Sistema cardiovascular: fisiologia, órgãos funcionais, histologia

O sistema cardiovascular é um conjunto complexo de vasos sanguíneos que transporta substâncias entre as células e o sangue e entre o sangue e o meio ambiente. Seus componentes são o coração, vasos sanguíneos e sangue.

As funções do sistema cardiovascular são: 1) distribuir oxigênio e nutrientes para os tecidos do corpo; 2) transportar dióxido de carbono e resíduos metabólicos dos tecidos para os pulmões e órgãos excretores; 3) contribuir para o funcionamento do sistema imunológico e termorregulação.

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Fonte: Edoarado [CC0]

O coração atua como duas bombas, uma para circulação pulmonar e outra para sistêmica. Ambas as circulações exigem que as câmaras do coração se contraiam de maneira ordenada, movendo o sangue unidirecionalmente.

A circulação pulmonar é o fluxo de sangue entre os pulmões e o coração. Permite a troca de gases sanguíneos e alvéolos pulmonares. A circulação sistêmica é o fluxo de sangue entre o coração e o resto do corpo, excluindo os pulmões. Envolve os vasos sanguíneos dentro e fora dos órgãos.

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O estudo de cardiopatias congênitas permitiu grandes avanços no conhecimento da anatomia do coração de recém-nascidos e adultos e dos genes ou cromossomos envolvidos nos defeitos congênitos.

Um grande número de doenças cardíacas contraídas durante a vida depende de fatores como idade, sexo ou histórico familiar. Uma dieta saudável, exercícios físicos e medicamentos podem prevenir ou controlar essas doenças.

O diagnóstico confiável de doenças do sistema circulatório foi possível graças aos avanços tecnológicos na imagem. Da mesma forma, os avanços na cirurgia permitiram remediar a maioria dos defeitos congênitos e muitas doenças não congênitas.

Anatomia e histologia do coração

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Câmeras

O coração tem um lado esquerdo e direito funcionalmente diferente. Cada lado é dividido em duas câmaras, uma superior chamada átrio e uma inferior chamada ventrículo. Ambas as câmaras são compostas principalmente por um tipo especial de músculo chamado cardíaco.

Os átrios, ou câmaras superiores, são separados pelo septo interatrial. Os ventrículos, ou câmaras inferiores, são separados pelo septo interventricular. A parede do átrio direito é fina, três veias descarregam o sangue no interior: a veia cava superior e inferior e o seio coronário. Esse sangue vem do corpo.

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Partes do coração Fonte: Diagram_of_the_human_heart_ (cropped) _pt.svg: Rhcastilhos; trabalho derivativo: Ortisa [Domínio público]

A parede do átrio esquerdo é três vezes mais espessa que a da direita. Quatro veias pulmonares descarregam o sangue oxigenado no átrio esquerdo. Esse sangue vem dos pulmões.

As paredes dos ventrículos, principalmente a esquerda, são muito mais espessas do que as dos átrios. A artéria pulmonar, que direciona o sangue para os pulmões, deixa o ventrículo direito. A aorta, que direciona o sangue para o resto do corpo, sai do ventrículo esquerdo.

A superfície interna dos ventrículos é sulcada, com feixes e bandas musculares, chamadas trabéculas carneae . Os músculos papilares se projetam na cavidade dos ventrículos.

Válvulas

Cada abertura dos ventrículos é protegida por uma válvula que impede o retorno do fluxo sanguíneo. Existem dois tipos de válvula: a atrioventricular (mitral e tricúspide) e a semilunar (pulmonar e aórtica).

A válvula mitral, que é bicúspide, conecta o átrio esquerdo (átrio) com o ventrículo do mesmo lado. A válvula tricúspide comunica o átrio direito (átrio) com o ventrículo do mesmo lado.

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As cúspides são dobras endocárdicas (uma membrana reforçada com tecido conjuntivo fibroso) na forma de uma folha. As cúspides e os músculos papilares das válvulas atrioventriculares são unidos por estruturas, chamadas cordas tendíneas , na forma de cordas finas.

As válvulas semilunares são estruturas em forma de bolso. A válvula pulmonar, composta por dois folhetos, conecta o ventrículo direito à artéria pulmonar. A válvula aórtica, composta por três flocos, conecta o ventrículo esquerdo à aorta.

Uma banda de tecido conjuntivo fibroso ( anel fibroso ), que separa os átrios dos ventrículos, fornece superfícies para fixação muscular e inserção da válvula.

Parede

A parede do coração é composta por quatro camadas: endocárdio (camada interna), miocárdio (camada interna média), epicárdio (camada externa média) e pericárdio (camada externa).

