Determinantes da função cardíaca sistólica

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1 Faculdade de Medicina do Porto Fisiologia 2004/2005 Determinantes da função cardíaca sistólica Aula leccionada pelo Prof. Dr. Adelino Leite Moreira Gráfico com múltiplos traçados que representam as fases ao longo de um ciclo cardíaco, para avaliarmos a pressões, volume ou fluxo de várias câmaras ou grandes vasos. Ciclo cardíaco engloba os eventos compreendidos entre um determinado fenómeno até à sua repetição no ciclo cardíaco seguinte. Podemos descrevê-lo a partir de qualquer momento, sendo que é mais fácil fazê-lo a partir do momento em que começa a contracção ventricular. Tempo Contracção isovolumétrica A 1ª fase traduz um aumento da pressão ventricular, que tem como consequência o encerramento imediato da válvula mitral. Nesta fase, como a válvula mitral encerrou e a válvula aórtica ainda não abriu, o Volume ventricular mantém-se constante: contracção isovolumétrica. Determinantes da função sistólica pág. 1

2 Ejecção Rápida e Ejecção Lenta Quando a Pressão ventricular excede Pressão aórtica, a válvula aórtica abre-se e inicia-se a ejecção. A ejecção rápida caracteriza-se pelos seguintes aspectos: - Pventricular > Paórtica, - fluxo aórtico é acelerativo, - 2/3 da ejecção ventricular ocorrem nesta fase. Mas apesar de maior parte da ejecção ocorrer na ejecção rápida, a duração desta fase do ciclo cardíaco é claramente menor do que a da ejecção lenta. Na ejecção lenta ocorre - uma inversão dos gradientes, ou seja, a Paórtica passa a ser superior à Pventricular, - não existe inversão imediata da direcção do fluxo, porque para que o fluxo inverta tem que ser desacelerado até zero - desaceleração do fluxo aórtico, - ejecção de menor volume sangue - duração maior. Alterações na Pressão Auricular durante a Contracção Isovolumetrica e fases de Ejecção Enquanto a válvula mitral está encerrada, as aurículas continuam a encher, vai lá chegando continuamente sangue que não pode passar para os ventrículos. A pressão durante a fase de ejecção vai aumentando, e aumenta também durante a fase de relaxamento isovolumétrico, dando origem à onda V. A onda V é precedida pela onda C. E o que é que determina a onda C? Qualquer onda tem um ramo ascendente e um ramo descendente. O ramo ascendente da onda C é provocado pelo encerramento da válvula mitral, o que provoca o regurgitamento do sangue que está entre os seus folhetos de volta para as aurículas, provocando um aumento transitório da Pressão auricular. E porque é que depois diminuiu se continua a lá chegar sangue? A Pressão auricular começa a diminuir no momento em que se inicia a ejecção ventricular porque implica a descida da base do VE, fazendo aumentar o Volume auricular e diminuir a Pressão auricular. A onda C é iniciada pela contracção ventricular: - ramo ascendente abalamento e encerramento da válvula mitral, - ramo descendente abaixamento da base do VE A curva de pressão auricular tem como ondas positivas a onda C, a onda V e a onda H (na ultima fase), tem também curvas negativas. Como não existem válvulas entre as aurículas e os grandes vasos (á esquerda as veias pulmonares, e à direita as veias cavas) estas ondas de pressão à direita (no gráfico) vãose reflectir nas veias jugulares e pode-se observar o pulso venoso jugular Determinantes da função sistólica pág. 2

