BIOFÍSICA DO SISTEMA CARDIOVASCULAR

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1 UNIÃO EDUCACIONAL DO PLANALTO CENTRAL FACULDADES INTEGRADAS DA UNIÃO EDUCACIONAL DO PLANALTO CENTRAL Curso de Medicina Veterinária Disciplina de Biofísica BIOFÍSICA DO SISTEMA CARDIOVASCULAR Prof. MSc. Cristiano Rosa de Moura Médico Veterinário Há pessoas que lutam um dia e são boas. Há outras que lutam um ano e são melhores. Mas há as que lutam toda a vida e são imprescindíveis. Bertold Brecht

2 1- CONSIDERAÇÕES INICIAIS Sistema cardiovascular comunicador de matéria e energia entre os sistemas orgânicos Componentes: coração vasos sanguíneos sangue sistema de controle (SNA)

3 1- CONSIDERAÇÕES INICIAIS Esquema Geral de Funcionamento Geração de PA no Coração Propagação de PA no Coração Circulação do Sangue Leito Vascular Contração Musculatura do Coração

4 2- SISTEMA DE CONDUÇÃO DO RITMO CARDÍACO Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura

5 Seqüência de excitação cardíaca 1º 2º 3º 4º 5º

6 3- ELETROCARDIOGRAMA registro da atividade do coração por meio de eletrodos situados externamente às células miocárdicas em geral eletrodo disposto na superfície da pele atividade mecânica do coração precedida por atividade elétrica eletrodos registram potencial da ação da célula miocárdica registro do eletrodos obtenção do eletrocardiograma

7 3- ELETROCARDIOGRAMA Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura ECG Normal: onda P representa a despolarização atrial (antes da contração atrial) complexo QRS representa a despolarização ventricular (antes da contração ventricular) onda T representa a repolarização ventricular

8 3- ELETROCARDIOGRAMA Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura Instrumento de Registro eletrocardiógrafo sistema de registro direto pena posicionada diretamente sobre uma folha móvel de papel Papel de Registro papel quadriculado (dividido em pequenos quadrados de 1 mm) grupos de 5 quadradinhos na horizontal ou vertical compreendem 1 quadrado maior (linha mais grossa)

9 3- ELETROCARDIOGRAMA Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura Papel de Registro eixo horizontal registro do tempo 1 quadradinho = 0,04 seg 1 quadrado maior = 0,2 seg eixo vertical registro da voltagem 1 quadradinho = 0,1 mv 2 quadrados maiores = 1 mv

10 3- ELETROCARDIOGRAMA Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura Derivações Eletrocardiográficas objetivo observar o funcionamento cardíaco em ângulos diferentes definição das derivações posicionamento dos eletrodos derivações periféricas bipolares e unipolares eletrodos posicionados no plano frontal derivações torácicas ou precordias eletrodos posicionados no plano horizontal (comumente utilizadas na Med. Humana)

11 3- ELETROCARDIOGRAMA Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura Derivações Periféricas Bipolares mede a diferença de voltagem entre os dois membros derivação I eletrodo negativo no braço direito e o positivo no esquerdo derivação II eletrodo negativo no braço direito e o positivo na perna esquerda derivação III eletrodo negativo no braço esquerdo e o positivo na perna esquerda

12 3- ELETROCARDIOGRAMA Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura Derivações Periféricas Bipolares triângulo de Einthoven eletrodos nos braços direito e esquerdo, outro eletrodo na perna esquerda, e por último o fio terra na perna direita os dois braços e a perna esquerda formam os ápices de um triângulo que circunda o coração Lei de Einthoven quando os potenciais elétricos de duas derivações são conhecidos, o da terceira pode ser determinado matematicamente pela simples soma dos dois primeiros

13 3- ELETROCARDIOGRAMA Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura Derivações Periféricas Unipolares 2 membros são conectados, por meio de resistências, ao terminal negativo do eletrocardiógrafo outro membro (3º membro) é conectado ao terminal positivo derivação VR terminal positivo no membro torácico direito derivação VL terminal positivo no membro torácico esquerdo derivação VF terminal positivo no membro pélvico esquerdo

14 4.1 Fatores que interferem na Mecânica Circulatória Atrito Pressão Viscosidade Energia gravitacional Energia cinética Energia potencial Fatores geométricos

15 4.2 Sistema Circulatório Sistema fechado sangue circula interior coração e vasos sanguíneos sem vazamento Volume circulatório em REGIME ESTACIONÁRIO o entra de uma lado sai do outro lado Anatomicamente circulação sistêmica circulação pulmonar

16 4.2 Sistema Circulatório Funcionalamente 4 setores câmaras cardíacas regime estacionário estabelecido entre as circulações sistêmica e pulmonar quant. de sangue/batimento cardíaco regime estacionário (quant. sangue nas circulações é o mesmo)

17 4.2 Sistema Circulatório Sistema fechado & REGIME ESTACIONÁRIO

18 4.2 Sistema Circulatório Sistema fechado & REGIME ESTACIONÁRIO

19 4.3 Propriedade do Fluxo em Regime Estacionário Fluído que entra = fluído que sai Velocidade da circulação com o do diâmetro Energia cinética (E c ) e Energia potencial (E p ) pressão lateral

20 4.3 Propriedade do Fluxo em Regime Estacionário Equação do fluxo em RE: f (fluxo) = v (velocidade) x A (área)

21 4.4 RE em Medicina Veterinária Distúrbio no RE Edema pulmonar: quant. de sangue circulação pulmonar > quant. sangue sai acúmulo sangue (estase) impede hematose e extravazamento nos alvéolos Hemorragia quant. de sangue que entra > quant. de sangue que sai naquele determinado segmento vascular

