Fisiologia Cardiovascular e Muscular: Perguntas e Respostas

1. Sítios da Troponina C e Contração Muscular

Na troponina C, existem 4 sítios que ligam substâncias importantes para o processo de contração muscular estriada. Diga como estão ocupados estes sítios durante a contração e o relaxamento muscular, especificando e identificando as substâncias que ocupam estes sítios, nestas respectivas situações.

Resposta: A contração muscular ocorre com a saída de um impulso elétrico do sistema nervoso central, que é conduzido ao músculo através de um nervo. Esse estímulo elétrico desencadeia o potencial de ação, que resulta na entrada de cálcio (necessário à contração) dentro da célula e na saída de potássio da mesma. Em termos científicos, as etapas são:

• Despolarização do sarcolema;
• Estimulação do retículo sarcoplasmático;
• Ação do cálcio e de ATP, provocando o deslizamento da actina sobre a miosina (que é a contração muscular).

2. Contração Muscular: Músculo Cardíaco vs. Esquelético

Descreva o processo de contração muscular desde a liberação de cálcio até a formação do complexo acto-miosina, diferenciando-a no músculo cardíaco e no esquelético.

Resposta:

Músculo Estriado Esquelético

O tecido muscular estriado ou esquelético é formado por fibras musculares cilíndricas, finas e que podem medir vários centímetros de comprimento. Os músculos esqueléticos possuem uma coloração mais avermelhada. São também chamados de músculos estriados, já que apresentam estriações em suas fibras (fibrocélulas estriadas). São os responsáveis pelos movimentos voluntários; estes músculos se inserem sobre os ossos e sobre as cartilagens e contribuem, com a pele e o esqueleto, para formar o invólucro exterior do corpo.

Músculo Estriado Cardíaco

Histologicamente, o músculo estriado cardíaco tem características de músculo esquelético, mas funcionalmente, tem características de músculo liso. Assim como o tecido muscular esquelético, apresenta fibrocélulas bastante compridas. É também chamado de miocárdio e constitui a parede do coração. Apesar de ser estriado, possui movimentos involuntários. Este músculo se contrai e relaxa sem parar. Entretanto, suas células são mononucleadas ou binucleadas, com núcleos localizados mais centralmente. Também possui discos intercalares, que são linhas de junção entre uma célula e outra e que aparecem mais coradas que as estrias transversais. No tecido cardíaco, as fibras de Purkinje têm bastante importância, sendo células responsáveis pela distribuição do impulso elétrico que gera a contração muscular às diversas fibrocélulas cardíacas.

3. Caminho do Sangue no Ciclo Cardíaco

Descreva, sequencialmente, todo o caminho percorrido pelo sangue a partir do VD até os tecidos e o de retorno deste sangue até sua origem, durante o ciclo cardíaco.

Resposta: Nos tecidos, o sangue libera gás oxigênio e absorve gás carbônico. O sangue não oxigenado e rico em gás carbônico é transportado por veias diversas, que acabam desembocando na veia cava superior e na veia cava inferior. Essas veias levam, então, o sangue não oxigenado até o átrio direito. Deste, o sangue não oxigenado passa para o ventrículo direito e daí é transportado até os pulmões pelas artérias pulmonares.

Nos pulmões, o sangue libera o gás carbônico e absorve o gás oxigênio captado do ambiente pelo sistema respiratório. Esse fenômeno, em que o sangue é oxigenado, chama-se hematose. Então, o sangue oxigenado retorna ao átrio esquerdo do coração, transportado pelas veias pulmonares. Do átrio esquerdo, o sangue oxigenado passa para o ventrículo esquerdo e daí é impulsionado para o interior da aorta, reiniciando o circuito.

Num circuito completo pelo corpo, o sangue passa duas vezes pelo coração humano.

Grande Circulação (Circulação Sistêmica)

Também chamada de circulação sistêmica, compreende o trajeto do sangue desde o ventrículo esquerdo até o átrio direito. Nessa circulação, o sangue oxigenado fornece gás oxigênio aos diversos tecidos do corpo, além de trazer ao coração o sangue não oxigenado dos tecidos.

É importante notar que, pelo lado direito do nosso coração, só passa sangue não oxigenado e, pelo lado esquerdo, só passa sangue oxigenado. Não ocorre, portanto, mistura de sangue oxigenado com o não oxigenado.