3 Relaxamento Isovolumétrico Pressão ventricular < Pressão aórtica; a desaceleração do fluxo aórtico chegou a zero e inicia-se a sua inversão, o que provoca o encerramento da válvula aórtica. O fluxo aórtico anula-se somente na raiz da aorta, já que o fluxo aórtico periférico nunca chega a zero, porque há uma distensão da parede da aorta que, mesmo durante a diástole, com a sua retracção continue a haver fluxo distal. O fluxo anterógrado mantém-se sempre, ainda que se nós registarmos na aorta ascendente muito proximal praticamente não se observa esse fluxo. A passagem a zero do fluxo aórtico é mesmo na raiz da aorta, enquanto que mais distalmente, devido a esse armazenamento da energia potencial na parede da aorta e a sua retracção o transforme em movimento de sangue contínuo - nós temos sempre fluxo aórtico. O encerramento da válvula aórtica com o sangue a tentar regurgitar provoca uma vibração. Se nós formos contra qualquer coisa, temos um movimento elástico contrário como resposta. É o que acontece na aorta que é uma estrutura elástica. O encerramento da válvula aórtica provoca este fluxo regurgitante acompanhado por uma onda reflectida de novo a jusante, no sentido anterógrado. É o reflexo destas ondas que dá uma 2ª onda positiva. Temos uma 1ª onda de Pressão aórtica e uma 2ª onda. A 1ª onda está separada da 2ª por um vale chamado incisura. 2 ondas: - 1ª onda chamada onda anácruta, - 2ª onda é a onda dicruta. O onda dicruta é o reflexo do fenómeno descrito anteriormente (as ondas reflectidas propagadas de novo para a frente). E estas ondas vão-se propagar em direcção à periferia. É evidente que as características destas ondas vão mudando. Uma das características da onda anácruta é que a sua amplitude aumenta: à medida que vamos das artérias mais centrais para as mais periféricas a pressão diastólica diminui e a sistólica aumenta. Relaxamento Isovolumétrico, Enchimento Rápido, Diástase e Contracção Auricular Temos depois as fases de relaxamento isovolumétrico, a de enchimento rápido a maior parte do enchimento ocorre durante a fase de enchimento rápido, cerca de 85%. Os restantes 15% efectuam-se durante a fase de diástase e de contracção auricular. É importante sublinhar que estas contribuições relativas se passam no indivíduo em repouso. Com o exercício físico, há encurtamento da duração da sístole e da diástole, pois há o aumento da frequência cardíaca, encurtando mais a diástole que a sístole. Nestas circunstâncias o enchimento vai-se tornando cada vez mais dependente da contracção auricular, há menos tempo para encher e então todos os contributos adicionais vão ser importantes. Determinantes da função sistólica pág. 3

4 Facto comum a todos os traçados: são curvas em função do tempo. A velocidade de variação de volume ao longo do traçado, que muitas vezes é utilizada para caracterizar a função cardíaca, é a derivada da pressão em função do tempo, que nos dá a velocidade de variação de pressão: dpdt. Ciclo Cardíaco O ciclo cardíaco engloba 2 fases: - sístole: contracção isovolumétrica, ejecção (rápida e lenta) duração inferior - diástole: relaxamento isovolumétrico, enchimento rápido, diástase, contracção auricular Vantagem desta subdivisão: A sistole ao englobar contracção isovolumétrica e ejecção, permite identificar o 1º e o 2º sons cardíacos, uma vez que a contracção isovolumétrica começa com o encerramento da válvula mitral que provoca o 1ºsom cardíaco, e a ejecção termina com o encerramento das válvulas sigmoideias aórtica e pulmonar, ou seja, com o 2º som cardíaco. A vantagem desta divisão, é que de acordo com ela podemos identificar muito facilmente a sístole e a diástole, e delimita-las a partir da auscultação cardíaca. Pela auscultação cardíaca identificamos o S1 e S2 e clinicamente podemos idenfiicar a sistole a diástole para avaliar o doente. Função sistólica diz respeito à capacidade dos ventrículos contraírem e ejectarem Função diastólica diz respeito à capacidade dos ventrículos relaxarem Anças Pressão-Volume Curva de pressão ventricular e curva de volume ventricular em função do tempo. Uma forma alternativa de representar o ciclo cardíaco independentemente do tempo é representá-lo através de anças pressão-volume (PV) Ansa PV é um traçado gráfico do ciclo cardíaco em que deixamos de pôr PT (pressão em função do tempo) e VT (volume em função do tempo), e pomos PV, que é a pressão em função do volume. Neste traçado gráfico, o tempo não é contemplado, e o traçado não tem a ver com a sua duração. Determinantes da função sistólica pág. 4

