Ciclo Cardíaco

Fernanda Meirelles Vieira, Caio Andrade Da Silva, Jéssica Francisco de Oliveira, Ismar Araujo de Moraes e Tania Gouvêa Thomaz

2021

 

Introdução

 

O​ coração pode ser considerado uma bomba que leva o sangue através de um sistema fechado de vasos de forma unidirecional. (REECE, 2016) Ele é composto por dois ventrículos que trabalham em um ciclo, primeiro relaxando e enchendo-se de sangue (diástole), e, então, contraindo-se e ejetando sangue (sístole). (KLEIN, 2014). 

De acordo com Silverthorn (2017), esse evento só é possível por causa da pressão gerada no coração que propele o sangue continuamente pelo sistema. 

Este circuito leva o sangue por uma rota específica e assegura a distribuição de gases, nutrientes, moléculas sinalizadoras e resíduos. (REECE, 2016) O sangue vai ser oxigenado através das trocas gasosas no pulmão e irá capturar também nutrientes no intestino. Esses componentes vão ser entregues para os tecidos pelo sangue ao mesmo tempo que remove produtos excretados pelas células como o CO2, por exemplo. (SILVERTHORN, 2017)

O fluxo unidirecional é assegurado por dois conjuntos de valvas cardíacas: as valvas atrioventriculares, localizadas entre os átrios e os ventrículos, e as válvulas semilunares localizadas entre os ventrículos e as artérias. Embora estes dois conjuntos de valvas sejam muito diferentes em termos estruturais, eles têm a mesma função: impedir o fluxo sanguíneo para trás. (REECE, 2016)

                 

Caminho do sangue pelo coração

Para fins didáticos explicaremos o caminho do sangue pelo coração começando pelo átrio direito, mas é preciso lembrar que todo esse processo acontece simultaneamente. 

O sangue rico em CO2 entra no átrio direito pelas veias cavas superior e inferior e segue passando pela valva tricúspide (atrioventricular) desembocando no ventrículo direito do coração. Depois o sangue passará pela valva pulmonar (semilunar) para as artérias pulmonares e seguidamente para os pulmões, onde é oxigenado. A partir dos pulmões, o sangue vai para o lado esquerdo do coração através das veias pulmonares. (SILVERTHORN, 2017)

É importante ressaltar que os vasos sanguíneos que vão do ventrículo direito para os pulmões e os que voltam para o átrio esquerdo são denominados circulação pulmonar. (REECE, 2016)

O sangue oxigenado que sai dos pulmões entra no átrio esquerdo e passa para o ventrículo esquerdo pela valva mitral (atrioventricular). O sangue é bombeado para fora do ventrículo esquerdo e entra na aorta, passando pela valva aórtica (semilunar). A aorta se ramifica até formar pequenos capilares. Após deixar os capilares, o sangue agora venoso flui pelas ramificações até se juntarem e formarem grandes veias. As veias da parte superior do corpo se juntam e formam a veia cava superior e as veias da parte inferior se juntam e formam a veia cava inferior. (SILVERTHORN, 2017)

É importante lembrar que os vasos sanguíneos que levam o sangue oxigenado do lado esquerdo do coração para o corpo e que traz o sangue rico em CO2 de volta para o lado direito do coração são denominados circulação sistêmica. (REECE, 2016)

 

Ciclo cardíaco

Antes de falar sobre o ciclo propriamente dito, precisamos relembrar a física. De acordo uma lei básica, os líquidos fluem por gradientes de pressão (ΔP) de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão. Por essa razão, de acordo com Reece (2016), o sangue pode fluir no sistema circulatório apenas de uma região onde está exercendo mais pressão para outra de menor pressão.

O coração gera uma alta pressão quando se contrai pois está ejetando sangue e por isso este consegue sair para os vasos sanguíneos que por sua vez, estão com menor pressão. A pressão encontrada nos vasos é determinada em função do grau de contração da musculatura lisa dos vasos constituindo o que é chamado de Resistência Vascular Periférica (RVP). À medida que o líquido se movimento nos vasos a pressão diminui, pois, está ficando longe do coração e encontra também atrito nos vasos. Quando o sangue chega nas veias cavas, sua pressão já é mínima. (SILVERTHORN, 2017)

Pensando sobre o fluxo sanguíneo durante o ciclo cardíaco, é importante lembrar que a contração aumenta a pressão, ao passo que o relaxamento a diminui. (REECE, 2016)

Levando em consideração que o que ocorre no lado direito também ocorre no esquerdo, dividimos as fases do ciclo cardíaco em cinco fases: diástole atrial e ventricular (1), sístole atrial (2), contração ventricular isovolumétrica (3), ejeção ventricular (4) e relaxamento ventricular isovolumétrico (5), como mostra a Figura 1. 

