Biofísica Da Contração Muscular

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Biofísica Da Contração Muscular

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  • 1BiofsicaContrao Muscular

    Juno Neuromuscular

  • 2Tbulos TFonte: Purves et al.,

    Vida A cincia da Biologia. 6a. Ed.

    Artmed editora, 2002 (pg. 838).

  • 31. O potencial de ao viaja axnio abaixo2. Os canais de Ca2+ dependentes de voltagem abrem-se3. Exocitose de ACh4. Difuso de ACh na fenda sinptica5. ACh liga-se ao receptor6. Abertura dos canais de Na+ (entrada) e K+ (sada)7. Aumento da probabilidade de incio de um potencial de ao 8. O potencial de ao viaja ao longo da membrana9. O potencial de ao entra no retculo sarcoplasmtico10. O potencial de ao abre os canais de Ca2+ dependentes de voltagem11. Os ons de Ca2+ ligam-se aos filamentos, causando contrao

    Resumo da Contrao Muscular

    TEORIA DO FILAMENTO DESLIZANTE

    1. O PA causa a rpida liberao do on Ca2+ no interior da clula2. O on Ca2+ liga-se troponina3. A troponina passa por uma mudana conformacional4. Tal mudana movimenta a tropomiosina para fora da rea de encaixe da miosina5. Hidrlise do ATP (pela a ATPase da miosina), o que permite a formao do

    complexo actina-miosina6. A ligao da miosina com a actina7. Os filamentos de actina deslizam sobre a miosina8. Uma nova molcula de ATP permite a quebra do complexo actina-miosina. A nova

    molcula de ATP sofre hidrlise. O processo continua at que no haja mais Ca2+

    Como Funciona a Contrao ?

  • 4Como Funciona a Contrao ?RELAXAMENTO

    1. Degradao da acetilcolina2. Canais inicos fecham-se3. Repolarizao da membrana4. Diminuio da permeabilidade do retculo sarcoplasmtico (rs) aos ons de Ca2+

    5. Os ons de Ca2+ so bombeados de volta ao rs (processo lento com consumo de ATP)

    6. Os ons de Ca2+ so retirados das molculas de troponina C, que volta a conformao original

    7. A tropomiosina retorna a cobrir a regio do encaixe da actina8. Quebram-se os complexos miosina-actina9. O complexo miosina-ATP se reconstitui nas cabeas de miosina, pronto para um

    novo potencial de ao

    Biofsica Cardiovascular

  • 5Biofsica Cardiovascular

    TIPOS DE MSCULOS

    Biofsica Cardiovascular

    Fibras musculares cardacas

    O termo fibra aplica-se a clulas individuais bem como

    a cadeia de clulas. Formam trelias de clulas estriadas

    com miofibrilas de actina e miosina, semelhante ao msculo

    esqueltico.

  • 6Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

    a unidade bsica da estrutura contrtil do msculo,

    composto por estriaes alternadas denominadas bandas A

    e bandas I. Cada sarcmero composto por um arranjo de

    filamentos finos e grossos. Os filamentos finos so

    compostos por molculas de actina e os grossos, por

    molculas de miosina.

    SARCMERO

    Banda A : Composta por filamentos grossos de miosina e

    filamentos finos de actina;

    Banda I : Composta apenas por filamentos finos de actina;

    Zona H : Composta apenas por filamentos grossos de

    miosina.

  • 7Biofsica Cardiovascular

    SARCMERO

    Biofsica Cardiovascular

  • 8Biofsica Cardiovascular

    As quatro protenas contrcteis extradas das

    miofibrilas cardacas so: actina, miosina, tropomiosina e

    troponina.