5 Esta ansa começa-se a ler no canto inferior direito, e no ponto 1 temos a telediástole. sistole Telediástole ou pré-sístole momento em que termina a diástole ou momento antes de se iniciar a Telessistole momento em que termina a sístole Quando o ventrículo se começa a contrair, a pressão aumenta e o volume mantém-se constante, vai Ter uma tradução gráfica como um segmento de recta vertical (a pressão a aumentar e o volume não se alterou). Na fase entre os pontos 2 e 3 ocorre ejecção, em que a pressão aumenta e diminui, e o volume diminui sempre. Depois na fase de relaxamento isovolumétrico, a pressão baixa e o volume não varia, novamente um segmento de recta vertical. Durante a fase de enchimento, temos o volume a aumentar e a pressão diminui e depois aumenta. A telediástole encerramento da válvula mitral B abertura da válvula aórtica D telessistole encerramento da válvula aórtica E abertura da válvula mitral contracção isovolumétrica AB relaxamento isovolumétrico DE ejecção rápida BC (tem menor duração que a ejecção lenta mas a variação de volume é maior, daí que BC > CD porque está em função da pressão e do volume e não dependente do tempo) ejecção lenta CD enchimento rápido EF (dura muito menos que a diástase e contracção auicular, apesar do segmento de recta ser maior) diástase e contracção auricular FA 1 - volume residual o volume no final da sistole: o ventriculo não esvazia totalmente, fica sempre algum volume de sangue no seu interior 2 - volume de ejecção = volume telediastólico volume telessistólico 3 representa a área. Músculo cardíaco pode-se caracterizar mecanicamente por dois parâmetros: a força e o deslocamento (encurtamento). A força multiplicada pelo deslocamento dá como unidade física o trabalho. Determinantes da função sistólica pág. 5

6 A pressão é análogo da força e o volume ejectado relaciona-se com o deslocamento. Esta área dá-nos a variação de pressão vs variação de volume, ou seja, não tendo em termos físicos exactamente a variável trabalho, nós consideramos a área como trabalho de ejecção. A telediastole pressão e volume telediastólico D telessistole pressão e volume telessistolico Fracção de ejecção = volume de ejecção volume telediastólico Este é um ciclo cardíaco em que há desenvolvimento de pressão e ejecção ventricular. Mas nós podemos Ter em determinadas circunstâncias ou em situações experimentais um ciclo isovolumétrico. Se experimentalmente fecharmos a aorta, o ventrículo não consegue ejectar, e conseguimos medir a pressão máxima que ele consegue desenvolver naquelas condições experimentais. Se desenvolve pressão, mas não ejecta, em termos de pressão-volume é representado por um segmento de recta vertical, ou seja, por uma ansa PV em que a largura é zero, porque num ciclo isovolumétrico não existiria ejecção ventricular. Função Ventricular Conceito de função ventricular engloba - função sistólica: contracção + ejecção - função diastólica: relaxamento + enchimento Função Sistólica Traçado dpdv é diferente do anterior (que era gráfico) porque é real, com pressões efectivas do interior das diferentes cavidades: Pressão aórtica, Pressão ventricular esquerda, Pressão auricular esquerda e dpdt que é a variação da pressão em função do tempo (é a derivada). Se a capacidade contráctil do ventrículo for maior, a velocidade com que ele desenvolve pressão é maior. DPdT traduz a velocidade de desenvolvimento de pressão, e essa velocidade vai variando ao longo da contracção isovolumétrica, atingindo um máximo, chamado dpdt máximo, que é utilizado para avaliar a capacidade de contracção. Como a contracção está englobada na função sistólica, o dpdtmáx também estima a função sistólica. Por outro lado, a função sistólica engloba também a ejecção ventricular. Se o ventrículo se contrair mais eficazmente, o volume de sangue ejectado é maior, ou seja, todos aqueles parâmetros relacionados com a ejecção: volume de ejecção, fracção de ejecção e trabalho de ejecção são também índices que avaliam a função sistólica. Determinantes da função sistólica pág. 6

