SISTEMA CIRCULATÓRIO Figura 1 Circulação Fonte: Microsoft CONTEÚDOS O coração e o ciclo cardíaco Tipos de circulação Os vasos sanguíneos e o fluxo do sangue A composição e as funções do sangue As doenças cardiovasculares A anemia 1
AMPLIANDO SEUS CONHECIMENTOS Todas as substâncias de que as células necessitam são transportadas no sangue pelos vasos sanguíneos. Entretanto, o sangue por si só não é capaz de movimentar-se, é necessária uma bomba que o impulsione, e o coração desempenha essa função no corpo humano. Quando seu funcionamento não está adequado, substâncias como oxigênio, por exemplo, não chegam as células e elas morrem, quando isso ocorre, o organismo também morre. Vamos detectar o funcionamento do coração com a seguinte experiência: apalpe delicadamente com dois dedos a região interna do pulso, próxima ao tendão e encontre a pulsação conforme ilustra a figura 2. Conte quantas vezes você sentiu seu pulso dilatar, como se estivesse empurrando seus dedos, por um tempo de 15 segundos, em seguida, multiplique o valor encontrado por 4. Se necessário, peça auxílio para alguém que esteja próximo a você. Figura 2 Aferição da pulsação Fonte: Microsoft Essa é uma forma rápida e prática para se detectar os batimentos cardíacos. O ritmo normal dos batimentos em uma pessoa descansada varia entre 60 à 100 batidas por minuto. Cada batimento cardíaco gera uma onda de pressão que é transmitida pelas artérias a todo o organismo. O coração apresenta quatro câmaras: 2 átrios e 2 ventrículos. Os átrios direito e esquerdo estão localizados na região superior e apresentam um septo que os separam, denominado septo interatrial. Os ventrículos estão localizados na porção inferior do 2
coração e são separados pelo septo interventricular em ventrículos direito e esquerdo e são maiores que os átrios. O lado direito e o lado esquerdo não se comunicam em função da presença dos septos, entretanto, cada átrio comunica-se com seu ventrículo através de aberturas denominadas válvulas atrioventriculares, que controlam o fluxo sanguíneo e impedem que haja refluxo de sangue. Observe na figura 3, que a musculatura dos ventrículos é mais espessa do que a dos átrios, essa característica está relacionada com a função exercida por esta câmara. Enquanto os átrios recebem o fluxo de sangue e repassam para seu ventrículo, os ventrículos são responsáveis por impeli-lo o que exige maior força muscular, o ventrículo direito envia o sangue para os pulmões e o ventrículo da esquerda envia o sangue para o restante do corpo. Figura 3 - O coração e as câmaras cardíacas Fonte: Fundação Cecierj As câmaras cardíacas contraem-se e dilatam-se alternadamente 70 vezes por minuto, em média. O processo de contração de cada câmara do miocárdio (músculo cardíaco) denomina-se sístole. O relaxamento, que acontece entre uma sístole e a seguinte, é a diástole. A pulsação é o ciclo de expansão e relaxamento das artérias do corpo. 3
A pressão arterial está relacionada com a força que o sangue exerce sobre as paredes das artérias e é medida em milímetros de mercúrio (mmhg). O aparelho que faz a aferição da pressão arterial considera as duas fases cardíacas: a sístole (pressão máxima) e a diástole (pressão mínima). Uma pessoa para ser considerada hipertensa precisa apresentar a pressão máxima igual ou superior a 140 mmhg e a pressão mínima igual ou superior a 90 mmhg. Em condições de atividade física intensa, a pressão arterial de uma pessoa pode aumentar. Porém, ao término do esforço físico, a pressão tende a diminuir para os níveis considerados normais. Tipos de Circulação Pelo coração passam dois tipos de sangue, o sangue venoso (que chega) e o sangue arterial (que sai). Para compreender como o sangue venoso e arterial circulam, vamos conhecer os dois percursos de circulação sanguínea: a circulação sistêmica e a pulmonar. Circulação pulmonar ou pequena circulação: O sangue venoso oriundo dos tecidos do corpo (pobre em oxigênio e rico em gás carbônico) chega ao coração pelo átrio direito através da veia cava, do átrio direito o sangue é encaminhado para o ventrículo direito. Em seguida, o ventrículo direito o envia aos pulmões pela artéria pulmonar. Nos pulmões, ocorre as trocas gasosas, o sangue capta oxigênio proveniente da respiração e libera o gás carbônico retornando ao coração pelo átrio esquerdo através das veias pulmonares. Esse percurso é também conhecido por pequena circulação. Circulação sistêmica ou grande circulação: Nessa etapa, o sangue que retornou dos pulmões pelo átrio esquerdo passa para o ventrículo esquerdo e deste, para o restante do corpo pela artéria aorta. Esse tipo de circulação também é chamada de grande circulação. Veja a seguir uma ilustração dos dois tipos de circulação. O sangue venoso, pobre em oxigênio e rico em gás carbônico, originário dos tecidos do corpo está representado em azul e o sangue arterial, rico em gás oxigênio, é bombeado do coração para o resto do corpo, sendo representado pela cor vermelha. 4
