Fisiologia do Sistema Circulatório

Homeostase

As condições no ambiente externo de um organismo podem mudar rápida e drasticamente. Para sobreviver, os organismos devem manter um ambiente interno bastante constante, o que envolve a regulação contínua da temperatura, pH e outros fatores. Esse estado equilibrado é conhecido como homeostase, que descreve os processos pelos quais os organismos mantêm suas condições internas ideais. Para manter a homeostase, os organismos desenvolveram estruturas com funções distintas. A fisiologia é o estudo das funções e mecanismos normais dos diferentes sistemas do corpo. Por exemplo, se o ambiente externo ficar mais quente do que a temperatura interna ideal, o organismo ativará processos fisiológicos que impedirão o corpo de aquecer até a temperatura externa. Os humanos e muitos outros animais atingem a homeostase por meio de processos fisiológicos distintos em células especializadas.

Sistemas de órgãos em humanos

Um ou mais tipos de células com funções de suporte formam tecidos, que por sua vez compõem órgãos com funções corporais especializadas. Os sistemas de órgãos consistem em dois ou mais órgãos que trabalham juntos para fornecer uma função comum. O sistema fisiológico dos vertebrados compreende 11 sistemas de órgãos principais. Embora todos os sistemas de órgãos estejam interconectados, eles funcionam de forma independente uns dos outros.

O corpo é coberto pelo sistema tegumentar, que consiste em pele, cabelo, unhas, receptores sensoriais e várias glândulas. Além de proteger as estruturas internas, os órgãos tegumentares detectam muitas características do ambiente externo e ajudam a regular a temperatura corporal. Internamente, os órgãos são protegidos e sustentados pelo sistema esquelético, que compreende ossos, cartilagens, tendões e ligamentos. O sistema esquelético também fornece fixação para os músculos que compõem o sistema muscular. Os músculos podem mover o corpo movendo o esqueleto ou contrair para mover substâncias através de órgãos ocos. O sistema nervoso consiste no cérebro, medula espinhal e nervos periféricos. Ele interpreta estímulos sensoriais e direciona o comportamento do organismo para controlar os processos fisiológicos em conjunto com outros sistemas. O sistema endócrino é composto de glândulas e órgãos secretores de hormônios, incluindo hipófise, tireoide, pâncreas, ovários e testículos. Regula o crescimento, o metabolismo e a reprodução em conjunto com outros sistemas. O sistema respiratório controla as trocas gasosas para fornecer oxigênio ao corpo, pois remove o dióxido de carbono dos pulmões após a passagem de ar pela cavidade nasal, faringe, laringe, traqueia e brônquios. O sistema digestivo processa e decompõe os alimentos que são ingeridos pela cavidade oral e pelo esôfago e, em seguida, movidos pelo estômago, intestinos delgado e grosso antes da excreção pelo reto e ânus. Os nutrientes são absorvidos nos intestinos delgado e grosso e depois processados pelo fígado. O sistema urinário concentra e elimina os resíduos nitrogenados através do rim, bexiga e uretra. Também livra o corpo do excesso de água. O sistema cardiovascular ou circulatório consiste no coração, vasos sanguíneos e sangue, e fornece oxigênio e nutrientes aos tecidos, enquanto remove dióxido de carbono e resíduos por todo o corpo. O sistema linfático mantém a resposta imune do corpo por meio de glóbulos brancos ou linfócitos (alojados na medula óssea vermelha), timo, vasos linfáticos, ducto torácico, baço e gânglios linfáticos. Finalmente, o sistema reprodutivo prepara as células reprodutivas dos organismos. Nos homens, os testículos e o pênis compreendem o sistema reprodutivo, enquanto nas mulheres o útero, os ovários e a vagina compreendem o sistema reprodutivo.