O endocárdio é uma fina camada de células semelhante ao endotélio dos vasos sanguíneos. O miocárdio contém os elementos contráteis do coração.

O miocárdio consiste em células musculares. Cada uma dessas células possui miofibrilas que formam unidades contráteis chamadas sarcômeros. Cada sarcômero possui filamentos de actina que se projetam de linhas opostas e são organizados em torno de filamentos grossos de miosina.

O epicárdio é uma camada de células mesoteliais penetradas por vasos coronários que vão para o miocárdio. Esses vasos fornecem sangue arterial para o coração.

O pericárdio é uma camada relaxada de células epiteliais que repousa sobre o tecido conjuntivo. Forma um saco membranoso no qual o coração está suspenso. Está preso abaixo do diafragma, dos lados da pleura e da frente do esterno.

Histologia do sistema vascular

Os grandes vasos sanguíneos compartilham uma estrutura de três camadas, a saber: túnica íntima, túnica média e túnica adventícia.

A túnica íntima, que é a camada mais interna, é uma monocamada de células endoteliais cobertas por tecido elástico. Essa camada controla a permeabilidade vascular, vasoconstrição, angiogênese e regula a coagulação.

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A túnica íntima das veias dos braços e pernas possui válvulas que impedem o retorno do sangue, direcionando-o para o coração. Essas válvulas consistem em endotélio e tecido conjuntivo deficiente.

A túnica média, que é a camada intermediária, é separada da íntima por uma folha elástica interna, composta de elastina. A túnica média é composta por células musculares lisas, embutidas em uma matriz extracelular, e fibras elásticas. Nas artérias, a túnica média é grossa, enquanto nas veias é fina.

A túnica adventícia, que é a camada mais externa, é a mais forte das três camadas. É composto de fibras colágenas e elásticas. Essa camada é uma barreira limitadora, que protege os vasos da expansão. Em grandes artérias e veias, a adventícia contém vasa vasorum , pequenos vasos sanguíneos que alimentam a parede vascular com oxigênio e nutrientes.

Fisiologia do coração

Sistema de condução

A contração regular do coração é o resultado do ritmo inerente do músculo cardíaco. A contração começa nos átrios. Siga a contração dos ventrículos (sístole atrial e ventricular). Siga o relaxamento das câmaras atrial e ventricular (diástole).

Um sistema especializado de condução cardíaca é responsável por disparar atividade elétrica e transmiti-la a todas as partes do miocárdio. Este sistema consiste em:

– Duas pequenas massas de tecido especializado, a saber: nó sinoatrial (nó SA) e nó atrioventricular (nó AV).

– O raio His com seus ramos e o sistema Purkinje, localizado nos ventrículos.

No coração dos humanos, o nó SA está localizado no átrio direito, próximo à veia cava superior. O nó AV está localizado na parte traseira direita do septo interatrial.

As contrações cardíacas rítmicas se originam de um impulso elétrico gerado espontaneamente no nó SA. A velocidade de geração do impulso elétrico é controlada pelas células marcapasso deste nó.

O impulso gerado no nó SA passa pelo nó AV. Em seguida, continue ao longo do feixe de His e seus ramos em direção ao sistema Purkinje, no músculo ventricular.

Músculo cardíaco

As células do músculo cardíaco são conectadas por discos intercalados. Essas células são conectadas umas às outras em série e em paralelo e, assim, formam fibras musculares.

As membranas celulares dos discos intercalados se fundem formando junções de comunicação permeáveis ​​que permitem a rápida difusão de íons e, portanto, a corrente elétrica. Como todas as células estão eletricamente conectadas, diz-se que o músculo cardíaco é funcionalmente um sincício elétrico.

O coração é composto de dois sincícios:

– O do átrio, constituído pelas paredes dos átrios.

– O ventricular, constituído pelas paredes dos ventrículos.

Essa divisão do coração permite que os átrios se contraiam em pouco tempo antes da contração dos ventrículos, o que torna eficaz o bombeamento do coração.

Potencial de ação do músculo cardíaco

A distribuição de íons através da membrana celular produz uma diferença no potencial elétrico entre o interior e o exterior da célula, conhecido como potencial de membrana.

O potencial de membrana em repouso de uma célula cardíaca de mamífero é de -90 mV. Um estímulo produz um potencial de ação, que é uma mudança no potencial da membrana. Esse potencial se espalha e é responsável pelo início da contração. O potencial de ação acontece em fases.

