A circulação é o movimento do sangue por todo o corpo através de um circuito contínuo de vasos sanguíneos. Órgãos diferentes têm funções únicas e, portanto, têm requisitos, padrões circulatórios e mecanismos reguladores diferentes. Vários dos órgãos maisMAISAndrogen Insensitivity Syndrome vitais (incluindo o cérebro, o coração e os rins) têm propriedades autorreguladoras, o que significa que são capazes de manter um fluxo sanguíneo relativamente constante, apesar das flutuações na pressão arterial média (PAM). Noutros casos, fatores produzidos localmente (como a adenosina, CO2 ou NO) podem produzir vasoconstrição ou vasodilatação local, regulando o fluxo sanguíneo em condições fisiológicas específicas.
Descrição Geral da Circulação Sistémica e da Troca Capilar
Revisão da anatomia da circulação sistémica e pulmonar
O sangue flui através do coração e pulmões numa direção, sequencialmente através das seguintes estruturas:
O sangue desoxigenado entra no coração pela veia cava superior (VCS) e pela veia cava inferior (VCI) →
Aurícula direita (ADADThe term advance directive (AD) refers to treatment preferences and/or the designation of a surrogate decision-maker in the event that a person becomes unable to make medical decisions on their own behalf. Advance directives represent the ethical principle of autonomy and may take the form of a living will, health care proxy, durable power of attorney for health care, and/or a physician’s order for life-sustaining treatment.Advance Directives) → válvula tricúspide → ventrículo direito (VD) → válvula pulmonar →
Tronco pulmonar → artérias pulmonares → pulmões:
Capilares de paredes finas permitem as trocas gasosas → oxigenação do sangue
Sistema de pressão muito baixas
Pressão oncótica nos pulmões > pressão hidrostática
favorece fortemente a absorção de fluido (evita a acumulação de fluido nas paredes e lúmens alveolares, o que impediria as trocas gasosas)
Relevância clínica: ↑ das pressões cardíacas do lado esquerdo (por exemplo, estenose da válvula mitral) pode aumentar a pressão pulmonar e causar edemaEdemaEdema is a condition in which excess serous fluid accumulates in the body cavity or interstitial space of connective tissues. Edema is a symptom observed in several medical conditions. It can be categorized into 2 types, namely, peripheral (in the extremities) and internal (in an organ or body cavity). Edema pulmonar e hipóxia.
AortaAortaThe main trunk of the systemic arteries.Mediastinum and Great Vessels: Anatomy → artérias sistémicas → capilares (o sangue é desoxigenado) → veias → VCS/VCI → de volta ao coração
Circulação de sangue pelo corpo: O sangue desoxigenado entra no lado direito do coração e passa pelo tronco pulmonar até aos pulmões, onde é oxigenado. O sangue retorna, então, para o lado esquerdo do coração através das veias pulmonares, onde é bombeado para a aorta e distribuído por todo o corpo. O sangue viaja pelos capilares sistémicos, onde é novamente desoxigenado, e volta ao coração pela veia cava superior e inferior. LA: left atrium (aurícula esquerda) LV: left ventricle (ventrículo esquerdo) RA: right atrium (aurícula direita) RV: right ventricle (ventrículo direito)
Imagem por Lecturio.
Distribuição do fluxo sanguíneo
Em repouso, a maior parte do débito cardíaco flui para:
Fígado: aproximadamente 25%
Rins: aproximadamente 20%
Músculo esquelético: aproximadamente 20%
Cérebro: aproximadamente 15%
Os leitos vasculares recebem 5%–10% do fluxo sanguíneo:
Pele: aproximadamente 7%
Intestinos: aproximadamente 5%
Coração: aproximadamente 5%
Outros leitos vasculares: aproximadamente 3%
Os leitos vasculares podem aumentar o seu fluxo sanguíneo através da vasodilatação (alguns órgãos muito maisMAISAndrogen Insensitivity Syndrome do que outros)
Músculo esquelético: pode substancialmente ↑ fluxo sanguíneo através da vasodilatação
Coração: tem a menor capacidade de ↑ fluxo sanguíneo
Cérebro: embora tenha a capacidade de aumentar o fluxo, de todos os órgãos, mantém o fluxo maisMAISAndrogen Insensitivity Syndrome constante
Distribuição do fluxo sanguíneo em repouso
Imagem por Lecturio.