7 - Indices derivados da contracção isovolumétrica: dpdtmáx - Indices derivados da fase de ejecção: volume de ejecção, fracção de ejecção, trabalho de ejecção, débito cardíaco Débito cardíaco quantidade de sangue que o coração ejecta por minuto, que é o que ejecta num ciclo cardíaco a multiplicar pelo nº de ciclos cardíacos, ou seja, frequência cardíaca a multiplicar pelo volume de ejecção, sendo a frequência cardíaca o nº batimentos por minuto Para caracterizar a função diastólica podemos utilizar índices derivados do relaxamento e derivados do enchimento ventricular (próxima aula) Uma das principais limitações à avaliação da função sistólica através do dpdtmáx e dos índices derivados da fase de ejecção, é que são muito influenciados pela pré-carga e pós-carga, sendo estas cargas expostas externamente ao coração. Se um ventrículo tivesse que ejectar contra uma resistência muito grande, ele ejecta menos, não porque o seu músculo tenha mais doença ou menos força contráctil, mas porque tem que vencer uma resistência maior. Se avaliarmos 1 doente que ejecta pouco sangue, ele tem disfunção sistólica, mas não se pode dizer que o músculo cardíaco do doente está comprometido, só se pode dizer isso se ele ejectar pouco e se as resistências tiverem valores normais; se as resistências tiverem valores anormais, o músculo pode Ter uma boa contractilidade, só que tem que desenvolver muito trabalho, maior que aquele que seria normal. A avaliação dos índices tem de ser duma forma independente da pré-carga e da pós-carga, ou seja, da resistência que se tem que vencer; e também porque a pré-carga influenciava a função cardíaca pela sensibilidade dos miofilamentos para o cálcio e pela inter-relação dos miofilametos. Se a inter-relação e a sensibilidade fosse óptima, pode-se estar a desenvolver força porque a pre-carga está diminuida ou a póscarga está aumentada. Relação PV telessistólica e relação PV telediastólica A única forma de avaliar a função cardíaca independentemente da pré-carga e da pós-carga é através da relação PV telessistólica. A relação PV telediastólica permite avaliar as propriedades diastólicas do ventrículo. Gráfico com múltiplas ansas PV que são diferentes entre si, porque as PV telessistólicas e Determinantes da função sistólica pág. 7