 

Imagine​ que os ventrículos acabaram de ejetar parte do sangue contido em seu interior até chegar no seu ponto máximo de pressão e iniciar o relaxamento. ​Começaremos​ o ciclo no instante em que os átrios e os ventrículos estão relaxados, ou seja, na diástole atrial e ventricular. De acordo com Silverthorn (2017), nesse​ momento, a​ pressão nas veias cavas e pulmonares contendo sangue está maior do que no átrio, fazendo com que o sangue passe para essa câmara.

Quando o ventrículo recebe uma grande quantidade de líquido, as valvas atrioventriculares se abrem, pois a pressão dentro do átrio aumenta sendo maior do que no ventrículo que se enche passivamente de cerca de 80 % do sangue (enchimento rápido). (SILVERTHORN, 2017)

Na segunda fase, ocorre a sístole atrial, em que há o enchimento ventricular ativo por contração da massa atrial para liberar os 20 % restantes de sangue (enchimento lento). (SILVERTHORN, 2017)

A terceira fase é a contração ventricular isovolumétrica. Quando o ventrículo se enche de sangue, este, empurra a porção inferior das valvas atrioventriculares e faz elas se fecharem, de modo que não haja refluxo para os átrios. As vibrações ocasionadas pelo fechamento das valvas atrioventriculares geram a primeira bulha cardíaca, o “tum” do “tum-tá”. (SILVERTHORN, 2017). A palavra isovolumétrica é usada pois a pressão contida nos ventrículos não é o suficiente ainda para vencer​ a pressão nas artérias aorta e pulmonar, ou seja, não é suficiente para abrir as valvas semilunares, sendo assim o volume de sangue permanece o mesmo dentro dessas câmaras. (KLEIN, 2014) ​                                         

Na​ quarta fase, ocorre a ejeção ventricular. Quando os ventrículos contraem, eles conseguem gerar pressão suficiente para abrir as válvulas semilunares (bicúspide e aórtica) e empurrar o sangue para as artérias. A pressão gerada pela contração ventricular torna-se a força que impulsiona o fluxo sanguíneo. O sangue com alta pressão é forçado pelas artérias de forma abrupta, caracterizando uma ejeção rápida, e depois o sangue de desloca com baixa pressão que as preenche, empurrando-o ainda mais adiante nos vasos, caracterizando a ejeção lenta. Durante essa fase, as valvas atrioventriculares permanecem fechadas e os átrios continuam se enchendo. (SILVERTHORN, 2017)​

 

 

No​ final da ejeção ventricular, os ventrículos voltam a relaxar, diminuindo a pressão dentro dessas câmaras. Uma vez que a pressão ventricular cai abaixo da pressão das artérias, o sangue começa a retornar para o coração. Esse evento força as valvas semilunares, forçando-as a fechar. As vibrações causadas pelo fechamento das válvulas semilunares geram a segunda bulha cardíaca, o “tá” do “tum-tá”. As valvas atrioventriculares permanecem fechadas devido à pressão ventricular que, embora em queda, ainda é maior que a pressão nos átrios. Essa fase é chamada de relaxamento ventricular isovolumétrico, porque o volume sanguíneo nos ventrículos continua exatamente o mesmo. (SILVERTHORN, 2017​)​

Segundo Reece (2016), o relaxamento do ventrículo faz a pressão ventricular cair até ficar menor que a pressão nos átrios. Dessa forma, as valvas mitral e tricúspide se abrem e o sangue que se acumulou nos átrios durante a contração ventricular flui rapidamente para os ventrículos, começando o ciclo cardíaco novamente.

 

 

Gráfico do Ciclo Cardíaco

De​ acordo com Reece (2016) e Silverthorn (2017), uma outra forma de entender melhor o ciclo cardíaco é através de um gráfico pressão-volume. A Figura 3 representa as mudanças no volume (eixo x) e na pressão (eixo y) que ocorrem durante um ciclo cardíaco dentro do ventrículo esquerdo.

