I. Função Circulatória

1. I. Função Circulatória 1. Objetivos da movimentação de um líquido no corpo: a) vencer distâncias [animais grandes e/ou de alta Mr] b) Transporte de gases c) Transporte de outros solutos d) Transporte de calor e) Transmissão de força 2. Como o sangue se movimenta: princípios físicos básicos do movimento de fluidos em tubos; propriedades incomuns do sangue como fluido.

2. II.Princípios Gerais do Sistema Circulatório 1. Bombas: a)Princípio: capacidade de contração dos músculos b) Tipos: peristáltica – invertebrados câmara – com paredes contráteis (vertebrados) ou pressão externa (pernas do homem)-Fig 3.1 2. Canais: tubos elásticos (artérias, capilares, veias) sistema fechado vs sistema aberto [Tabela 3.1] - vertebrados - maioria dos artrópodes - cefalópodes - moluscos não cefalópodes - equinodermos - tunicados (arranjo incomum- bidirecional, sem válvulas)

3. Três Tipos de Bombas r

4. Tabela 3.1Características dos Sistemas Circulatórios

5. Animais sem sistema circulatório • Certos animais como a planária não apresentam sistema circulatório. • Os nutrientes, gases e excretas são transportados por difusão, célula a célula. • É eficiente apenas para animais de dimensões reduzidas, com elevada relação S/V (Superfície/Volume). • Isso é comum em poríferos, cnidários, platelmintos e nematelmintos

6. Planaria Classe: Turbellaria Filo: Platelmintos

7. Poríferos SISTEMA DIGESTÓRIO: Não existe. Se alimentam de partículas alimentares suspensas na água através do batimento flagelado das células denominadas coanócitos, que criam uma corrente de água, trazendo nutrientes e gases.SISTEMA CIRCULATÓRIO: Não existe.

8. Cnidários • devido ao seu reduzido grau de diferenciação celular e • reduzido número de camadas celulares, todas as células estão muito próximas da cavidade gastrovascular.

9. Sistema circulatório Fechado • o sangue nunca sai da rede de vasos sanguíneos composta por veias, artérias e capilares. • vertebrados (peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos). Exceção: ciclostomados (peixe-bruxa e lampreia) • anelídeos e cefalópodes

10. Ligação com o sistema linfático • A PS no sistema fechado força água, sais e outras • substâncias dissolvidas para fora dos capilares. • Para evitar acúmulo de fluido no tecido • (e perda de volume sanguíneo) o sistema linfático • capta excesso de fluido IT, devolvendo para o sistema circulatório (no homem, ~3L/dia).

11. Padrões de circulação dos vertebrados • Os sistemas das várias classes de vertebrados • mostram vários estágios evolutivos, sendo que o do peixe é o mais simples, e o dos mamíferos e aves são os mais complexos. 1.Ciclóstomos 4. Anfíbios 2.Peixes 5. Répteis 3.Peixes pulmonados 6. Aves e mamíferos

12. Ciclostomados - lampréias

13. Ciclostomados - feiticeira

14. Peixes • No peixe, o sistema circulatório é simples • o sangue sai do coração, circula pelas brânquias (onde o sangue é oxigenado), pelos capilares do corpo, voltando para o coração no final do ciclo. • Portanto, o coração do peixe é uma única bomba (composta de duas câmaras).

15. Sistema circulatório Simples

16. Sistema Circulatório Duplo

17. Anfíbios e Répteis • Nos anfíbios e répteis, há sistema circulatório duplo, • o que quer dizer que há dois ciclos pelo qual o sangue • passa, um no qual o sangue é oxigenado e outro • no qual ele é distribuído pelo corpo. • No entanto, nem sempre o coração é totalmente • separado em duas bombas. • Os anfíbios possuem um coração com três câmaras.

18. Aves e Mamíferos • Apresentam sistema fechado duplo • O coração é claramente separado em duas bombas • coração com quatro câmaras.

20. Pressão Sanguínea • A pressão sanguínea é mantida, mesmo quando o coração está em diástole, devido á resistência oferecida ao fluxo sanguíneo pela parede elástica das arteríolas, que faz aumentar a pressão nos vasos imediatamente anteriores, as artérias, pois o sangue entra mais rapidamente nestes vasos do que pode ser escoado. 

21. Pressão Sanguínea • A pressão que o sangue exerce sobre as paredes dos vasos – pressão sanguínea – é máxima nas artérias, atingindo valores quase nulos nas veias cavas.  • Na aorta verifica-se um valor máximo de pressão (120 mmHg), correspondente á sístole ventricular, e um valor mínimo (80 mmHg), correspondente á diástole ventricular.