Mudanças no fluxo sanguíneo para os órgãos sistémicos durante a vasodilatação máxima
Imagem por Lecturio.
O sangue flui através e ao redor dos capilares
O sangue entra nos leitos capilares através das arteríolas → metarteríolas → capilares
O sangue é drenado para o canal de passagem → esvazia-se nas vênulas
As metarteríolas contêm esfíncteres pré-capilares de músculo liso na entrada de cada capilar individual:
Regula a quantidade de fluxo sanguíneo para o leito capilar
Quando os esfíncteres estão fechados, o sangue desvia-se dos capilares e flui diretamente pelo canal de passagem.
Anastomoses arteriovenosas (shunts AV): vasos que contornam os leitos capilares e conectam diretamente artérias e veias
Os shunts AV estão presentes quando os esfíncteres pré-capilares estão fechados.
Leito capilar a demonstrar a arteríola, metarteríola, esfíncteres pré-capilares, canal de passagem e vénula
Imagem : “Cama capilar” do OpenStax College. Licença: CC BY 3.0
Fisiologia dos capilares
Funções:
Trocas gasosas:
O O2 deixa os eritrócitos.
O CO2 entra nos eritrócitos.
Entrega de nutrientes
O sangue capta resíduos celulares e intersticiais.
Forças de Starling aplicadas aos capilares:
A pressão hidrostática relativamente maisMAISAndrogen Insensitivity Syndrome alta nas arteríolas empurra o fluido, nutrientes e outro material celular para o fluido extracelular circundante (LEC, pela sigla em inglês).
As proteínas plasmáticas geralmente não conseguem atravessar as paredes capilares → pressão oncótica plasmática ↑ em direção à extremidade venosa do capilar
Pressão oncótica relativamente maisMAISAndrogen Insensitivity Syndrome alta nas vênulaspermite que os resíduos sejam absorvidos pelos vasos.
Relevância clínica do aumento da pressão hidrostática dentro dos capilares:
Qualquer condição que impeça o fluxo sanguíneo de avançar no lado venoso pode levar a um aumento da pressão hidrostática dentro dos capilares, o que resultará em maisMAISAndrogen Insensitivity Syndrome fluido e substrato a mover-se para o LEC.
Insuficiência cardíaca (ICICInhaled Anesthetics): bombeamento ineficaz pelo coração; resulta em congestão venosa porque o sangue não se move de forma eficaz através do coração. Apresenta-se com dispneia para esforços e/ou em repouso, ortopneia e edemaEdemaEdema is a condition in which excess serous fluid accumulates in the body cavity or interstitial space of connective tissues. Edema is a symptom observed in several medical conditions. It can be categorized into 2 types, namely, peripheral (in the extremities) and internal (in an organ or body cavity). Edema periférico.
Cirrose: estadio avançado de necrose hepática e cicatrizes que causa congestão venosa nas veias porta
Trombose venosa profunda dos membros inferiores (TVP):oclusão de uma veia profunda por trombose, ocorre maisMAISAndrogen Insensitivity Syndrome comumente nos gêmeos, causando congestão venosa por trás da oclusão
Forças de Starling: As forças de Starling dentro de um capilar determinam o fluxo de moléculas para dentro e para fora do vaso.
Imagem : “Net filtration” por Phil Schatz. Licença: CC BY 4.0
Leva sangue oxigenado e nutrientes para os hepatócitos
Aproximadamente 25% do suprimento de sangue do fígado
Circulação portal
A veia porta transporta sangue desoxigenado dos órgãos abdominais para o fígado, para o metabolismo de primeira passagem de tudo o que é absorvido pelo trato gastrointestinal.