Na fase de despolarização, a célula cardíaca é estimulada e os canais de sódio dependentes de voltagem são abertos e o sódio entra na célula. Antes do fechamento dos canais, o potencial da membrana atinge +20 mV.

Na fase inicial de repolarização, os canais de sódio se fecham, a célula começa a repolarizar e os íons de potássio deixam a célula através dos canais de potássio.

Na fase de platô, ocorre a abertura dos canais de cálcio e o fechamento rápido dos canais de potássio. A rápida fase de repolarização, o fechamento dos canais de cálcio e a lenta abertura dos canais de potássio fazem a célula retornar ao seu potencial de repouso.

Resposta contrátil

A abertura dos canais de cálcio, dependente da tensão das células musculares, é um dos eventos de despolarização que permite que o Ca +2 entre no miocárdio. O Ca +2 é um efetor que acopla despolarização e contração cardíaca.

Após a despolarização das células, ocorre a entrada de Ca +2 , que desencadeia a liberação de Ca +2 adicional, através de canais sensíveis a Ca +2 , no retículo sarcoplasmático. Isso aumenta a concentração de Ca +2 em cem vezes .

A resposta contrátil do músculo cardíaco começa após a despolarização. Quando as células musculares se repolarizam, o retículo sacoplásmico reabsorve o excesso de Ca +2 . A concentração de Ca +2 retorna ao seu nível inicial, permitindo que o músculo relaxe.

A afirmação da lei de Starling do coração é “a energia liberada durante a contração depende do comprimento da fibra inicial”. Em repouso, o comprimento inicial das fibras é determinado pelo grau de enchimento diastólico do coração. A pressão que se desenvolve no ventrículo é proporcional ao volume do ventrículo no final da fase de enchimento.

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Função cardíaca: ciclo cardíaco e eletrocardiogramas

Na diástole tardia, as válvulas mitral e tricúspide estão abertas e as válvulas aórtica e pulmonar são fechadas. Em toda a diástole, o sangue entra no coração e preenche os átrios e ventrículos. A velocidade de enchimento diminui à medida que os ventrículos se expandem e as válvulas AV se fecham.

A contração dos músculos atriais, ou sístole atrial, reduz os orifícios na veia cava superior e inferior e na veia pulmonar. O sangue tende a permanecer no coração devido à inércia do movimento sanguíneo recebido.

A contração ventricular, ou a sístole ventricular, começa e as válvulas AV fecham. Durante esta fase, o músculo ventricular diminui um pouco e o miocárdio pressiona o sangue no ventrículo. Isso é chamado pressão isovolumétrica, dura até que a pressão dos ventrículos exceda a pressão na aorta e na artéria pulmonar e suas válvulas abertas.

A medida das flutuações no potencial do ciclo cardíaco é refletida no eletrocardiograma: a onda P é produzida pela despolarização dos átrios; o complexo QRS é dominado pela despolarização ventricular; A onda T é a repolarização dos ventrículos.

Operação do sistema circulatório

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Componentes

A circulação é dividida em sistêmica (ou periférica) e pulmonar. Os componentes do sistema circulatório são veias, vênulas, artérias, arteríolas e capilares.

As vênulas recebem o sangue dos capilares e gradualmente se fundem com as grandes veias. As veias levam o sangue de volta ao coração. A pressão no sistema venoso é baixa. As paredes dos vasos são finas, mas musculosas o suficiente para contrair e expandir. Isso permite que eles sejam um reservatório controlável de sangue.

As artérias têm a função de transportar sangue sob alta pressão para os tecidos. Por esse motivo, as artérias têm fortes paredes vasculares e o sangue se move em alta velocidade.

As arteríolas são pequenas ramificações do sistema arterial, que atuam como dutos de controle através dos quais o sangue é transportado para os capilares. As arteríolas têm fortes paredes musculares que podem contrair ou dilatar várias vezes. Isso permite que as artérias alterem o fluxo sanguíneo, conforme necessário.

Os capilares são pequenos vasos das arteríolas que permitem a troca de nutrientes, eletrólitos, hormônios e outras substâncias entre o sangue e o líquido intersticial. As paredes dos capilares são finas e possuem muitos poros permeáveis ​​à água e pequenas moléculas.

Pressão

Quando os ventrículos se contraem, a pressão interna do ventrículo esquerdo aumenta de zero a 120 mm Hg. Isso faz com que a válvula aórtica se abra e o fluxo sanguíneo para a aorta, que é a primeira artéria da circulação sistêmica. A pressão máxima durante a sístole é chamada pressão sistólica.

