CIRCULAÇÃO

Em pequenos animais (razão superfície-volume), o transporte de substâncias no corpo ocorre por difusão.

Turbelário da família Pseudocerotidae

CIRCULAÇÃO ABERTAO sangue (hemolinfa) é bombeado pelo esvaziamento do coração por uma artéria até uma cavidade entre o endoderma ao ectoderma (hemocele). A hemolinfa não circula através de capilares, mas banha diretamente o tecido.

Molusco bivalve

A hemocele ocupa 30 a 40% do volume corporal. Baixa pressão. O sistema traqueal de insetos não tem contato com o sangue, o qual desempenha um papel insignificante no transporte de oxigênio.

Pediculus humanus

CIRCULAÇÃO FECHADA

Um órgão bombeador (coração, vaso dorsal);

Sistema arterial, reservatório de pressão que distribui o sangue;

Capilares, onde ocorre transferência de material (0

2, CO

2, nutrientes) entre sangue e tecidos.

Sistema venoso, reservatório de volume e sistema de retorno do sangue ao coração.

Exemplo:Sistema circulatório de mamíferos

Coração;

Artérias;

Capilares;

Veias.

Molusco cefalópode

Crustáceo malacóstraco

A BOMBA DE SANGUE

Megascolides australis

Corações são uma ou mais câmaras musculares conectadas em série e protegidas por válvulas.

No coração do bivalve Anodonta sp., a contração do ventrículo não somente ejeta sangue, mas também reduz a pressão na cavidade pericárdica não complacente, aumentando o enchimento atrial.

DiástoleSístole

Contido em um pericárdio não complacente. As contrações do ventrículo reduzem a pressão na cavidade pericárdica e auxiliam no enchimento atrial. Durante a sístole, a pressão aumenta no ventrículo e no cone e excede a da aorta ventral, abrindo as válvulas distais e ejetando o sangue até a aorta.

O CORAÇÃO DOS ELASMOBRÂNQUIOS

(TUBARÕES)

O CORAÇÃO DE UMA RÃ

Possui dois átrios e um ventrículo. O sangue desoxigenado deixa o ventrículo e entra na circulação pulmonar pelo arco pulmocutâneo. O sangue oxigenado flui pelo corpo através do arco sistêmico. No conus arteriosus, uma prega em espiral divide parcialmente os fluxos entre fluxo sistêmico (oxigenado) e pulmocutâneo (desoxigena-do).

O CORAÇÃO DA TARTARUGAO ventrículo é parcialmente divido por um septo muscular incompleto nas cavidades pulmonares e venosa. Um septo horizontal separa a cavidade venosa da cavidade arterial. O átrio direito contrai-se um pouco antes do átrio esquerdo e ejeta o sangue desoxigenado até acavidade pulmonar. A contração ventricular ejeta o sangue até a artéria pulmonar. O sangue oxigenado do lado esquerdo enche as cavidades venosa e arterial, e daí escoa até as artérias sistêmicas.

Durante a diástole, uma saliência muscular separa parcialmente a cavidade venosa da pulmonar. O sangue oxigenado oriundo da sístole precedente é lançado na cavidade pulmonar pelo sangue desoxigenado. A cavidade arterial é preenchida pelo sangue oxigenado.

O CORAÇÃO DO LAGARTO VARANIDES

Durante a sístole, a saliência muscular é pressionada firmemente contra a parede externa do coração, formando uma barreira de pressão. Uma mistura de sangue com e sem oxigênio é expelida da cavidade pulmonar para o arco pulmonar e a válvula atrioventricular se abre misturando o sangue desoxigenado da cavidade venosa com o oxigenado da cavidade arterial e ejetando-o para os arcos aórticos.

CORAÇÃO DE MAMÍFERO

Possui quatro câmaras:

Dois átrios que

recebem o sangue dos sistemas sistêmico e

pulmonar;

Dois ventrículos, que ejetam o sangue dos

sistemas.

Células dos nódulos sinoatrial e

atrioventricular: menores, fracamente

contráteis, auto-rítmicas, fracamente contráteis.

Grandes células miocárdicas: estão na

superfície interna da parece ventricular

contráteis;

MIOCÁRDIO: músculo cardíaco. Consiste em três tipos de fibras musculares.

Células miocárdias médias: fortemente

contráteis, constituem a maior parte do coração.

Marcapassos neurogênicos: são neurônios, mecanismo extrínseco (muitos invertebrados, a maioria dos artrópodes);

Marcapassos miogênicos: mecanismo intrínseco, células musculares invertebrados (moluscos e outros invertebrados).

Batimento cardíaco: contração (sístole) e relaxamento (diástole).