8 telediastólicas são diferentes. Como podíamos variar isto? - Se estiver a efectuar uma cirurgia cardíaca a um indivíduo e tiver um cateter que permita avaliar simultaneamente a pressão e o volume, e se tiver as veias cavas dilatadas, se levantar e segurar as veias cavas diminui o volume, compromete a chegada de sangue ao coração, diminui a pressão e o volume telediastólico; se chega menos sangue ao coração, também pouco sangue vai ser ejectado, pelo que a pressão e o volume telessistólico também diminui. - Se o indivíduo estiver a ser operado e estiver a fazer um cateterismo, em que o cateter inserido sofre uma picada através de uma artéria, se for VE, de uma veia, se for VD, pode-se fazer variar doutra maneira, induzindo alteração que relaxe as veias ou as contraia, sendo que as veias são vasos de capacitância que armazenam sangue. Ao levantar as pernas faz-se com que o sangue naquele momento acumule mais centralmente, fazendo aumentar PV telessistólico e telediastolico Há um conjunto de manobras utilizadas clinicamente que fazem variar a pré carga e a pós carga, e podemos obter ciclos cardíacos com pressões e volumes telesisstolicos e telediastolicos distintos. Se pegar nos pontos de PV telessistólica e uni-los por uma linha, teremos uma recta - a relação PV telessistólica, que é linear. Sendo uma recta, é caracterizada por um declive e uma intersecção no eixo dos yy. O declive da relação PV telessistólica chama-se elastância telessistólica ou elastância máxima. É este declive que é o índice independente da carga para avaliar a função cardíaca sistólica. Se a contractilidade ventricular for maior, o declive aumenta; se contratilidade diminuir, o declive é menor. O declive da relação PV telesssitólica traduz a função sistólica, a contractiliade ventricular independentemente da carga, o que não acontecia com a fracção ejecção, o volume de ejecção, o débito cardíaco, etc...qualquer um desses permitia-nos obter informações acerca das propriedades intrínsecas do músculo, sabendo exactamente quais são as condições de carga. Com a elastância telessistólica ou com declive da relação PV telessistolica, não temos que nos preocupar com a carga. Este índice é independente da carga. Podemos também unir os pontos da PV telediastolico, dando-nos uma relação curvilínea, que se assume como exponencial. É a chamada relação PV telediastólica. A partir da relação PV telessistólica nós podemos avaliar a contractilildade ou inotropismo; A partir da relação telediastólica nós podemos avaliar as propriedades diastólicas do ventrículo: - rigidez, - complacencia - distensibilidade. Determinantes da função sistólica pág. 8

9 Se a curva da relação PV telediastólica estiver deslocada para cima e tiver uma inclinação maior, para um mesmo volume, vai ser necessário uma pressão maior. Se é preciso uma pressão maior para atingir o mesmo volume, o ventrículo será mais rígido e menos distensível. Complacência e distensibilidade são muitas vezes assumidos como sinónimos, mas não são. Quando a curva está deslocada para cima traduz uma diminuição da distensibilidade ventricular, é uma alteração das propriedades diastólicas, sendo que se é menos distensivel, é mais difícil de encher o ventrículo. As pressões a nível pulmonar são normalmente muito inferiores ás pressões a nível sistémico. A nível primeiro e a nível capilar há troca de substâncias devido em grande parte à pressão hidrostática. Se aumentar a força hidrostática, a força de filtração no capilares aumenta. Se num indivíduo a pressão de enchimento aumentou, a pressão das veias pulmonares vai Ter que ser maior e a dos capilares pulmonares também vai Ter que ser maior, fazendo com que a facilidade de extravasamento de liquido dos capilares pulmonares para o líquido intersticial e até para os alvéolos aumente, ou seja, a probabilidade de sair liquido para a membrana alveolo-capilar (importante para que as trocas gasosas sejam facilitadas) ou para os alvéolos capilares aumenta substancialmente. E se aumentar esse extravasamento de liquido, as trocas gasosas estarão dificultadas. Se um indivíduo estiver nestas circunstancias, ele pode estar com um edema pulmonar, tendo as trocas gasosas dificultadas, e pode Ter falta de ar. Um dos sintomas de disfunção diastólica do VE é falta de ar, porque as pressões de enchimento do VE aumentarem e há compromisso das trocas gasosas. Se for à direita, quando as pressões de enchimento do VD aumentam, elas repercutem à periferia, a nível dos rins. Há também condições favoráveis a um extravasamento de liquido para o espaço instersticial. Quando a curva é mais inclinada, uma tangente àquela curva tem uma inclinação maior, ou seja a derivada ou o dpdv naquele ponto é mais acentuado, ou o inverso, o dvdp é menor. P\ V = rigidez V\ P = complacência A posição relativa da curva dá informação sobre a distensibilidade O grau de inclinação da curva dá-nos a rigidez e a complacência Liliana Costa bugsly@portugalmail.pt Determinantes da função sistólica pág. 9