Em seguida, a válvula aórtica se fecha e o ventrículo esquerdo relaxa, para que o sangue possa penetrar no átrio esquerdo através da válvula mitral. O período de relaxamento é chamado diástole. Durante esse período, a pressão cai para 80 mm Hg.

A diferença entre pressão sistólica e diastólica é, portanto, de 40 mm Hg, sendo denominada pressão de pulso. A complexa árvore arterial reduz a pressão das pulsações, fazendo, com poucas pulsações, o fluxo sanguíneo para os tecidos.

A contração do ventrículo direito, que ocorre simultaneamente com a esquerda, empurra o sangue através da válvula pulmonar e para dentro da artéria pulmonar. Este é dividido em pequenas artérias, arteríolas e capilares da circulação pulmonar. A pressão pulmonar é muito menor (10-20 mm Hg) do que a pressão sistêmica.

Resposta circulatória à hemorragia

As hemorragias podem ser externas ou internas. Quando crescem, requerem atenção médica imediata. Uma diminuição significativa no volume sanguíneo causa uma queda na pressão sanguínea, que é a força que move o sangue no sistema circulatório para fornecer o oxigênio que os tecidos precisam para permanecer vivos.

A queda da pressão arterial é percebida pelos barorreceptores, que diminuem sua taxa de descarga. O centro cardiovascular da medula oblonga localizado na base do cérebro detecta a diminuição da atividade dos basorreceptores, que desencadeia uma série de mecanismos homeostáticos que buscam restaurar a pressão arterial normal.

O centro cardiovascular medular aumenta a estimulação simpática do nó sinoatrial direito, que: 1) aumenta a força de contração do músculo cardíaco, aumentando o volume de sangue bombeado a cada pulso; 2) Aumente o número de batimentos por unidade de tempo. Ambos os processos aumentam a pressão sanguínea.

Simultaneamente, o centro cardiovascular medular estimula a contração (vasoconstrição) de certos vasos sanguíneos, forçando parte do sangue que eles contêm a ser transferida para o restante do sistema circulatório, incluindo o coração, aumentando a pressão arterial.

Resposta circulatória ao exercício

Durante o exercício, os tecidos do corpo aumentam sua necessidade de oxigênio. Portanto, durante exercícios aeróbicos extremos, a taxa de bombeamento sanguíneo pelo coração deve subir de 5 para 35 litros por minuto. O mecanismo mais óbvio para conseguir isso é o aumento no número de batimentos cardíacos por unidade de tempo.

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O aumento das pulsações é acompanhado por: 1) vasodilatação arterial na musculatura; 2) vasoconstrição nos sistemas digestivo e renal; 3) vasoconstrição das veias, que aumenta o retorno venoso ao coração e, portanto, a quantidade de sangue que pode bombear. Assim, a musculatura recebe mais sangue e, portanto, mais oxigênio

O sistema nervoso, em particular o centro cardiovascular medular, desempenha um papel fundamental nessas respostas ao exercício por meio de estímulos simpáticos.

Embriologia

Na semana 4 do desenvolvimento embrionário humano, o sistema circulatório e o sangue começam a se formar em “ilhotas de sangue” que aparecem na parede mesodérmica do saco vitelino. Nesse momento, o embrião começa a ser muito grande para que a distribuição de oxigênio seja realizada apenas por difusão.

O primeiro sangue, constituído por eritrócitos nucleados, como répteis, anfíbios e peixes, é derivado de células chamadas hemangioblastos, localizadas nas “ilhotas do sangue”.

Nas semanas 6 a 8, a produção de sangue, que consiste em eritrócitos típicos de mamíferos, começa a se mover para o fígado. No sexto mês, os eritrócitos colonizam a medula óssea e sua produção pelo fígado começa a declinar, cessando no início do período neonatal.

Os vasos sanguíneos embrionários são formados por três mecanismos:

– Coalescência in situ (vasculogênese).

– Migração de células endoteliais precursoras (angioblastos) para os órgãos.

– Desenvolvimento a partir de vasos existentes (angiogênese).

O coração emerge do mesoderma e começa a bater na quarta semana de gestação. Durante o desenvolvimento das regiões cervical e cefálica, os três primeiros arcos branquiais do embrião formam o sistema arterial carotídeo.

Doenças: lista parcial

Aneurisma . Alargamento de um segmento fraco de uma artéria causada por pressão sanguínea.

Arritmia . Desvio da regularidade normal do ritmo cardíaco devido a um defeito na condução elétrica do coração.