A contração de cada célula está associada a um potencial de ação (PA). A atividade elétrica é iniciada nas células pequenas do marcapasso, localizado no nódulo sinoatrial, e transmitida a todas células maiores por junções abertas e desmossomas na membrana, na região dos discos intercalados.

Potencial de ação cardíaco

A. Começa a onda de despolarização e a condutância do potássio diminui;

B. Polarização invertida;

C. Repolarização;

D. Soma vetorial da atividade resultante.

A transmissão do impulso é unidirecional e se dá em ondas concêntricas, do endocárdio para o epicárdio.

Nódulo sinoatrial

Nódulo atrioventricular

Feixe de His

Fibras de Purkinje

Miocárdio dos dois ventrículos

Fase de platô: tempo (vários milisegundos) no qual a membrana permanece despolarizada, produzindo uma contração prolongada.

Eletrocardiograma (ECG): registra o somatório de alterações que ocorre durante a despolarização e repolarização e a duração do platô.

P. Despolarização atrial;QRS. Despolarização ventricular;

T. Repolarização ventricular.

Débito cardíaco: volume de sangue bombeado pelo ventrículo por unidade de tempo.Volume sistólico: volume de sangue ejetado por unidade de tempo.Frequência cardíaca: número de batimentos por unidade de tempo.

A epinefrina (circulante) e a norepinefrina (liberada das fibras nervosas adrenérgicas que inervam o nódulo sinusal) possui três efeitos sobre a função cardíaca:1. aumento da frequência cardíaca (efeito cronotrópico positivo);2. aumento da força de contração do miocárdio (efeito inotrópico positivo);3. aumento da velocidade de condução da onda de excitação (efeito dromotrópico positivo).

O EFEITO DAS CATECOLAMINAS

O EFEITO DA ACETILCOLINA (ACh)

A acetilcolina, liberada pelas fibras parassimpáticas colinérgicas do nervo vago, lentifica o coração com o aumento do intervalo entre PAs do marcapasso (efeito cronotrópico negativo).

Lei de Laplace: a relação entre a tensão da parede e pressão em uma estrutura oca esférica está relacionada com o raio da curvatura da parede. De acordo com ela, um coração grande pode gerar o dobro de tensão em sua parede do que um coração com metade desse tamanho, contanto que apresente um quociente maior entre massa muscular e volume.

P = pressão transmural (diferença de pressão através da parede da esfera)y = tensão da paredeR = raio de curvatura da esfera

2y

RP =

O SISTEMA ARTERIALÉ composto por vasos grossos, elásticos e musculares.

FUNÇÕES

1. Atua como reservatório de pressão para forçar o sangue pelas arteríolas;

2. Amortece as pressões e fluxo gerados pelo coração para produzir um fluxo mais contínuo nos capilares;

3. Controla a distribuição de sangue às diferentes redes capilares através de uma vasoconstrição seletiva;

4. Conduzir o sangue do coração às artérias.

O amortecimento da pressão gerada pelo coração.

É determinada pelo volume de sangue contido no sistema arterial e pela natureza da parede arterial.

A PRESSÃO ARTERIAL

Grande artéria condutora e elástica.

Artéria muscular de tamanho médio.

Exemplo: a aorta ventral dos peixes, que envia o sangue para as brânquias, é mais elástica para que amorteça as pressões de fluxo do coração e uniformize o fluxo de sangue nas brânquias.

As arteríolas são revestidas por músculo liso que, na maioria das vezes, é inervado pelo sistema nervoso simpático. Algumas arteríolas, como as pulmonares, são inervadas pelo sistema nervoso parassimpático.

As arteríolas ramificam-se em metarteríolas, onde o músculo liso torna-se descontínuo e termina em um esfíncter pré-capilar. Em geral, a grossura da capa muscular e a elasticidade da parede do vaso diminuem com o aumento da distância do coração. Uma capa de colágeno limita a extensibilidade dos vasos sanguíneos.

O SISTEMA CAPILAR A maioria dos capilares possui 1 mm de extensão e 3 a 10

µm de diâmetro; Forma uma rede extensa de modo que uma célula não está

mais do que 3 ou 4 células de distância de um capilar; O sistema capilar possui volume potencial de por volta 14%

do volume sanguíneo total de um animal;

Suas paredes, completamente ausentes de tecido conjuntivo e músculo liso, são formadas por uma única camada de células endoteliais circundadas por uma membrana basal de colágeno e mucopolissacarídeos.

Células alongadas com capacidade de contrair-se (pericitos) são encontrados envolvendo os capilares.

Um leito microcirculatório

Os capilares são classificados quanto a sua permeabilidade:

Capilares contínuos (menos permeáveis); Capilares fenestrados (permeabilidade

intermediária); Capilares sinusoidais (mais permeáveis).