22. Circulação dos Invertebrados • Anelídeos • Equinodermos • Artrópodes: - Insetos • - Aracnídeos. • - Crustáceos • Moluscos

23. Anelídeos • Sistema circulatório fechado. • Há dois vasos principais: dorsal e ventral ligados entre si. • Cinco pares de corações. • Sangue com pigmentos respiratórios, principalmente hemoglobina

24. II. Princípios Gerais (cont.) • 2. Capacidade do sistema de bombeamento vs suprimento adequado de oxigênio: • Qt de O2 = vol. sangue x teor de O2 [Fig 3.2- uma alta capacidade carreadora de O2 implica em baixo volume de sangue a ser bombeado] • Sem pigmento respiratório: somente O2dissolvido [0,5 a 1ml de O2/100 ml sangue]  bombear 100-200ml de sangue a fim de liberar 1ml de O2 • Com pigmento respiratório: 20ml O2/100 ml de sangue [mamíferos]  1ml O2 em 5ml de sangue  a necessidade de bombeamento é 20 ou 40 X menor.

25. Figura 3.2 Capacidade Carreadora de O2

26. III. Circulação dos Vertebrados • Compartimentos de água do corpo: • 2/3 do corpo dos vertebrados = água • Varia com o teor de gordura (10% água) • 3 compartimentos (Fig.3.3) [IC = 45%;IT = 20 % e plasma = 5 %] • Como medir esses volumes? Técnica da diluição do indicador: • AT = EC + IC = plasma + IT + IC •    • 3H2Oinulina azul de Evans • EC = plasma + IT  IT = EC – plasma • IC = AT – EC • e) Tabela 3.2 – compartimentos de fluidos dos vertebrados • f) Vol sangue = 5-10% Mb [peixes=2-3%Mb(?); elasmo e ciclóst= 6-10%Mb; anfíb., répteis, aves e mamíf.= 5-10%]

27. Distribuição de água no corpo dos vertebrados r

28. Tabela 3.2 Compartimentos de fluidos corporais em Vertebrados

29. IV. Coração e Débito cardíaco • Como o entrega mais O2 qdo há  demanda de O2? • a) capacidade carreadora é a mesma em animais grandes e pequenos. • b) Seria Mh maior? [Fig3.9] • c) Seria Vs maior? • d) Seria fh maior? • e) mamíferos grandes e pequenos apresentam a mesma relação • Mh = 0,0059Mb0,98 • f) Aves- Mh = 0,0082 Mb0,91- aves maiores tendem a ter Mh ligeiramente menores do que aves menores. • g) répteis- Mh = 0,5% Mb [apenas ligeiramente menores que o dos mamíferos, mesmo com grande diferença de Mr] • h) Anfíbios Mh = 0,46% Mb • Peixes Mh = 0,2% Mb • j) Conclusão: as grandes diferenças de Mr não são refletidas na Mh

30. Relação do tamanho do coração com o tamanho corporal dos Mamíferos r

31. V. Freqüência Cardíaca e Débito Cardíaco • A fh é inversamente proporcional à Mb fh = 241. Mb-0,25 → log fh = log 241 – 0,25 logMb • Inclinação negativa ↑Mb ↓fh • Inclinação = 0,25 → mesma inclinação da reta de regressão entre Mb e taxa metabólica específica → o aumento na fh nos mamíferos menores aumenta em proporção com a necessidade de O2. 2)Débito cardíaco (Qh) a)Definição: vol de sangue ejetado/tempo b) Como determinar(Princípio de Fick e TDI) VO2 = Qh (CaO2 – CvO2) c) Como podemos aumentar o Qh Qh = fh x Vh

32. Tabela 3.3. Aumento do Qh durante exercício do pombo e da truta

33. Tabela 3.4 Distribuição do fluxo de sangue em um homem de 70kg em repouso (p e resistência) Sinais dos tecidos↑P↑diam↓resist. ↑fluxo

34. VI. Regulação da Fh • Ritmicidade do : capacidade inerente de se contrair sem estímulo externo. Evidências: a) continua a bater fora do corpo; b) O  do embrião das aves começa a bater antes de qsqr nervos o atingir; c) em cultura in vitro de células cardíacas o  bate sem estímulo externo. 2)Localização do marca-passo nos mamíferos: nódulo SA no AD  AE  retardo  ventrículos [fatores: SNS e SNP] 3) Controle da Fh: a) impulsos nervosos (ramo do nervo vago-PS)  (-)Fh nervo acelerador (libera adrenalina)  (+) Fh b) influências hormonais (NA)  Glândula suprarrenais  liberam NA  (+) Fh