Artérias celíacas, mesentéricas superior e inferior (AMSAMSNeurologic syndrome with no physical findings occurring > 6 hours after ascent to altitudes > 2,500 m (rarely, 1,500 m)Altitude Sickness, AMI) →
Artérias menores nomeadas →
Capilares em vilosidades GI →
Veias menores →
Veia porta → vénulas portais dentro do fígado
O sangue das vénulas portais é filtrado através dos sinusóides hepáticos revestidos por hepatócitos:
Muitas substâncias absorvidas pelo trato GI são metabolizadas aqui pelos hepatócitos.
O sangue do suprimento arterial também é filtrado pelos sinusóides hepáticos.
O sangue flui para a veia central de um lóbulo hepático → veias hepáticas → VCI
Anatomia de um lóbulo hepático:
O sangue a ser filtrado entra pelas vênulas portais e flui pelos sinusóides e para a veia central. A partir daí, o sangue flui pelas veias hepáticas e para a veia cava inferior.
Imagem : “Microscopic Anatomy of the Liver”, do OpenStax College. Licença: CC BY 4.0
Anastomoses portossistêmicas
Anastomoses portossistêmicas são pontos onde 2 veias se conectam; nesses casos, o sangue de uma veia normalmente drena para o sistema porta, enquanto o sangue da outra veia normalmente drena para a circulação venosa sistêmica (ou seja, a VCI).
Garante a drenagem venosa dos órgãos abdominais, mesmo se ocorrer bloqueio no sistema portal (por exemplo, cirrose)
Os locais de anastomose portossistêmica clinicamente importantes incluem:
Veias gástricas esquerdas e veias esofágicas inferiores
Veias retais superiores e as veias retais inferior e média
Veias paraumbilicais e pequenas veias epigástricas
Ramos hepáticos intraparenquimatosos da divisão direita da veia porta e veias retroperitoneais
Veias omentais e colónicas com veias retroperitoneais
Ducto venoso e VCI
Relevância clínica: hipertensão portal
Quando as pressões no sistema porta aumentam, a veia porta (e as veias que conduzem a ela) retraem-se.
Clinicamente pode resultar em:
Varizes esofágicas (que podem romper, resultando em hemorragia com risco de vida)
Hemorróidas
Ascite
Hiperesplenismo (↑ pressão na veia esplénica)
Varizes esofágicas, esplenomegalia e varizes retais resultantes do backup do fluxo sanguíneo devido a pressões elevadas dentro da veia porta
O rim tem vários níveis de mecanismos reguladores que afetam o fluxo sanguíneo renal (RBF, pela sigla em inglês) e a taxa de filtração glomerular (TFG):
Constrição relativa e dilatação das arteríolas aferentes e eferentes:
Constrição: ↑ pressão hidrostática nos capilares glomerulares → ↑ TFG mas ↓ RBF
Dilatação: ↓ pressão hidrostática nos capilares glomerulares → ↓ TFG mas ↑ RBF
Autoregulação do fluxo sanguíneo renal (RBF):
Resposta miogénica: ↑ pressão arterial sistémica distende as arteríolas aferentes → ativa canais iónicos direcionados para dentro → despolarização → contração da arteríola
↑ PA sistémica → vasoconstrição da arteríola aferente → ↓ RBF
↓ PA sistémica → vasodilatação da arteríola aferente → ↑ RBF
Mantém o RBF relativamente constante dentro de uma faixa de pressão arterial média normal (a faixa autorregulatória)
Um RBF estável permite que outros mecanismos regulatórios (em vez da PA sistémica) regulem a TFG.
Impacto da pressão arterial média na taxa de fluxo do fluxo sanguíneo renal (RBF) e na taxa de filtração glomerular (TFG): Observar que dentro da faixa de autorregulação, TFG e RBF permanecem relativamente constantes.
Imagem por Lecturio.
Feedback tubuloglomerular:
As células da mácula densa (MD) dentro dos túbulos podem detetar o fluxo tubular e ajustar a secreção de substâncias que afetam a TFG:
Células da mácula densa (localizadas nos túbulos distais):
Sente o fluxo relativo de NaCl, que se correlaciona diretamente com a TFG
↑ fluxo de NaCl = ↑ TFG
As células da MD podem:
Secretar adenosina
Estimular de forma independente as células justaglomerulares para secretar renina
Adenosina: ↓ TFG por constrição das arteríolas aferentes
Renina: ↑ TFG pela ativação do SRAA
↑ Renina → ↑ angiotensina I → ↑ angiotensina II → ↑ aldosterona
A ativação do SRAA resulta em:
Vasoconstrição sistémica → ↑ pressão arterial para manter RBF
A circulação cerebral é única porque os seus vasos estão protegidos por uma estrutura especializada chamada barreira hematoencefálica e tem a capacidade de regularRegularInsulin o seu próprio fluxo sanguíneo.