    Protenas Contrcteis

    Biofsica Cardiovascular

  • 9Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

  • 10

    Biofsica Cardiovascular

    Diferena entre musculatura cardacae musculatura esqueltica

    - estmulo no se propaga- depende de estmulos externos (neu. motor)- canais de clcio rpidos

    - estmulo se propaga clula-clula- estimula a si prprio (NSA e NAV)- canais de clcio lentos

    Musculatura esquelticaMusculatura cardaca

    Biofsica Cardiovascular

    Potencial de membrana de uma clula cardaca

  • 11

    Biofsica Cardiovascular

    Diminuio espontnea k+ responsvel pela despolarizao espontnea das cluas marcapasso

    Biofsica Cardiovascular

    Pausa entre a contrao atrial e a ventricular

    conseqncia da conduo lenta dos potenciais de

    ao atravs do NAV. As clulas do NAV so a nica

    passagem entre os trios e os ventrculos, pois os

    trios e os ventrculos so separados por uma camada

    de tecido conjuntivo que por sua vez no conduzem

    PAE.

    Sistema especializado de conduo do corao

  • 12

    Biofsica Cardiovascular

    PAE (sentido nico) NSA NAV (marca-passo

    auxiliar) feixe de His (seus ramos) conduzem PAE 3X

    mais rpido que nas clulas atriais ramificam rede de

    fibras de Purkinje conduzem PAE ao longo do interior

    das paredes de ambos ventrculos.

    Biofsica Cardiovascular

    Atividade eltrica da clula

    Fonte: Guyton & Hall, 2002.

    K+

    K+

    Na+

    Na+

    Ca++

    K+

  • 13

    Biofsica Cardiovascular

    Propriedades do msculo cardaco Excitabilidade

    Potencial LimiarPotencial Limiar--70 a 70 a --65mV65mV

    Lei do Lei do Tudo ou NadaTudo ou Nada

    Biofsica Cardiovascular

    Propriedades do msculo cardacoAutomaticidade

    Fonte: Guyton & Hall, 2002.

  • 14

    Biofsica Cardiovascular

    Propriedades do msculo cardacoRefratariedade

    No caireis em tentao

    de despolarizar antes da hora!

    Perodo refratrio absoluto

    Perodo refratrio relativo

    Biofsica Cardiovascular

    CICLO CARDACO

  • 15

    Biofsica Cardiovascular

    FASES DO CICLO CARDACO

    Fase 1: sstole atrial; Fase 2: contrao isovolumtrica; no h alterao no volume ventricular; Fase 3: ejeo rpida do ventrculo para a aorta; Fase 4: ejeo lenta; (presses ventriculares e articacomeam a diminuir); Fase 5: relaxamento isovolumtrico; (primeira fase da distole ventricular; no h enchimento nem esvaziamento do ventrculo); Fase 6: enchimento rpido; presso atrial esquerda maior que a ventricular, leva abertura da mitral e o enchimento ventricular; Fase 7: enchimento lento (distase).

    Biofsica Cardiovascular

    O ELETROCARDIOGRAMA

    O ECG a ferramenta clnica mais comumente

    utilizada para diagnosticar disfunes eltricas do corao.

  • 16

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    Eletrocardigrafos

    Analgico Monocanal

    Digital Computadorizado

    Biofsica Cardiovascular

    Origem das ondas no ECG

    - P (atrial)

    - QRS (despolarizao ventricular)

    - T (repolarizao ventricular)

    - Despolarizao atrial

    - onda P (potencial de membrana retorna a zero.

  • 17

    Biofsica Cardiovascular

    Origem das ondas no ECG

    - A despolarizao vai pelo NAV e 1a parte feixe AV

    - Despolarizao ventricular = onda Q

    - Voltagem positiva - fibras de Purkinje carreiam o PAE

    rapidamente para o interior de ambos os ventrculos.

    - Despolarizao se propaga para parte externa atravs

    das paredes de ambos os ventrculos = onda R

    - Ao final da despolarizao ventricular ocorre uma diferena

    de voltagem breve, pequena e negativa = onda S

    Biofsica Cardiovascular

    Origem das ondas no ECG

    - Enquanto a onda de despolarizao se propaga para fora

    das paredes de ambos os ventrculos, a onda de

    repolarizao em geral se propaga para dentro.