Fisiologia do Sistema Circulatório

A fisiologia de organismos unicelulares e animais multicelulares basais, como esponjas, costuma ser simples. Por exemplo, o tamanho pequeno e a grande proporção superfície/volume dos microrganismos permitem que eles atinjam a regulação por difusão através da membrana celular. Da mesma forma, a água do mar circula pelos poros das esponjas, transportando nutrientes e resíduos de e para suas células. Animais mais complexos desenvolveram sistemas circulatórios para mover o sangue por todo o corpo para transportar nutrientes, resíduos, hormônios e outras moléculas, enquanto os sistemas respiratórios permitem a troca gasosa entre o sistema circulatório e o ambiente externo.

O sistema circulatório em animais pode ser aberto ou fechado. Os sistemas circulatórios abertos estão tipicamente presentes em muitos invertebrados e consistem em um ou mais corações simples, uma rede de vasos e espaços interconectados que banham diretamente os órgãos internos em um fluido que permite a troca de materiais. Os vertebrados têm sistemas circulatórios fechados, nos quais o sangue é confinado dentro de um sistema de vasos fechados que se ramifica extensivamente nos tecidos para garantir a troca de material. Este sistema de vasos fechados está conectado a um coração com veias que transportam sangue dos tecidos para o coração e artérias que transportam sangue do coração para o resto do corpo. Corações de quatro câmaras, como em humanos, estão associados a duas alças de vasos. Em humanos, o sangue pobre em oxigênio dos órgãos entra no coração através do átrio direito, que se contrai para empurrar o sangue para o ventrículo direito, que por sua vez envia sangue para os pulmões. Após a troca gasosa nos pulmões, o sangue rico em oxigênio retorna ao átrio esquerdo e é posteriormente empurrado para o ventrículo esquerdo. Esta câmara final é mais musculosa que as outras e com uma forte contração, é capaz de bombear o sangue para o resto do corpo.

Os sistemas circulatórios fechados permitem a rápida circulação do sangue, o que, por sua vez, permite o transporte rápido e eficiente de substâncias por todo o corpo, bem como uma pressão arterial mais alta do que nos sistemas abertos. A pressão arterial é gerada pela contração dos ventrículos cardíacos à medida que o sangue é forçado a entrar nas artérias. À medida que os ventrículos do coração relaxam, a pressão arterial diminui.

Tensão arterial

Em humanos, o funcionamento do sistema circulatório pode ser avaliado medindo a pressão arterial e a frequência cardíaca correspondente em um indivíduo. A pressão arterial é medida em milímetros de mercúrio (mmHg), que é a altura em milímetros para a qual o mercúrio em uma coluna é elevado devido à pressão exercida sobre ele. A frequência cardíaca é medida em batimentos por minuto. Por causa dos movimentos de contração e relaxamento do coração, as leituras da pressão arterial consistem em dois números - sistólica e diastólica. A pressão sistólica é medida durante as contrações dos ventrículos e a pressão diastólica é a pressão mínima nas artérias durante o repouso entre as contrações. Geralmente, pressões sistólicas de 90-120 mmHg e pressões diastólicas de 60-80 mmHg são consideradas saudáveis. Quando se trata de frequência cardíaca, 60-100 batimentos por minuto é considerado saudável para adultos. Os atletas geralmente têm frequências cardíacas mais baixas, pois os exercícios cardiovasculares elevam a frequência cardíaca e condicionam o coração a bombear com mais eficiência, o que eventualmente reduz a frequência cardíaca em repouso.

Níveis elevados de pressão arterial por longos períodos ou hipertensão podem danificar os vasos sanguíneos e têm sido associados a ataques cardíacos e derrames. Os pesquisadores descobriram que os efeitos cardiovasculares da pressão sistólica e diastólica são diferentes, de modo que as taxas de eventos cardiovasculares estão fortemente associadas à pressão sistólica. Portanto, o número de pacientes com hipertensão sistólica que sofrem de eventos cardiovasculares é maior do que o número de pacientes com hipertensão diastólica³. Fatores genéticos, bem como estilo de vida e fatores ambientais podem causar hipertensão e doenças cardiovasculares. Por exemplo, o consumo de grandes quantidades de sal causa retenção de excesso de água no corpo, elevando a pressão arterial e sobrecarregando os vasos sanguíneos. Quaisquer insultos aos vasos sanguíneos os tornam propensos a lesões, o que fornece superfícies para o acúmulo de placas, eventualmente enrijecendo os vasos sanguíneos e reduzindo a eficiência do fluxo sanguíneo.