Barreira hematoencefalica
Impede que muitas substâncias prejudiciais (por exemplo, toxinas, bactérias) afetem o parênquima cerebral
Permite a passagem de iões e nutrientes
Estruturalmente criada por:
Processos semelhantes a pés de astrócitos a envolver os capilares cerebrais, limitando as substâncias que podem escapar dos vasos
Sem fenestrações nos capilares
As junções estreitas impedem a difusão paracelular
A barreira hematoencefálica
Imagem por Lecturio.
Capacidade autoregulatória
O cérebro pode regularRegularInsulin o seu próprio fluxo sanguíneo cerebral (CBF, pela sigla em inglês) em resposta a mudanças na pressão sanguínea, nos níveis de CO2 e nos níveis de atividade de diferentes regiões do cérebro.
Capacidade autorregulatória miogénica em resposta a mudanças nas pressões arteriais médias (PAMs) (semelhante aos rins):
↑ PAMs sistémicas: artérias cerebrais vasoconstritas, limitando o fluxo
↓ PAMs sistémicas: vasodilatação das artérias cerebrais, mantendo a perfusão
A capacidade autorregulatória funciona entre PAMs de 60 e 150 mm Hg
<60 mm Hg: CBF ↓ porque simplesmente não há pressão suficiente para perfundir o cérebro
> 150 mm Hg: CBF ↑ porque a pressão sobrecarrega o sistema autoregulatório
Vasodilatação induzida por CO2 :
↓ Perfusão → CO2 acumula-se → ↓ pHpHThe quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution.Acid-Base Balance → desencadeia vasodilatação → ↑ fluxo
Hipocapnia (ou seja, ↓ CO2 ) → ↑ pHpHThe quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution.Acid-Base Balance → vasoconstrição → ↓ fluxo
Resulta em hipocapnia → vasoconstrição cerebral → isquemia, tontura e potencialmente síncope
Redistribuição do fluxo sanguíneo por todo o cérebro de acordo com as tarefas que estão a ser realizadas
Por exemplo, funções motoras versus sensoriais versus cognitivas
Ocorre numa questão de segundos
Devido aos efeitos dos metabolitos locais
Redistribuição do fluxo sanguíneo no cérebro de acordo com a tarefa que está a ser realizada:
A redistribuição depende fortemente da atividade metabólica das diferentes porções do tecido cerebral.
O coração nãorecebe o O2 e nutrientes significativos do sangue que flui através dele. A circulação coronária descreve o fluxo de sangue através dos vasos que irrigam o próprio músculo cardíaco.
Existem 2 artérias coronárias primárias:
A artéria coronária esquerda (LCA, pela sigla em inglês) se divide em:
Artéria interventricular anterior (isto é, artéria descendente anterior esquerda (LAD, pela sigla em inglês))
Artéria circunflexa esquerda
A artéria coronária direita (RCA, pela sigla em inglês) se divide em:
Artéria interventricular posterior (isto é, artéria descendente posterior (PDAPDAThe ductus arteriosus (DA) allows blood to bypass pulmonary circulation. After birth, the DA remains open for up to 72 hours and then constricts and involutes, becoming the ligamentum arteriosum. Failure of this process to occur results in patent ductus arteriosus (PDA), a condition that causes up to 10% of congenital heart defects. Patent Ductus Arteriosus (PDA), pela sigla em inglês))
Relevância clínica: a oclusão desses vasos (normalmente através de um trombo), resulta em isquemia rápida e potencial necrose do tecido miocárdico circundante; isso é conhecido como enfarte do miocárdio (MIMIMI is ischemia and death of an area of myocardial tissue due to insufficient blood flow and oxygenation, usually from thrombus formation on a ruptured atherosclerotic plaque in the epicardial arteries. Clinical presentation is most commonly with chest pain, but women and patients with diabetes may have atypical symptoms.Myocardial Infarction; ou seja, ataque cardíaco)
O coração é irrigado principalmente durante a diástole (relaxamento do músculo cardíaco):
Durante a sístole, os pequenos vasos que perfuram/irrigam o músculo cardíaco são comprimidos.