    - Parede externa ventricular ltima a despolarizar e 1a a

    repolarizar

    - A repolarizao gera uma onda positiva = onda T

  • 18

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

    Registro da atividade eltrica cardaca

    - - - + + + + +

    + + + - - - - - -

    + + + - - - - - -

    - - - + + + + +

    + -

    Sentido da despolarizao

    Estmulo

  • 19

    Biofsica Cardiovascular

    Registro da atividade eltrica cardaca

    REPOUSOREPOUSO

    + + + + +

    + + + + +

    - - - - - - - -- - - - - - - -

    A

    DESPOLARIZADADESPOLARIZADA

    - - - - -

    + + + ++ + + +

    - - - - -

    C

    REPOLARIZAREPOLARIZAOO

    + + - - - -- - + + +- - + + ++ + - - - -

    D

    DESPOLARIZADESPOLARIZAOO

    - - + + +

    + + - - - -+ + - - - -

    - - + + +

    B

    Biofsica Cardiovascular

    Registro de ondas: Despolarizao e Repolarizao

  • 20

    Biofsica Cardiovascular

    Despolarizao rpida e Repolarizao lenta

    Biofsica Cardiovascular

    Fluxo de corrente pelo trax

  • 21

    Biofsica Cardiovascular

    Potenciais de ao (despolarizao central)

    Biofsica Cardiovascular

    Derivaes bipolares dos membros

    D1 - mede a diferena entre o potencial do brao

    esquerdo (VL) e o potencial do brao direito (VR)

    D2 - mede a diferena de potencial existente entre a

    perna esquerda (VF) e o brao direito (VR)

    D3 - mede a diferena entre o potencial da perna

    esquerda (VF) e o potencial do brao esquerdo (VL).

  • 22

    Biofsica Cardiovascular

    Planos geomtricos que servem de referncia para o estudo da

    eletrocardiografia

    A posio dos vetores eltricos gerados

    pelo corao referida com relao aos

    seguintes planos:

    Frontal (PF)

    Horizontal (PH)

    Sagital (PS)

    Biofsica Cardiovascular

    Planos geomtricos que servem de referncia para o estudo da

    eletrocardiografia Em eletrocardiografia, usam-se mais freqentemente os planos

    horizontal e frontal para conhecer a posio espacial de cada vetar cardaco.

    O plano frontal permite distinguir se o vetor est dirigido: para cima ou para baixo para a direita ou para a esquerda

    Esse plano, contudo, no identifica se o vetor est voltado para a frente ou para trs.

    O plano horizontal, por sua vez, distingue quando um dado vetor est dirigido:

    para frente ou para trs para a direita ou para a esquerda

    Todavia, esse plano no identifica se o vetor est voltado para cima ou para baixo.

  • 23

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

  • 24

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

  • 25

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

  • 26

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

  • 27

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

    Derivaes Precordiais

    V1 - quarto espao intercostal direito, junto borda do

    esterno

    V2 - quarto espao intercostal esquerdo, junto borda

    doesterno

    V3 - meia distncia entre V2 e V4

    V4 - quinto espao intercostal esquerdo, sobre a linha

    hemiclavicular

    V5 - mesmo nvel que V4, mas sobre a linha axilar

    anterior esquerda

  • 28

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

    Derivaes Precordiais

    V6 - mesmo nvel que V4, mas sobre a linha axilar

    mdia esquerda

    V7 - mesmo nvel que V4, mas sobre a linha axilar

    posterior

    V8 - mesmo nvel que V4, mas sobre a linha escapular

    mdia

    V9 - mesmo nvel que V4, mas sobre a linha

    paravertebral esquerda

    VE - na ponta do apndice xifide (E refere-se ao

    processo ensiforme do estemo)

  • 29

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica Cardiovascular

    Tringulo de Einthoven(Eletrdios disposio convencional)

  • 30

    Biofsica Cardiovascular

    ECG em trs derivaes

    Biofsica Cardiovascular

    Conexes do corpo com o ECG

  • 31

    Biofsica Cardiovascular

    ECG normais registros pelas seis derivaes

    Biofsica Cardiovascular

    ECG normaisRegistros pelas trs derivaes unipolares

  • 32

    Biofsica Cardiovascular

    Vetores - Foras so produzidas pelos sistemas biolgicos, foras

    so aplicadas sobre os sistemas biolgicos. Para estudar. os

    efeitos dessas foras, um modo prtico e descomplicada

    represent-las por vetores. Os vetares indicam a direo, sentido

    e magnitude das Foras - Direo pelo corpo (trao), sentido pela

    cabea da seta, e magnitude pelo comprimento: pode-se usar

    equivalncia grfica, por ex. 1 cm = I kg ou 2 em = 1 kg.