Figura 4 Circulação Pulmonar e Sistêmica Fonte: Stockshoppe/Shutterstock.com Os vasos sanguíneos e o fluxo do sangue O desenvolvimento da microscopia nos permitiu observar detalhadamente a estrutura dos vasos sanguíneos. As veias apresentam pequena capacidade de contração e são vasos de paredes finas e pouco elásticas, enquanto que as artérias são vasos com grande capacidade de contração, apresentam paredes grossas, fortes e elásticas. Os capilares sanguíneos são muito finos, sendo constituídos por uma única camada de células, sua função é trocar líquidos, nutrientes, eletrólitos, hormônios e outras substâncias entre o sangue e o líquido intersticial ou tissular. Por isso, suas paredes são finas para permitir o intercâmbio de moléculas pequenas entre os dois meios. Observe uma ilustração dos três tipos de vasos e compare suas características estruturais: 5
Veia Artéria Capilar Figura 5 Tipos de vasos sanguíneos Fonte: Portal da Secretaria de Educação do Estado do Paraná A presença de válvulas nas veias é um fator que garante o fluxo sanguíneo unidirecional, isto é, em um único sentido no corpo humano. Como a força de contração desses vasos é pequena, é necessária uma força adicional, para impulsionar o sangue, que é obtida por meio da musculatura em torno dos vasos sanguíneos, que contraem e empurram o sangue. Quando uma pessoa movimenta as pernas, por exemplo, a contração necessária para gerar o movimento aperta as veias dessa região, contribuindo para o fluxo sanguíneo determinado pelas válvulas. Esse sistema, composto pelas válvulas das veias e pela musculatura ao redor dos vasos, impulsiona o sangue no sentido do coração e é chamado de bomba venosa. Observe a seguir, uma ilustração do funcionamento das válvulas no fluxo sanguíneo: Válvula Fechamento da válvula impedindo o refluxo venoso Figura 6 Funcionamento da válvula venosa Fonte: Wikipédia 6
A Composição e as funções do sangue O sangue circula pelo corpo e exerce funções como o transporte de substâncias, transporte de gases e de componentes do sistema de defesa (células e anticorpos do sistema imunológico). Ele circula continuamente através dos vasos sanguíneos levando às células, os nutrientes e substâncias (hormônios, vitaminas e sais) de que elas necessitam para seu funcionamento, assim como eliminando outras substâncias oriundas do metabolismo celular, que necessitam ser excretadas pelo organismo. Quando se separa os principais componentes do sangue, percebe-se que há duas partes bem distintas: uma parte líquida, composta de água e substâncias dissolvidas e uma parte celular, composta de vários tipos celulares. A parte líquida do sangue, chamada plasma, forma cerca de 54,3% do volume sanguíneo. O restante é formado principalmente por dois tipos celulares: glóbulos vermelhos (45%) e de glóbulos brancos (0,70%), conforme destaca o infográfico a seguir: Plasma Glóbulos brancos Glóbulos vermelhos Figura 7 Composição do Sangue Fonte: Mr. High Sky/Shutterstock.com 7
O plasma sanguíneo A porção líquida do sangue é composta de 90% de água e 10% de proteínas solúveis, sais minerais e outros materiais em circulação. Embora haja grande oscilação das substâncias presentes no plasma, a composição média e as propriedades do plasma permanecem inalteradas. Esse controle é realizado por vários órgãos, como rins, fígado, pulmões e intestino delgado. As principais funções das proteínas do sangue são: Auxiliar no reparo dos vasos sanguíneos que se rompem. Proteger o organismo contra micro-organismos e substâncias tóxicas. Contribuir para manutenção das propriedades químicas do sangue, favorecendo a troca de substâncias entre ele e as células. Componentes celulares do sangue Os glóbulos vermelhos também denominadas de hemácias ou eritrócitos, são as células mais abundantes do sangue, têm a forma bicôncava, sendo mais espesso na periferia do que no centro (Figura 8). Possui tempo de vida curto (cerca de 120 dias); como carecem de núcleo celular, não são consideradas células completas. Os glóbulos vermelhos apresentam no seu interior, enzimas, substâncias minerais e açúcares, utilizados como combustível e um composto especial, chamado de hemoglobina. Esse composto contém ferro em sua constituição e consiste de um pigmento que confere a cor vermelha ao sangue. Além disso, a hemoglobina apresenta uma função essencial no organismo: o transporte de oxigênio dos pulmões para os tecidos e eliminação do dióxido de carbono, através da respiração. Figura 8 - Hemácias Fonte: Wikipédia 8