Autoregulação: como o cérebro e os rins, o coração tem a capacidade de vasodilatar e/ou vasocontrair os vasos coronários num intervalo de PAMs para manter uma taxa de fluxo constante.
Irrigação cardíaca durante a diástole:
Durante a contração ventricular (sístole), o fluxo para o tecido cardíaco diminui (para baixo). Durante o relaxamento ventricular (diástole), o fluxo para o coração aumenta.
Imagem por Lecturio.
Circulação do músculo esquelético
Músculos que se contraem ativamente aumentam o seu próprio fluxo sanguíneo.
Ativação simpática através do sistema nervoso simpático (SNS):
Causa vasoconstrição das arteríolas (e, portanto, limita o fluxo sanguíneo) no músculo esquelético
Responsável por manter a pressão arterial em condições de repouso
Através de:
Nervos simpáticos
Catecolaminas circulantes (epinefrina e norepinefrina) libertadas pela medula adrenal
A produção de fatores locais causa vasodilatação das arteríolas e esfíncteres pré-capilares:
Os esfíncteres pré-capilares carecem de inervação → são regulados principalmente pela produção desses fatores locais
Os fatores incluem:
Ácido lático
CO2
Adenosina
Simpatólise funcional: fatores locais que causam vasodilatação superam qualquer estimulação do SNS, resultando em vasodilatação durante a atividade.
O fluxo sanguíneo para os músculos esqueléticos pode aumentar > 20 vezes durante exercício extenuante.
Como o músculo cardíaco, o fluxo é restrito durante a contração muscular devido à compressão de vasos menores.
A regulação do fluxo vascular para a pele é fundamental para a termorregulação porque o calorCalorInflammation é dissipado à medida que o sangue flui próximo à superfície da pele.
Pele não-glabra
A pele não glabra é uma pele fina com pelos.
Sob temperaturas estáveis: o fluxo é baixo e estável.
Em resposta ao frio sistémico (ou seja, stress térmico pelo frio em todo o corpo):
Ativação simpática → vasoconstrição → evita a perda excessiva de calorCalorInflammation do sangue que se move muito perto da superfície
Via epinefrina em recetores α1 e α2 – adrenérgicos
Em resposta ao frio local:
A vasoconstrição é mediada pela translocação local de recetores α2c -adrenérgicos para a superfície celular.
A pele glabra não tem vasodilatação ativa: o fluxo aumenta com a libertação da vasoconstrição.
Em resposta ao calorCalorInflammation ou frio local: a abertura e o fecho das anastomoses AV permitem alterações no fluxo sanguíneo.
Anastomose arteriovenosa nas camadas dérmicas da pele glabra, permitindo o aumento do fluxo sanguíneo sem perda de calor nessas áreas NE: norepinefrina
Imagem por Lecturio.
“Wheal and flare” (a resposta tripla)
Uma resposta localizada da pele que ocorre em resposta a um alergénio (por exemplo, teste de alergia e picadas de mosquito)
“Wheal” (inchaço):
Causado pelo extravasamento de fluido dos vasos sanguíneos após a ativação dos mastócitos
Ativação de mastócitos → libertação de histamina → histamina aumenta a permeabilidade capilar → maisMAISAndrogen Insensitivity Syndrome extravasamento de fluido do sangue para o espaço intersticial
“Flare” (aparece a vermelho): causado por vasodilatação local e aumento do fluxo sanguíneo
Mohrman, D. E., Heller, L. J. (2018). Overview of the cardiovascular system. Chapter 1 of Cardiovascular Physiology, 9th ed. McGraw-Hill Education. Retrieved November 16, 2021, from accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1153946098
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