    Vetores

    Biofsica Cardiovascular

    Vetores cardacos

    Fonte: Tilley, 1996.

  • 33

    Biofsica Cardiovascular

    Sistema de derivaes cardacas

    -- ++DerivaDerivao Io I

    ++

    Deriva

    Derivao II

    o II

    --

    Der

    iva

    Der

    iva

    o II

    Io

    III

    Biofsica Cardiovascular

    Derivaes bipolares

    -- ++DerivaDerivao Io I

    ++

    Deriva

    Derivao II

    o II

    --

    Der

    iva

    Der

    iva

    o II

    Io

    III

    II

    IIIIIIIIII

  • 34

    Biofsica Cardiovascular

    Derivaes unipolares de membros

    -- ++RightRight

    ++

    Deriva

    Derivao II

    o II

    --

    Der

    iva

    Der

    iva

    o II

    Io

    III

    LeftLeft

    FootFoot

    aVLaVLaVRaVR

    aVFaVF

    II

    IIIIII IIII

    Biofsica Cardiovascular

    II

    IIIIIIIIII

    aVFaVF

    aVLaVLaVRaVR

    00180180

    9090

    --9090

    Derivaes unipolares de membros

  • 35

    Biofsica Cardiovascular

    Avaliao de arritmias

    Doenas pericrdicas

    Mudanas na anatomia cardaca

    Avaliao de terapia com drogas

    Distrbios eletrolticos

    Progresso de cardiopatias

    Doenas extra-cardacas

    Indicaes ECG

    Biofsica Cardiovascular

    Ritmicidade anormal do marca-passo;

    Deslocamento do marca-passo do nodo sinusal, para

    outras reas do corao;

    Bloqueios em diferentes partes da propagao do

    impulso pelo corao;

    Vias anormais, para a transmisso do impulso pelo

    corao;

    Gerao espontnea de impulsos anormais em quase

    todas as reas do corao.

    Causas das Arritmias

  • 36

    Biofsica Cardiovascular

    ExtraExtra--ssstoles ventricularesstoles ventriculares

    Taquicardia Taquicardia atrialatrial

    Taquicardia VentricularTaquicardia Ventricular

    ARRITMIAS CARDACAS

    Biofsica Cardiovascular

    AssistoliaAssistolia ventricularventricular

    Taquicardia ventricularTaquicardia ventricular

    ARRITMIAS CARDACAS

  • 37

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica da Circulao

    Presso Arterial X Tenso Arterial

    Relao Entre Presso, Fluxo e

    Resistncia

    Biofsica Cardiovascular

    Presso Sistlica ou Mxima

    Fatores Associados

    Volume sistlico ventricular esquerdo

    Velocidade de ejeo ventricular

    Distensibilidade artica

    Biofsica da Circulao

  • 38

    Biofsica Cardiovascular

    Presso Diastlica ou Mnima

    Fatores Associados

    Presso sistlica

    Resistncias perifricas

    Durao da distole

    Biofsica da Circulao

    Biofsica Cardiovascular

    CIRCULAO

  • 39

    Biofsica Cardiovascular

    Representao esquemtica dos vasos sanguneos: artrias, capilares e veias

    Biofsica Cardiovascular

    Estrutura Morfolgica

  • 40

    Biofsica Cardiovascular

    ESTRUTURA DOS VASOS SANGNEOS

    Biofsica Cardiovascular

    SISTEMA ARTERIAL

  • 41

    Biofsica Cardiovascular

    SISTEMA VENOSO

    Biofsica Cardiovascular

    SISTEMA LINFTICO

  • 42

    Biofsica Cardiovascular

    Biofsica da Circulao

    Biofsica Cardiovascular

    Presso Arterial Diferencial

    Presso Arterial Mdia

    PM = (Mx + 2Mn) / 3

    Biofsica da Circulao

  • 43

    Biofsica Cardiovascular

    MECANISMO CARDACO

    (Guyton & Hall, 2002)

