfícies artificiais), e de Alex Carrel (1873-1944)(1) sistematizando as suturas vasculares e iniciando estudos experimentais com transplantes de órgão, fazendo juz ao prêmio Nobel de 1912.

Em 1931, Hyman(63) construiu e demonstrou a eficácia do primeiro marcapasso artificial, e logo a seguir, em 1937, John Gibbon Jr.(64) construiu e realizou com sucesso, a primeira circulação extracorpórea experimental com exclusão funcional total do coração e dos pulmões. Empregou um aparelho coração-artificial equipado com oxigenador de telas e bombas de roletes, reproduzindo com sucesso o modelo de bomba patenteado por Porter e Bradley, em 1855, na Alemanha, e também utilizado por De Backey, em 1934, para transfusões sanguíneas. Dogliotti e Constantini, em 1951,(65) na Itália realizam o primeiro procedimento de circulação extracorpórea em humanos, com uma derivação cava-pulmonar e Gibbon Jr.,(6) em 1953, realizou pioneiramente a primeira circulação extracorpórea completa em paciente humano,com a correção de comunicação interatrial. Nesta mesma década, Liotta e De Backey(67) constroem e empregam os primeiros modelos de ventrículos artificiais.

Sarnoff e Berglund,(68) em 1954, desenvolveram as curvas de desempenho ventricular, demonstrando a possível independência de trabalho dos ventrículos direito e esquerdo, e o fato de que, estando o pericárdio intacto, o aumento da pressão diastólica não é capaz de estirar o miocárdio até um ponto de falência, como previamente demonstrado por Starling.

Em 1956, o prêmio Nobel em medicina foi atribuído a Werner

Forssmann (1904 - 1979), que em 1929, num pequeno hospital de Eberswal, Alemanha, como jovem médico residente, anestesiou sua própria prega cubital, introduziu um cateter na veia mediana basílica (antecubital), e com o cateter balançando dirigiu-se para a sala de Raios-X, documentando o cateter posicionado no átrio direito, provando que um cateter poderia ser introduzido com segurança dentro do coração, para injeção de drogas na ressuscitação cardíaca. Foi demitido do hospital e humilhado pela sociedade médica de seu tempo. Abandonou a Cardiologia e dedicou-se à Urologia. Cournand e Richards, também foram laureados junto com Forssmann, por terem empregado pela primeira vez, em 1941, o cateterismo cardíaco para diagnóstico hemodinâmico, com medida do débito cardíaco.(69) Logo a seguir, em 1958, Mason Sones(70) cardiologista pediátrico na Cleveland

Fisiologia Cardiovascular Aplicada

Clinic, iniciou a técnica de angiografia coronária percutânea seletiva, permitindo toda a evolução subseqüente nos conhecimentos da fisiologia, fisiopatologia e terapêutica intervencionista coronariana. Foi contudo Claude Bernard,(71) na França, em 1844, quem cunhou o termo cateterismo cardíaco, registrando pressões intracardíacas em animais, por meio de cateteres.

Fleckenstein e Godfrain,(72,73) nos anos 60, estabeleceram as bases para a descoberta dos canais de cálcio, fundamentais para todas as conquistas obtidas na farmacocinética cardiovascular. Foi também muito importante neste período a contribuição de Lower e Shumway,(74) sistematizando experimentalmente os transplantes cardíacos, possibilitando a Christian Barnard,(75) ex-assistente de Shumway, em 1967, realizar no Hospital Groote Schuur da Cidade do Cabo, na África do Sul, o primeiro transplante cardíaco em humanos, com sucesso. No contexto dos transplantes a possibilidade de implantes em paralelo com duas ou quatro câmaras funcionantes, foi proposta no Brasil, em estudos experimentais realizados em 1968 e 1969(76- 7) e, nos últimos anos, empregados clinicamente em vários centros, com modificações.

Denton Cooley,(78) em Houston, implantou a primeira prótese cardíaca total artificial, como suporte pré-transplante cardíaco. O primeiro coração artificial total clinicamente eficaz, permitindo vida social ativa para o paciente, foi o modelo Jarvik, desenvolvido por Robert K. Jarvik, implantando por William J. De Vries, em Seatle, 1982. O paciente, Barney Clark, sobreviveu 112 dias.(79) Tofy Mussivand,(80) no Canadá desenvolveu modelo avançado de coração artificial possibilitando recarga transcutânea de baterias totalmente implantáveis.

Indubitavelmente, dentre os avanços mais notáveis da fisiologia cardiovascular no último século, estão as contribuições de Furchgot (1980),(81,82) descobrindo a influência do óxido nítrico na angiocinese, e de Sérgio Ferreira, expondo o papel da Enzima Conversora de Angiotensina nos mecanismos de controle da pressão arterial, o que possibilitou a Crushman, em 1977, definir a síntese do captopril, revolucionando o tratamento da hipertensão.(83)

Todas as conquistas, fascinantes, da fisiologia cardiovascular expõem, em nossos dias conceitos de limitações tecnológicas e de profunda sedimentação evangélica.

Quanto às limitações, é notável, que um dos maiores impedimentos ao sucesso pleno do coração artificial ainda seja a formação de trombos no interior da prótese, com embolias fatais subseqüentes. Isto, provavelmente, porque toda a riqueza da contração cardíaca ainda não pode ser imitada. De fato, o coração, em cada sístole, renova todas as camadas de sangue em contato com o endocárdio, impedindo a estase e a agregação plaquetária. Isto, porque existe movimento de torsão, como espremendo a cavidade, e não somente de aproximação das paredes, como no coração artificial, ou no coração parcialmente infartado, onde a parede limitada na contração propicia a trombose.

Quanto à maravilha da presença do Senhor Jesus, Deus Uno e

Trino, na nossa criação, também o prova o metabolismo cardíaco, contra teorias evolucionistas agnósticas. Charles Darwin,(84) em 1859, evoluindo os estudos de Wallace, em seu memorável livro “A Origem das Espécies (Origin of the Species)” conceituou a evolução das espécies, como ainda muito adotada hoje, segundo a qual, a partir das adaptações ao meio, os organismos, desde os mais simples sofreriam mutações genéticas e só os renovados em estruturas e complexidade sobreviveriam. Em 1871, no seu livro The Descent of the Man (A Formação do Homem),(85) Darwin, que também adotara a lei biológica “Natura non facit saltum”, inclui a formação do homem no mesmo princípio. Entretanto, na pagina 158 de Origem das Espécies, Darwin estabelece o seguinte desafio:

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