CAPILARES CONTÍNUOS: localizados no músculo, tecido nervoso, pulmões, tecido conjuntivo e glândulas exócrinas. A membrana basal é contínua. As células endoteliais contém um grande número de vesículas pinocitóticas e são separadas por fendas de até 4nm.

CAPILARES CONTÍNUOS: substâncias lipossolúveis difundem-se através da membrana celular. Água e outros íons difundem-se através das fendas cheias de água. Outras macromoléculas trafegam através das células endoteliais por meio das vesículas pinocitóticas.

CAPILARES FENESTRADOS: são encontrados em glomérulos renais, intestinos e glândulas endócrinas. São permeáveis a quase tudo exceto as grandes proteínas e hemácias. Membranas plasmáticas externa e interna perfuradas por poros. Sua membrana basal é completa.

CAPILARES SINUSOIDAIS: encontrados no fígado, medula óssea, baço, nódulos linfáticos e córtex adrenal. Possuem fendas paracelulares que se estendem através da membrana basal. O sangue que circula os capilares do figado tem a mesma composição que o plasma.

O SISTEMA VENOSO Atua como condutor do retorno do sangue dos capilares

ao coração; Atua como reservatório de sangue, devido ao grande

diâmetro e baixa pressão das veias; As veias são mais delgadas, contém menos músculo liso,

mais colágeno e menos fibras elásticas;

Veia Artéria

Cerca de 50% do volume total do sangue nos mamíferos está contido nas veias;

As veias possuem válvulas em formas de bolsa que permitem o fluxo somente em direção ao coração;

Veia média Vênula

O FLUXO DO SANGUE

O fluxo ocorre do lugar de pressão mais alta para o de pressão mais baixa;

A pressão diminui a medida que aumenta a distância do coração;

A pressão gerada durante a contração cardíaca dissipa-se na superação da resistência ao fluxo oferecida pelos vasos que é muito alta nas arteríolas.

Fluxo laminarFluxo sanguíneo alinhado e contínuo. O fluxo é zero próximo às paredes e máximo no centro ao longo do eixo do vaso. O fluxo laminar é caracterizado por um perfil de velocidade parabólica através do vaso.

Fluxo laminar contínuo: muito comum em vasos menores.

Fluxo laminar pulsátil: o sangue é primeiro acelerado e depois mais lento e as paredes dos vasos se expandem e se relaxam quando a pressão oscila com cada batimento cardíaco. É característico das grandes artérias.

Lei de Poiseuille

Descreve a relação entre pressão e fluxo laminar contínuo de um líquido em um tubo rígido. A velocidade do fluxo de um líquido (Q) é diretamente proporcional à diferença de pressão (P1 – P2) ao longo de um tubo e à quarta potência do raio do tubo (r) e é inversamente proporcional ao comprimento do tubo (L) e à viscosidade do líquido.

A viscosidade ( ) é a medida da resistência ao deslizamento das camadas adjacentes umas sobre as outras.

Lei de Poiseuille

Q =

(P1 – P

2) r4

8 L

Q = velocidade do fluxo

P1 – P2 = diferença de pressão ao longo do tubo

r = raio do tubo

L = comprimento do tubo

= viscosidade do líquido

A relação entre pressão e fluxo sanguíneo não é descrita com exatidão pela lei de Poiseuille, pois a pressão e fluxo sanguíneo arteriais são pulsáteis, as paredes dos vasos sanguíneos não são rígidas e o sangue é um líquido complexo constituído de plasma e células. O desvio desta relação é representado por α:

α = r√2πnfρ η

n = ordem do componente harmônicof = frequência da oscilaçãoρ = densidade

Quando α for 0,5 ou menos, a relação entre pressão e fluxo é descrita pela lei de Poiseuille.

O inverso do termo da lei de Poiseuille é a resistência ao fluxo, medida, na circulação periférica, em unidades de resistência periférica (PRU).

R =P1 - P2

Q

8Lηπr4

=

Em razão da ampla presença de hemácias, o sangue comporta-se com uma viscosidade quatro vezes maior do que a água. No entanto, nos vasos com menos de 0,3 mm de diâmetro, a viscosidade do sangue aproxima-se do plasma devido a um menor hematócrito.

A inspiração em mamíferos contribui para o retorno do sangue venoso ao coração, pois a expansão da caixa torácica reduz a pressão dentro do tórax succionando o sangue das veias da cabeça e da cavidade abdominal para o coração e para as grandes veias da cavidade torácica.

Alguns peixes possuem um coração na cauda que ajuda o sangue venoso retornar ao coração central.

BIBLIOGRAFIA

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RENEINE, I.F. Biofísica básica. Rio de Janeiro: Ed. Atheneu, 1984-2000.