    Biofsica Cardiovascular

    Idade

    Sexo

    Digesto

    Sono

    Emoes

    Altitude

    Ortostatismo

    Exerccio Muscular

    Temperatura Ambiente

    Peso Corporal

    Nacionalidade

    Emoes e Resoluo de Questes Intelectuais

    Variaes Fisiolgicas

    Biofsica da Circulao

  • 44

    Biofsica Cardiovascular

    MECANISMO CARDACO

    (Guyton & Hall, 2002)

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso Ao se contrair, o ventrculo esquerdo aumenta a

    presso no seu interior e faz o sangue fluir com

    facilidade para a aorta.

    A entrada de sangue na aorta e demais artrias faz

    com que suas paredes se distendam e a presso no

    seu interior se eleva.

    A vlvula artica aberta, permite que a presso

    gerada no interior do ventrculo esquerdo pela sua

    contrao se transmita para a aorta.

  • 45

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    No final da sstole, quando o ventrculo

    esquerdo deixa de ejetar, a vlvula

    artica se fecha e ocorre o ponto

    mximo da presso intra-arterial, a

    presso sistlica. Em um adulto mdio,

    a presso sistlica atinge cerca de

    120mmHg.

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    Depois que a vlvula artica se fecha, a presso na

    aorta ci lentamente, durante toda a distole

    ventricular, porque o sangue no interior das artrias

    elsticas distendidas flui continuamente atravs dos

    vasos mais perifricos. Imediatamente antes de se

    iniciar o novo ciclo cardaco, a presso registrada na

    aorta a presso diastlica e, em um adulto seu

    valor de aproximadamente 80mmHg.

  • 46

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    A presso arterial mdia a presso mdia existente

    na rvore arterial durante um ciclo cardaco. A

    presso mdia no representa a mdia aritmtica

    entre a presso sistlica e a diastlica, em virtude do

    formato da onda de pulso; ela est mais prxima da

    presso diastlica que da sistlica e seu valor

    aproximado de 92mmHg.

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    A gerao da presso na artria pulmonar tem mecanismos semelhantes aos do corao esquerdo e seus valores normais so de 25mmHg para a presso sistlica, 10mmHg para a presso diastlica e cerca de 15mmHg para a presso mdia.

  • 47

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    A diferena entre a presso sistlica e a

    presso diastlica chamada presso

    de pulso. Seu valor de 40mmHg no

    adulto mdio. A presso de pulso

    depende diretamente do volume de

    ejeo sistlica e do volume de sangue

    existente no sistema arterial.

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    A bomba cardaca, do tipo reciprocante,

    produz uma onda de presso a cada ciclo

    cardaco, com uma presso sistlica e uma

    presso de pulso, ambas importantes para a

    perfuso tissular.

  • 48

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    As bombas utilizadas para a impulso do sangue

    durante a circulao extracorprea so do tipo de

    deslocamento positivo, que aspiram o sangue no

    orifcio de entrada e o conduzem ao orifcio de sada.

    Essas bombas geram um fluxo contnuo e linear. Ao

    contrrio da bomba cardaca, no geram presso de

    impulso, como a presso sistlica.

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    Os mecanismos orgnicos reguladores

    do dbito cardaco no so efetivos

    com a bomba mecnica, que ajustada

    para fornecer um dbito fixo e estvel,

    calculado conforme as necessidades

    metablicas do indivduo, nas

    condies da operao a ser realizada.

  • 49

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso

    Por essa razo a presso arterial durante a perfuso, a presso intravascular mdia mais baixa que a presso gerada pela bomba cardaca pulstil, e representa a interao do fluxo da bomba arterial com a resistncia vascular perifrica do paciente.

    Biofsica Cardiovascular

    Verificao da Presso