Medições de pressão arterial

Os esfigmomanômetros são usados para medir a pressão arterial. Eles são compostos por um manguito inflável que é conectado a uma bomba (manual ou automática) e um manômetro. A maneira mais eficiente de usar um esfigmomanômetro é na artéria braquial na parte superior do braço, que está no nível do coração. Os esfigmomanômetros são usados em conjunto com um estetoscópio, que é um dispositivo médico acústico usado para ouvir sons internos por meio de um disco de metal ou ressonador. O estetoscópio é mantido logo abaixo do esfigmomanômetro, logo acima da parte interna do cotovelo do indivíduo, para medir os sons da pressão arterial sistólica e diastólica. O manguito é inflado a 200 mmHg, interrompendo o fluxo sanguíneo beliscando os vasos sanguíneos e é uma quantidade segura de pressão a ser aplicada ao braço. À medida que o manguito esvazia, os vasos sanguíneos começam a se abrir e o sangue pode fluir novamente. A pressão arterial sistólica é representada pelo primeiro ruído ouvido e a pressão diastólica é determinada pelo último ruído ouvido. Esses ruídos são chamados de sons de Korotkoff, que são o som do sangue sendo empurrado à força através dos vasos pelo coração⁴.

Sistema respiratório

O sistema circulatório trabalha em estreita colaboração com o sistema respiratório para fornecer oxigênio aos tecidos enquanto remove o dióxido de carbono. Diferentes organismos desenvolveram estruturas respiratórias distintas para as trocas gasosas. Por exemplo, muitos animais aquáticos trocam gases através de brânquias. Os movimentos branquiais são facilmente observados e podem ser usados para calcular a taxa de respiração de organismos aquáticos contando o número de vezes que o organismo move sua cobertura branquial ou opérculo. A taxa de respiração pode mudar com a temperatura porque as moléculas de oxigênio são transportadas em taxas diferentes, dependendo de quão quente ou frio é o ambiente. Em um ambiente aquático, a quantidade de oxigênio dissolvido disponível na água diminui com o aumento da temperatura. A diminuição do oxigênio tem efeitos sobre a taxa de respiração dos organismos aquáticos, dada sua capacidade de difundir oxigênio por todo o corpo. Por outro lado, os animais terrestres possuem estruturas respiratórias internas, como os pulmões. Em humanos, a respiração envolve a inalação contraindo o diafragma para puxar o ar. Quando o diafragma relaxa, o ar é liberado passivamente dos pulmões.

O tabagismo é a principal causa de câncer de pulmão, responsável por 80-90% das mortes por câncer de pulmão. Todos os anos, mais de 120.000 americanos morrem de câncer de pulmão associado ao tabagismo e representam uma grande parcela das mortes evitáveis⁵. Em conjunto, o estilo de vida contribui para a saúde dos sistemas circulatório e respiratório e uma quantidade significativa de mortes pode ser evitada por mudanças no estilo de vida.

Referências

1. Wilson, MG, Ellison, GM e Cable, NT. Ciência básica por trás dos benefícios cardiovasculares do exercício. Br J Sports Med. 2016, 50(93-99).
2. Psaty, BM, et al. Associação entre o nível de pressão arterial e o risco de infarto do miocárdio, acidente vascular cerebral e mortalidade total: o estudo de saúde cardiovascular. Estagiário de Arquitetura Med. 2001, Vol. 161, 9 (1183-92).
3. Kannel, WB. Pressão arterial sistólica elevada como fator de risco cardiovascular. Am. J. Cardiol. 2000, Vol. 85, 2 (251-5).
4. Perloff, D, et al. Determinação da pressão arterial humana por esfigmomanometria. circulação. 1993, Vol. 88, 5 (2460-70).
5. Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA. . As consequências do tabagismo para a saúde: um relatório do cirurgião geral. 2004.