35. VII. Controle do Vh 1) NA aumenta a força do   maior volume de sangue em cada sístole. 2) ↑quantidade de sangue nos ventrículos no início de cada contração  o  se contrai com mais força e estiver mais distendido no início da contração  ↑ Vh – Lei de Starling – O Qh está sob o controle de 3 sistemas: sistema nervoso, sistema endócrino e o sistema da autorregulação (retorno venoso)

36. VIII. Os Vasos sangüíneos 1) Tubos com paredes elásticas com uma camada de músculo liso que os permite mudar de diâmetro. 2) Artérias: paredes relativamene espessas, fortes camadas de fibras elásticas e músculo liso. 3) Veias: paredes mais finas, fibras elásticas e músculo liso 4) Capilares: uma única camada de células

37. IX.O Sistema Capilar • Grande número de capilares(e.g. 1 Bi no mesentério do cão)- 1mm2de músculo de cobaia em repouso possui 100 capilares abertos, no exercício > 3000. • Mamíferos de ↓Mb possuem maior densidade capilar • Qdo a PS dos capilares > PC das proteínas (mamíferos > do que a dos outros vertebrados) saída dos fluidos para o IT • Qdo PS < PC proteínas  entrada de fluidos nos capilares • APS dos capilares é bem variável- PSart > PSveias < PC das proteínas fluido sai para fora do lado arterial e reentra no lado venoso • Normalmente a saída de fluidos > entrada  excesso de fluidos fica na linfa  ductos linfáticos maiores  veias grandes

38. Tabela 3.5 Geometria dos vasos sangüíneos no mesentério do cão (↓diâm, ↑número, ↑área)

39. Figura 3.11 Distribuição do Volume Sanguíneo, pressão e velocidade (humanos) * Permite a difusão de gases e solutos para os tecidos

41. X. Circulação durante o exercício Aumento da demanda de O2 1) Aumento do Qh (↑Fh e ↑Vh) 2)Aumento da extração de O2(vant.:↓ sobrecarga no) 3) Re-distribuição do sangue (Fig. 3.19)-

42. A Física do fluxo em tubos.Peculiaridades do sangue como fluido Fluxo laminar (regular, única direção) versus fluxo turbulento (irregular e em várias direções). Passa de laminar p/ turbulento acima de uma veloc. Crítica. Descrição de um fluxo estável- Teorema de Bernouille: Energia total do fluido =E= (pv) +( mgh) + (½mu2) E/vol = E’= p + gh + ½  u2(= densidade) Tubo horizontal sem friçção (nenhuma variação em gh) E’cte,p +½  u2 = E’- gh = k (Se ↓u, então ↑p) Tubo horizontal, com fricção, diam constanteu cte (Fig.3.12, ↑resist ↓p- perda de E devido à fricção) Tubo horizontal, c/ fricção, diam variávelu muda (Fig.3.13): fluido se move de um ponto c/ >E p/ um ponto de < E.

43. Fluxo em tubo horizontal, c/ fricção e diâmetro constante r

44. Fluxo em tubo horizontal, c/ fricção e diâmetro variável

45. Determinação da PA humana r

46. Fluido em tubo na forma de U • Fig.3.14- fluido permanece em repouso. Na base do tubo a p é > do que nos braços do tubo [↓h ↓ gh  ↑p ] • Como esses princípios podem ser aplicados? • Efeito da gravidade-Fig.3.15 e 3.16- p venosa no pé> p cabeça-retorno do sangue para a cabeça. • Girafa- requer maior p no coração (260mHg)-2x a do homemsistema arterial excepcionalmente espesso + válvulas nas veias do pescoço. • Cobra- situação oposta- PS bem menor do que a dos mamíferos (cobras que normalmente sobem em árvores possuem PS↑.

47. Figura 3.14-Fluido em tubo U r • O fluido permanece em repouso. Na base a p é maior do que nos braços devido ao efeito da gravidade sobre o fluido, porém o conteúdo de E/vol é o mesmo em todo o tubo (↑gh  p↓).

48. Pressão Sangüínea em diferentes posições do homem

49. Pressão Sangüínea da girafa

50. Com a cabeça estando numa posição tão • alta, o coração enorme da girafa deve ser • capaz de distribuir em quantidade suficiente • o sangue oxigenado por 3 metros acima até • o cérebro. • Isso seria um problema (PA muito alta) • quando estivesse com a cabeça abaixada bebendo água, não fosse por um aparato único de paredes arteriais reforçadas, válvulas anti-acúmulo e de desvio, uma rede de pequenos vasos sanguíneos (a rete mirabile, ou “maravilhosa rede”) e sinais sensíveis à pressão, que mantém o fluxo de sangue adequado para o cérebro na pressão correta.