4. Substâncias Essenciais na Contração e Relaxamento Muscular Esquelético

Diga quais as substâncias importantes para a contração e o relaxamento muscular esquelético, explicando os mecanismos que tornam tais substâncias imprescindíveis para os respectivos processos.

Resposta: O sarcolema, que é a membrana celular do músculo, e o sarcoplasma, uma substância semelhante a gelatina que compõe o citoplasma muscular, são importantes. O retículo sarcoplasmático, por sua vez, é especializado no armazenamento de íons cálcio. Quando libera esse cálcio para o citoplasma, dá-se a contração muscular (deslizamento da actina sobre a miosina). O retículo sarcoplasmático encontra-se disposto em formato de redes a circundar um grupo de miofilamentos.

5. Mecanismos de Transporte Através da Membrana Celular

Descreva todos os mecanismos de transporte através da membrana celular e identifique as diferenças existentes entre os mesmos.

Resposta:

• Transporte Ativo e Difusão Facilitada: Exigem gasto energético (ATP) e transporte contra um gradiente de concentração.
• Difusão Simples: Dependem de suas vias.
• Osmose: Movimento efetivo da água ocasionado por uma diferença de concentração.

6. Importância das Válvulas Cardíacas no Fluxo Sanguíneo

Durante o ciclo cardíaco, as pressões intraventriculares e das artérias pulmonar e aórtica determinam a direção do fluxo sanguíneo. Explique como as válvulas cardíacas são importantes nesse processo.

Resposta: As válvulas cardíacas são importantes porque elas permitem o fluxo de sangue em um único sentido, não permitindo que este retorne, fechando-se quando o gradiente pressórico se inverte. O que regula a abertura e o fechamento das valvas são as pressões dentro das câmaras cardíacas.

7. Potencial de Membrana vs. Potencial de Ação

Diferencie potencial de membrana de potencial de ação e explique quais as causas para o estabelecimento dos respectivos potenciais.

Resposta:

Potencial de Membrana

O potencial de membrana (ou potencial transmembrana, ou diferença de potencial transmembrana, ou gradiente de potencial transmembrana) é a diferença de voltagem elétrica através da membrana plasmática de uma célula. A membrana plasmática envolve a célula, proporcionando um meio ambiente estável para os processos biológicos. Os potenciais de membrana são causados pela ação dos transportadores de íons embebidos na membrana, que mantêm concentrações iônicas viáveis dentro da célula. O termo "potencial de membrana" é às vezes usado de forma similar a potencial de célula, mas na verdade é aplicável a qualquer bicamada lipídica ou membrana.

O potencial de membrana da maioria das células permanece relativamente estável. Diferente da maioria das células, os neurônios são especializados para usar mudanças no potencial de membrana para comunicação rápida, principalmente com outros neurônios. Quando um neurônio "dispara", o potencial de ação viaja ao longo do axônio até as sinapses: a magnitude do potencial de membrana axonal varia dinamicamente ao longo de seu comprimento. Atingindo uma sinapse química, um neurotransmissor é liberado, causando uma mudança localizada no potencial de membrana do neurônio-alvo, através da abertura de canais iônicos em sua membrana.

Potencial de Ação

A representação gráfica do potencial de ação é uma "espícula" de descarga elétrica que viaja ao longo da membrana de uma célula. Potenciais de ação são uma característica essencial à vida animal, levando rapidamente informação entre e através dos tecidos. Também podem ocorrer em algumas plantas. Potenciais de ação podem ser criados por muitos tipos de células, mas são mais frequentes no sistema nervoso para comunicação entre neurônios e transmissão de informação dos neurônios para outros tecidos corpóreos como músculos e glândulas.

Potenciais de ação não são iguais em todos os tipos de células e podem variar suas propriedades em regiões diferentes da mesma célula. Por exemplo, potenciais de ação cardíacos são significativamente diferentes dos potenciais de ação na maioria dos neurônios.

8. Fases Isovolumétricas do Ciclo Cardíaco

Diferencie fase de contração isovolumétrica de fase de relaxamento isovolumétrico, especificando as dinâmicas das válvulas cardíacas nestas duas fases da função dos ventrículos como bomba.

Resposta:

• Contração Isovolumétrica: Caracteriza-se pela contração ventricular e pelo fechamento das válvulas atrioventriculares (AV).
• Fase de Relaxamento Isovolumétrico: Ocorre no final da sístole e durante o relaxamento ventricular, com o fechamento das válvulas semilunares.