22 4.4 RE em Medicina Veterinária Relação Velocidade Circulação/Diâmetro Vasos Área segmentos vasculares variável Fluxo sanguíneo constante Velocidade da circulação variável de acordo com FLUXO

23 4.5 Energia do Fluxo em RE Equação de Bernouilli E T = E p + E c + E D + E G E T = energia total E P = energia potencial (pressão lateral) E c = energia cinética (deslocamento do fluído) E D = energia dissipada (atrito) E G = energia gravitacional

24 4.5 Energia do Fluxo em RE Equação de Bernouilli

25 4.5 Energia do Fluxo em RE Relação Energia do Fluxo / Pressão lateral Áreas de fluxo velocidade circulação pressão lateral Leito arterial pressão cai pouco nas artérias mais distantes Nas arteríolas queda um pouco maior Área de fluxo = atinge o máximo no leito capilar Do leito capilar p/ veia Área de fluxo velocidade circulação pressão lateral facilita o desague do sangue no Leito venoso

26 Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura 4.5 Energia do Fluxo em RE Anomalias no Fluxo / E p Estenose (estreitamento) velocidade de circulação Ep no segmento pósestenose pressão lateral estenose (por ateroesclerose): pressão lateral nutrição tecidual isquemia e/ou infarto Aterosclerose hipertensão de origem vascular Aneurisma (dilatação) velocidade de circulação Ep no segmento pósaneurisma pressão lateral

27 4.6 Perfusão tecidual / Pressão nos capilares

28 Extremidade Arteriolar do Capilar. passagem de fluídos e solutos do sangue para o tecido. ocorre em função da pressão (força) de filtração efetiva (PFE). PFE = (Phid. sang. + POtec) (PO plasm + Phid tec). PFE = (25 + 5) (28 6) = 8 mmhg

29 Terço Médio do Capilar. não há passagem de fluídos e solutos do sangue para o tecido. PFE = PRE (pressão de reabsosrção efetiva) Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura Obs.: PO plasm, Phidr tec e PO tec são constantes e Phid sang diminui em sentido da extremidade venular

30 Extremidade Venular do Capilar. passagem de fluídos e solutos do tecido para o sangue. PFE = (Phid. sang. + POtec) (PO plasm + Phid tec). PFE = (10 + 5) (28 6) = 7 mmhg

31 Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura 4.6 Perfusão tecidual / Pressão nos capilares Alterações na Pressão Osmótica Pressão Osmótica Hipoproteinemia saída fluído p/ interstício na extremidade arteriolar entrada de fluído extremidade venular RETENÇÃO DE FLUÍDO NO INTERSTÍCIO de SAIS no interstício (insuficiência cardáica ou renal) Posm do interstício RETENÇÃO DE FLUÍDO NO INTERSTÍCIO

32 Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura 4.6 Perfusão tecidual / Pressão nos capilares Alterações na Pressão Hidrostática Vasodilatação Arteriolar e/ou Constricção venular Phid fluxo de saída na extremidade arteriolar e entrada de fluído no extremidade venular RETENÇÃO DE FLUÍDO NO INTERSTÍCIO Pressão venosa Phid fluxo de saída na extremidade arteriolar e entrada de fluído no extremidade venular RETENÇÃO DE FLUÍDO NO INTERSTÍCIO

33 4.6 Perfusão tecidual / Pressão nos capilares Alterações na Permeabilidade Capilar Histamina, Bradicininas e outras cininas permeabilidade capilar vazamento de macromoléculas (ex. albumina) Posm capilar e Posm interstício RETENÇÃO DE FLUÍDO NO INTERSTÍCIO Ex. desse evento processo inflamatório

34 4.7 Lei de POISEUILLE fatores fisícos que interferem no fluxo Equação matemática de Lei de Poiseuille F = π Pr 4 8 Lη F = fluxo P = diferença de pressão r = raio do tubo L = comprimento do tubo η = viscosidade

35 4.7 Lei de POISEUILLE fatores fisícos que interferem no fluxo Pressão P condiciona o fluxo fluxo pressão Ex.: choque hipovolêmico, insuficiência cardíaca (enfarte e/ou falha condução impulso contrátil)

36 Raio Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura 4.7 Lei de POISEUILLE fatores fisícos que interferem no fluxo fator mecânico mais importante no controle do fluxo raio grande variação no fluxo Ex.: vasodilatação e vasoconstricção Comprimento do Tubo distância (L) percorrida Ec

37 4.7 Lei de POISEUILLE fatores fisícos que interferem no fluxo Viscosidade viscosidade (p. ex.: anemia) velocidade do fluxo viscosidade velocidade do fluxo Resistência Periférica P (pressão) = R (resistência) x F (fluxo) Grandeza inversamente proporcional ao fluxo resistência fluxo

38 4.8 Lei de Laplace relação pressão/tensão Pressão Pressão = Força Área Tensão Tensão) = Força Raio Lei de Laplace Pressão = 2 x Tensão Raio

39 4.8 Lei de Laplace relação pressão/tensão Pela fórmula da Lei de Laplace Se R aumenta T aumenta proporcional Pressão cte Ex. 1: Ventrículo de 4 cm de raio e aorta de 2 cm de raio tensão no ventrículo = 2 vezes a da aorta manutenção da pressão Ex. 2: coração dilatado tensão maior que a de um coração normal pressão cte

40 REFLEXÃO Prof. M Sc. Cristiano Rosa de M oura A humildade exprime, uma das raras certezas de que estou certo: a de que ninguém é superior a ninguém. Paulo Freire Haverá um dia em que o homem conhecerá o íntimo do animal, neste dia, um crime contra um animal será considerado um crime contra a humanidade. Leonardo da Vinci professorcristianomoura@yahoo.com.br