Vale ressaltar que a quantidade de glóbulos vermelhos pode variar de acordo com alguns fatores: sexo, idade, altitude em que se encontra, condição nutricional, o condicionamento físico, entre outros. Os glóbulos brancos - Essas células também são denominadas por leucócitos, são muito menos numerosos que os glóbulos vermelhos e variam enquanto ao formato e tamanho. Essas células compõem o sistema imunitário, o qual têm a função de combater os diversos agentes infecciosos (bactérias e vírus) e toxinas que invadem o organismo. Essas células exercem a defesa corporal de duas maneiras: primeiro tentam fagocitar 1 os agentes infecciosos e depois pela produção de anticorpos que os paralisam. Figura 9 - Fagocitose Fonte: Info Escola As células que iniciam a primeira etapa de defesa são os glóbulos brancos denominados de macrófagos. Elas capturam as substâncias estranhas encontradas no interior do organismo e alertam o sistema imunitário sobre a presença do agente infeccioso. Após essa etapa, dois tipos especiais de glóbulos brancos, os linfócitos T e os linfócitos B começam a atuar. Os linfócitos T identificam os intrusos capturados pelos macrófagos e disparam um outro sinal, avisando os linfócitos B para que comecem a agir. Os linfócitos B, por sua vez, são responsáveis pela produção dos anticorpos, proteínas capazes de identificar e atacar os agentes que invadem o nosso corpo, tais como vírus, bactérias, toxinas e tecidos de outros seres vivos. 1 Englobamento e digestão de partículas sólidas através da expansão da membrana plasmática. 9
Plaquetas - Assim como as hemácias, consistem em células incompletas, pois não apresentam núcleo celular. Sua função consiste em estancar hemorragias, pois participam ativamente no processo de coagulação sanguínea (Figura 10). Plaqueta ativada Glóbulos Vermelhos Figura 10 Formação de coágulo Fonte: Info Escola As doenças cardiovasculares As doenças cardiovasculares estão associadas aos hábitos de vida adotados por grande parte da população, como o sedentarismo, a alimentação não equilibrada, o tabagismo e o consumo de bebidas alcóolicas. No Brasil, os homens são os mais afetados pelas doenças cardiovasculares, principalmente por infartos e acidentes vasculares cerebrais (AVC). O infarto do miocárdio (músculo cardíaco) ocorre quando há uma obstrução parcial ou total do fluxo de sangue para o tecido que constituí o coração. Quando isso ocorre o tecido cardíaco deixa de receber nutrientes e oxigênio e as células morrem, o coração deixa de funcionar adequadamente, prejudicando a distribuição de sangue para o restante do corpo. No Brasil, as doenças cardiovasculares são responsáveis por cerca de 30% dos óbitos em um ano (Ano Referência: 2014). Estudos realizados pelo Instituto de 10
Pesquisa Dante Pazzanese de Cardiologia (São Paulo) indicam que 60% dessas vítimas são homens, com idade média de 56 anos. O estudo aponta ainda que, a principal característica desses casos é a presença da aterosclerose, acúmulo de placas de gorduras nas artérias ao longo dos anos, que impede a passagem do sangue (Figura 11). Células do Sangue Molécula de gordura Placa de Gordura Figura 11 Aterosclerose Fonte: Wikimédia Aterosclerose A causa para o surgimento de aterosclerose pode ser de origem genética, mas a principal origem para sua ocorrência está relacionada ao comportamento das pessoas. Hábitos como o sedentarismo, o consumo excessivo de bebidas alcóolicas e de alimentos ricos em gordura e o tabagismo, são os principais fatores associados ao entupimento das artérias. Segundo os estudos, um homem fumante tem cinco vezes mais chances de ter um infarto do que um não-fumante. O risco supera inclusive o histórico familiar de doença cardiovascular. Além disso, os dados também revelaram uma incidência de infarto entre jovens, com idade entre 20-40 anos, o que representa 12% dos casos no total. Há dez anos atrás, esse percentual não passava de 6%. As razões, segundo os especialistas, são estresse associado ao fumo e a outros fatores de risco, como peso acima do ideal. 11