9. Débito Cardíaco, Retorno Venoso e Pré-Carga Ventricular

Diga qual a relação entre débito cardíaco, retorno venoso e pré-carga ventricular, nas alterações da pré-carga do ventrículo esquerdo.

Resposta:

Débito Cardíaco (DC)

Durante o exercício, o débito cardíaco aumenta devido ao aumento da frequência cardíaca (FC) e do volume sistólico (VS). O treinamento diminui a FC e aumenta o VS, portanto, o débito não aumenta para as mesmas cargas de trabalho. Ocorre uma maior eficiência mecânica com uma menor frequência cardíaca: diminuição do mVO₂ (consumo de oxigênio miocárdico). Um coração que tem um menor VO₂ necessita de um menor volume de O₂, o que seria um benefício num quadro de isquemia (diminuição da irrigação tecidual e fornecimento de O₂).

Retorno Venoso

Pelas artérias, o sangue flui sob elevada pressão, resultado da contração do coração. Por sua vez, o fluxo de sangue pelas veias ocorre sob pressão baixa. Isso representa um problema, pois o retorno do sangue ao coração muitas vezes acontece contra a gravidade. A volta do sangue da periferia do corpo até o coração é chamada Retorno Venoso.

O retorno venoso só é possível em função de dois fatores:

• A presença de válvulas no interior das veias, que impedem o refluxo do sangue.
• A contração dos músculos das pernas, que comprimem as veias e auxiliam a subida do sangue, comportando-se como um "coração periférico".

Pré-Carga

É o estiramento ao qual o coração é submetido antes de começar a se contrair.

10. Despolarização do Nó SA e Função do Nó AV

Diga qual o mecanismo fisiológico responsável pela despolarização do Nó Sinoatrial (SA) no processo de excitação cardíaca e a função do Nó Atrioventricular (AV) durante a condução dos impulsos cardíacos?

Resposta:

Nó Sinoatrial (SA)

Localiza-se na parede anteroposterior do átrio direito, entre a veia cava superior e o átrio direito, gerando o potencial de ação para os átrios e, assim, controlando a frequência cardíaca.

Nó Atrioventricular (AV)

Localiza-se na parede septal do átrio direito, fazendo conexões com as fibras internodais e o feixe de Hiss. Assim, retarda a transmissão dos impulsos dos átrios para os ventrículos.

11. Barorreceptores e Regulação da Pressão Arterial

Diga o que são barorreceptores e explique como estes funcionam, em conjunto com o sistema nervoso simpático e o tônus vasomotor, na regulação da pressão arterial, quando a mesma está aumentada e diminuída.

Resposta: São mecanorreceptores relacionados à regulação da pressão arterial momento a momento. Estão localizados principalmente no seio carotídeo e no arco da aorta, detectando variações bruscas da pressão arterial e transmitindo essa informação ao sistema nervoso central. Essa informação gera respostas do sistema nervoso autônomo, modulando o funcionamento da circulação sanguínea.

Funcionam com o aumento na descarga no nó SA, aumentando a velocidade de condução e excitabilidade e a força de contração atrial e ventricular.

12. Relação entre Débito Cardíaco, Volume Sistólico e Frequência Cardíaca na Pressão Arterial

Explique as relações existentes entre o Débito Cardíaco (DC) e, consequentemente, o Volume Sistólico (VS) e a Frequência Cardíaca (FC) na alteração da pressão arterial; e diga como estes fatores podem aumentar ou diminuir a PA, citando os seguintes parâmetros: Resistência Vascular (RV), distensibilidade das artérias e Resistência Vascular Periférica (RVP).

Resposta:

Débito Cardíaco (DC)

É a quantidade de sangue bombeado pelo coração por minuto. Pode ser medido à beira do leito através do método de termodiluição do cateter de artéria pulmonar. Seu valor nos ajuda a avaliar o desempenho cardíaco.

Volume Sistólico (VS)

É a quantidade de sangue que será bombeado pelo coração em uma contração. É uma parte da equação do débito cardíaco.

Frequência Cardíaca (FC)

A frequência cardíaca é uma das variáveis mais fáceis de ser obtida para a avaliação do estado hemodinâmico. É um componente do débito cardíaco; é um determinante importante do tempo de enchimento diastólico e do volume diastólico final. A frequência cardíaca pode ser palpada ou obtida pelo monitor de ECG.