Aterosclerose . Doença crônica causada pela deposição (placas) de lipídios, colesterol ou cálcio no endotélio de grandes artérias.

defeitos de nascimento . Anormalidades de origem genética ou ambiental do sistema circulatório presentes no nascimento.

Dislipidemia . Níveis anormais de lipoproteínas no sangue. As lipoproteínas transferem lipídios entre os órgãos.

Endocardite . Inflamação do endocárdio causada por uma infecção bacteriana e às vezes fúngica.

doença cerebrovascular . Dano repentino devido a uma redução no fluxo sanguíneo em parte do cérebro.

doença valvular . Insuficiência da válvula mitral para evitar fluxo sanguíneo incorreto.

Falha cardíaca . Incapacidade do coração de contrair e relaxar de forma eficaz, reduzindo seu desempenho e comprometendo a circulação.

Hipertensão . Pressão sanguínea superior a 140/90 mm Hg. Produz aterogênese danificando o endotélio

Enfarte . Morte de parte do miocárdio causada pela interrupção do fluxo sanguíneo através de um trombo preso em uma artéria coronária.

Varizes e hemorróidas . Uma veia varicosa é uma veia que foi distendida pelo sangue. Hemorróidas são conjuntos de varizes no ânus.

Referências

  1. Aaronson, PI, Ward, JPT, Wiener, CM, Schulman, SP, Gill, JS 1999. Visão geral do sistema cardiovascular Blackwell, Oxford.
  2. Artman, M., Benson, DW, Srivastava, D., Joel B. Steinberg, JB, Nakazawa, M. 2005. Desenvolvimento cardiovascular e malformações congênitas: mecanismos moleculares e genéticos. Blackwell, Malden.
  3. Barrett, KE, Brooks, HL, Barman, SM, Yuan, JX-J. 2019. Revisão de Ganong da fisiologia médica. McGraw-Hill, Nova Iorque.
  4. Burggren, WW, Keller, BB 1997.Desenvolvimento de sistemas cardiovasculares: moléculas para organismos. Cambridge, Cambridge
  5. Dzau, VJ, Duke, JB, Liew, C.-C. 2007. Genética cardiovascular e genômica para o cardiologista, Blackwell, Malden.
  6. Agricultor, CG1999. Evolução do sistema cardiopulmonar dos vertebrados. Revisão Anual de Fisiologia, 61, 573–592.
  7. Gaze, DC 2012. O sistema cardiovascular – fisiologia, diagnóstico e implicações clínicas. InTech, Rijeka.
  8. Gittenberger-de Groot, AC, Bartelings, MM, Bogers, JJC, Boot, MJ, Poelmann, RE 2002. A embriologia do tronco arterial comum. Progress in Pediatric Cardiology, 15, 1–8.
  9. Gregory K. Snyder, GK, Sheafor, BA 1999. Glóbulos vermelhos: peça central na evolução do sistema circulatório verterado. American Zoologist, 39, 89–198.
  10. Hall, JE 2016. Livro didático de Guyton e Hall de fisiologia médica. Elsevier, Filadélfia.
  11. Hempleman, SC, Warburton, SJ 2013. Embriologia comparada do corpo carotídeo. Fisiologia Respiratória e Neurobiologia, 185, 3-8.
  12. Muñoz-Chápuli, R., Carmona, R., Guadix, JA, Macías, D., Pérez-Pomares, JM 2005. A origem das células endoteliais: uma abordagem evo-devo para a transição invertebrado / vertebrado do sistema circulatório . Evolução e Desenvolvimento, 7, 351–358.
  13. Rogers, K. 2011. O sistema cardiovascular. Britannica Educational Publishing, Nova Iorque.
  14. Safar, ME, Frohlich, ED 2007. Aterosclerose, grandes artérias e risco cardiovascular. Karger, Basileia.
  15. Saksena, FB 2008. Atlas em cores de sinais locais e sistêmicos de doenças cardiovasculares. Blackwell, Malden.
  16. Schmidt-Rhaesa, A. 2007. A evolução dos sistemas orgânicos. Oxford, Oxford.
  17. Taylor, RB 2005. Doenças cardiovasculares de Taylor: um manual. Springer, Nova Iorque.
  18. Topol, EJ, et al. 2002. Livro de Medicina Cardiovascular. Lippincott Williams & Wilkins, Filadélfia.
  19. Whittemore, S., Cooley, DA 2004. O sistema circulatório. Chelsea House, Nova Iorque.
  20. Willerson, JT, Cohn, JN, Wellens, HJJ, Holmes, DR, Jr. 2007. Medicina cardiovascular. Springer, Londres

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