Quando​ o ventrículo completa a sua contração, este contém uma quantidade mínima de sangue, que se manterá durante todo o ciclo. O ventrículo está relaxado e por isso a pressão no seu interior também está mínima e enquanto isso, o sangue está fluindo das veias pulmonares para o átrio, correspondendo ao Ponto​ A. (SILVERTHORN, 2017​)​

Assim​ que a pressão no átrio ultrapassa a pressão do ventrículo, a valva mitral é aberta. (REECE, 2016) Dessa forma, o sangue flui do átrio para o ventrículo, aumentando seu volume (do ponto A para o ponto A’). À​ medida que o sangue entra, o ventrículo que está relaxando se expande para acomodar o sangue que está entrando e, portanto, o volume do ventrículo aumenta. Porém a pressão do ventrículo aumenta muito pouco. (SILVERTHORN, 2017​)​

A contração da massa atrial (enchimento lento) corresponde ao intervalo entre o Ponto A’ e o Ponto​ B.​ Agora​ o ventrículo apresenta a quantidade máxima de sangue, aumentando um pouco a sua pressão e volume como mostra no gráfico. Como o enchimento máximo do ventrículo ocorre no final do relaxamento ventricular (diástole), este volume recebe o nome de volume diastólico final (VDF). 

Quando a contração ventricular inicia, a valva mitral se fecha (REECE, 2016). Com as valvas atrioventriculares e semilunares fechadas, o sangue fica retido no ventrículo que continua contraindo, fazendo a pressão aumentar rapidamente durante a contração ventricular isovolumétrica (Ponto B até o Ponto C). (SILVERTHORN, 2017 )​

De acordo com Silverthorn (2017), a valva aórtica se abre (Ponto C) e a pressão continua subindo enquanto o ventrículo se contrai ainda mais, porém o volume ventricular diminui conforme o sangue sai para a aorta (Ponto C até o ponto D). 

O volume sanguíneo deixado no ventrículo ao final da contração é chamado de volume sistólico final (VSF). O VSF (Ponto D) é a menor quantidade de sangue que o ventrículo contém durante um ciclo cardíaco. (SILVERTHORN, 2017​)​

Quando a pressão no ventrículo cai, ficando menor que a pressão na aorta, a valva semilunar se fecha. O restante do relaxamento ocorre sem alteração no volume sanguíneo e, portanto, essa fase é chamada de relaxamento isovolumétrico (Ponto D ao ponto A). (SILVERTHORN, 2017​)​

O ciclo recomeça quando a pressão do ventrículo cai a níveis inferiores aos da pressão atrial e a valva mitral se abre. (REECE, 2016)

 

Alguns Conceitos Importantes

O​ volume de sangue que permanece no ventrículo no final de uma contração é o Volume Sistólico Final, ou seja, a diferença entre o Volume Diastólico Final e o Volume Sistólico Final é o Volume Sistólico, já citados nesse artigo. (REECE, 2016)

Cada​ batimento cardíaco resulta na ejeção de um volume de sangue na artéria pulmonar e na aorta. O número de batimentos cardíacos por minuto é chamado de frequência cardíaca. Já o débito cardíaco (DC) é o volume total de sangue bombeado por cada ventrículo em 1 minuto. Logo, o DC equivale à​ frequência cardíaca multiplicada pelo volume ejetado (volume sistólico). 

 

DC= FC x VS

 

Logo, o DC pode ser aumentado se um desses componentes aumentarem ou se ambos aumentarem. (KLEIN, 2014)

O grau de estiramento do miocárdio antes do início da contração é chamado de pré-carga sobre o coração, pois esse estiramento representa a carga colocada sobre o músculo cardíaco antes que ele contraia. Já para ejetar sangue do ventrículo, o coração deve gerar força para o sangue chegar na aorta, empurrando-o ainda mais adiante. A carga combinada do sangue no ventrículo (VDF) e da resistência durante a contração ventricular é chamada de pós-carga, ou seja, é a dificuldade que os ventrículos encontram de ejetar sangue para circulação sistêmica. (SILVERTHORN, 2017​)​

 

 

Referências

KLEIN, B. G. O Coração Como uma Bomba. In: KLEIN, B. G. Cunnigham: tratado de fisiologia veterinária. 5ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. Não paginado. cap. 21  

REECE, W. O. Atividade Mecânica do Coração. In: REECE, W. O. Dukes: fisiologia dos animais domésticos. 13ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Não paginado. pt. 6, cap. 33.

SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Cardiovascular. In:__. Fisiologia humana: Uma abordagem integrada. 7ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Não paginado. un. 3. cap. 14.

GUYTON, Arthur C; HALL, John E. Tratado de Fisiologia Médica 13 ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Não Paginado.