A Anemia A anemia é uma condição em que o transporte de gás oxigênio está prejudicado em função da diminuição da quantidade de hemoglobina no sangue. A anemia pode ocorrer por diversos motivos, tal como, em virtude de hemorragias, doenças que afetam a produção das hemácias, por deficiência nutricional de ferro, também conhecida por anemia Ferropriva. Porém, a anemia causada por deficiência de ferro é muito mais comum que as demais, estima-se que corresponde à 90% dos casos. O ferro é um nutriente essencial para a vida, atua principalmente na produção das células vermelhas do sangue e no transporte do oxigênio para todas as células do corpo. A anemia é mais prevalente em indivíduos que se encontram com as necessidades de ferro elevadas, em função do metabolismo e pelo crescimento acentuado dos tecidos, sendo mais comum em crianças menores de 2 anos de idade e mulheres gestantes. O desequilíbrio entre a absorção e as necessidades orgânicas deste mineral, pode ser decorrente aos seguintes fatores: Baixa ingestão de alimentos com fonte de ferro ou de alimentos com fatores facilitadores da absorção do ferro; Alta ingestão de alimentos com fatores inibidores da absorção do ferro dietético, ou seja, que prejudicam a biodisponibilidade do ferro (como alimentos ricos em cálcio, por exemplo); Necessidades aumentadas em alguns grupos específicos; Perdas crônicas de ferro. A anemia causada por deficiência do ferro pode causar inúmeros comprometimentos para a saúde, os quais destacam-se: Comprometimento do desenvolvimento motor e da coordenação, prejuízo do desenvolvimento da linguagem e da aprendizagem, alterações de comportamento (fadiga, desatenção, insegurança) e diminuição da atividade física; Comprometimento do sistema imune, com aumento da predisposição a infecções, além de redução da produtividade, do apetite e da capacidade de concentração; Maior risco de mortalidade relacionada à gestação e ao parto, maior risco de morbidade e mortalidade fetal, prematuridade e baixo peso ao nascer. 12
ATIVIDADES 1 - (FATEC-SP) A figura a seguir esquematiza o coração de um mamífero, com suas câmaras (representadas por letras), veias e artérias (representadas por algarismos). Identifique cada parte do coração e assinale a alternativa que apresenta a correspondência correta. a) O sangue rico em O2 chega nas câmaras A e B. b) O sangue rico em CO2 chega na câmara B. c) Os vasos identificados por I, II e III são, respectivamente, veia cava superior, artéria pulmonar e artéria aorta. d) O vaso indicado por IV traz sangue arterial dos pulmões para o coração. e) O vaso III leva o sangue arterial do coração para o corpo. 13
2 - (FUVEST) A tabela abaixo apresenta resultados do exame de sangue de três pacientes adultos, do sexo masculino, e os valores considerados normais para indivíduos clinicamente sadios. Eritrócitos n o /mm 3 Leucócitos n o /mm 3 Plaquetas n o /mm 3 Paciente I 7.500.000 560 2.500.000 Paciente II 5.100.000 6.100 2.600.000 Paciente III 2.200.000 5.000 500.000 4.600.000 4.300 1.500.000 Padrão a a à 6.200.000 10.000 5.000.000 a. Quem tem dificuldade na coagulação do sangue? Que informação, contida na tabela, foi usada para responder? b. Quem tem problema no transporte de oxigênio? Que informação, contida na tabela, foi usada para responder? 14
3 - (ENEM) Um paciente deu entrada em um pronto-socorro apresentando os seguintes sintomas: cansaço, dificuldade em respirar e sangramento nasal. O médico solicitou um hemograma ao paciente para definir um diagnóstico. Os resultados estão dispostos na tabela: Dados do hemograma do paciente Relacionando os sintomas apresentados pelo paciente com os resultados de seu hemograma, constata-se que a) o sangramento nasal é devido à baixa quantidade de plaquetas, que são responsáveis pela coagulação sanguínea. b) o cansaço ocorreu em função da quantidade de glóbulos brancos, que são responsáveis pela coagulação sanguínea. c) a dificuldade respiratória decorreu da baixa quantidade de glóbulos vermelhos, que são responsáveis pela defesa imunológica. d) o sangramento nasal é decorrente da baixa quantidade de glóbulos brancos, que são responsáveis pelo transporte de gases no sangue. e) a dificuldade respiratória ocorreu pela quantidade de plaquetas, que são responsáveis pelo transporte de oxigênio no sangue. 15
4 - Leia a reportagem a seguir: Em um trágico acidente após a festa de casamento, o jovem Fábio Jefferson Maciel, 33 anos faleceu depois de cair e se ferir com uma taça de champanhe que carregava no bolso. Os cacos de vidro cortaram a principal veia por onde passa todo o sangue em direção ao coração. Disponível em: <http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2012/11/noivo-morre-apos-cair-sobre-taca-devidro-durante-casamento-no-rj.html>. Acesso em: 23 mar. 2016. 10h57min. Com base no que foi estudado, explique por que a morte do jovem ocorreu de forma tão rápida. INDICAÇÕES Sites: Sociedade Brasileira de Cardiologia Disponível em: <http://www.cardiol.br/>. Acesso em: 23 mar. 2016. 11h03min. Arquivos Brasileiros de Cardiologia Disponível em: <http://www.arquivosonline.com.br/2016/>. Acesso em: 23 mar. 2016. 11h06min. Artigos: Em busca de um substituto para o sangue. Revista Ciência Hoje Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/revista-ch/2015/329/em-busca-de-umsubstituto-para-o-sangue/?searchterm=sangue>. Acesso em: 23 mar. 2016. 11h10min. 16
Terapias com células-tronco: promessa ou realidade? Revista Ciência Hoje Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/revista-ch/2013/308/terapias-comcelulas-tronco-promessa-ou-realidade/?searchterm=sangue>. Acesso em: 23 mar. 2016. 11h12min. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL, Ministério da Saúde. Cadernos de Atenção Básica. Carências Micro nutricionais - nº 20. Brasília DF, 2007. Disponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/cadernos_atencao_basica_carencias_mic ronutrientes.pdf>. Acesso em: 15 mar 2016. 12h. BRASIL, Ministério da Saúde. Cadernos de Atenção Básica. Hipertensão Arterial Sistêmica - Brasília DF, 2013. Disponível em: < http://dab.saude.gov.br/docs/publicacoes/cadernos_ab/abcad15.pdf>. Acesso em: 15 mar. 2016. 12h01min. INFO ESCOLA. Fagocitose. Disponível em: <http://www.infoescola.com/biologia/fagocitose/>. Acesso em: 22 mar. 2016. 16h27min. INFO ESCOLA. Formação do Coágulo. Disponível em: <http://www.infoescola.com/sistema-circulatorio/coagulacao-do-sangue/>. Acesso em: 22 mar. 2016. 16h59min. SECRETARIA DA EDUCAÇÃO DO ESTADO DO PARANÁ. Tipos de Vasos Sanguíneos. Disponível em: <http://www.biologia.seed.pr.gov.br/modules/galeria/uploads/3/6vasosanguineo.jpg>. Acesso em: 21 mar. 2016. 16h20min. SKY, High In: SHUTTERSTOCK. Composição do Sangue. Disponível em: <http://www.shutterstock.com/pt/>. ID da Imagem: 240759055/. Acesso em: 22 mar. 2016. 16h17min. STOCKSHOPPE In: SHUTTERSTOCK. Circulação Pulmonar e Sistêmica. Disponível em: <http://www.shutterstock.com/pt/>. Acesso em: 22 mar. 2016. 16h17min. 17
WIKIMEDIA. Aterosclerose. Disponível em: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/blausen_0227_cholesterol.png >. Acesso em: 23 mar. 2016. 09h42min. WIKIMEDIA. O coração e as câmaras cardíacas. Disponível em: <http://cederj.edu.br/fundacao/>. Acesso em: 21 mar. 2016. 15h05min. WIKIPEDIA. Funcionamento da Válvula Venosa. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/veia#>. Acesso em: 21 mar. 2016. 16h45min. WIKIPEDIA. Hemácias. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/hem%c3%a1cias>. Acesso em: 23 mar. 2016. 14h47min. GABARITO 1 - Alternativa D. 2 - a. O paciente III apresenta dificuldade de coagulação, pois este contém apenas 500.000 por mm3 de plaquetas para realizar a função, sendo que a média normal indicada na tabela está entre 1.500.000 a 5.000.000 por mm3. b. O paciente III também apresenta problemas no transporte de oxigênio, pois apresenta poucas hemácias para realizar a atividade transportadora. Isto se deve pelo fato de conter apenas 2.200.000 de eritrócitos por mm3, onde seria necessário o valor indicado na tabela (4.600.000 a 6.200.000). 3 - Alternativa A. 4 - O jovem veio a óbito rapidamente porque a lesão ocorreu na veia cava, o principal vaso que envia o sangue venoso ao coração. Como o ferimento não foi estancado a tempo, o sangue não conseguia chegar ao coração e consequentemente todo o ciclo cardíaco e a circulação sistêmica ficou comprometida. O trecho da reportagem que evidencia o local da lesão é Os cacos de vidro cortaram a principal veia por onde passa todo o sangue em direção ao coração 18