Determinantes da função cardíaca sistólica

Faculdade de Medicina do Porto
Fisiologia 2004/2005
Determinantes da função cardíaca sistólica
Aula leccionada pelo Prof. Dr. Adelino Leite Moreira
2004-10-29
Gráfico
múltiplos
com
traçados
que
representam as fases ao
longo de um ciclo cardíaco,
para avaliarmos a pressões,
volume ou fluxo de várias
câmaras ou grandes vasos.
Ciclo
engloba
cardíaco
os
compreendidos
–
eventos
entre
um
determinado fenómeno até à
sua
repetição
no
ciclo
cardíaco seguinte. Podemos
descrevê-lo
a
partir
de
qualquer momento, sendo
que é mais fácil fazê-lo a
partir do momento em que
começa
a
contracção
ventricular.
Tempo
Contracção isovolumétrica
A 1ª fase traduz um aumento da pressão ventricular, que tem como consequência o encerramento
imediato da válvula mitral. Nesta fase, como a válvula mitral encerrou e a válvula aórtica ainda não abriu,
o Volume ventricular mantém-se constante: contracção isovolumétrica.
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Ejecção Rápida e Ejecção Lenta
Quando a Pressão ventricular excede Pressão aórtica, a válvula aórtica abre-se e inicia-se a
ejecção. A ejecção rápida caracteriza-se pelos seguintes aspectos:
-
Pventricular > Paórtica,
-
fluxo aórtico é acelerativo,
-
2/3 da ejecção ventricular ocorrem nesta fase.
Mas apesar de maior parte da ejecção ocorrer na ejecção rápida, a duração desta fase do ciclo
cardíaco é claramente menor do que a da ejecção lenta.
Na ejecção lenta ocorre
-
uma inversão dos gradientes, ou seja, a Paórtica passa a ser superior à Pventricular,
-
não existe inversão imediata da direcção do fluxo, porque para que o fluxo inverta tem que ser
desacelerado até zero - desaceleração do fluxo aórtico,
-
ejecção de menor volume sangue
-
duração maior.
Alterações na Pressão Auricular durante a Contracção Isovolumetrica e fases de Ejecção
Enquanto a válvula mitral está encerrada, as aurículas continuam a encher, vai lá chegando
continuamente sangue que não pode passar para os ventrículos. A pressão durante a fase de ejecção vai
aumentando, e aumenta também durante a fase de relaxamento isovolumétrico, dando origem à onda V.
A onda V é precedida pela onda C. E o que é que determina a onda C?
Qualquer onda tem um ramo ascendente e um ramo descendente. O ramo ascendente da onda C é
provocado pelo encerramento da válvula mitral, o que provoca o regurgitamento do sangue que está entre
os seus folhetos de volta para as aurículas, provocando um aumento transitório da Pressão auricular.
E porque é que depois diminuiu se continua a lá chegar sangue?
A Pressão auricular começa a diminuir no momento em que se inicia a ejecção ventricular porque
implica a descida da base do VE, fazendo aumentar o Volume auricular e diminuir a Pressão auricular.
A onda C é iniciada pela contracção ventricular:
-
ramo ascendente – abalamento e encerramento da válvula mitral,
-
ramo descendente – abaixamento da base do VE
A curva de pressão auricular tem como ondas positivas a onda C, a onda V e a onda H (na ultima
fase), tem também curvas negativas. Como não existem válvulas entre as aurículas e os grandes vasos (á
esquerda as veias pulmonares, e à direita as veias cavas) estas ondas de pressão à direita (no gráfico) vãose reflectir nas veias jugulares e pode-se observar o pulso venoso jugular
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Relaxamento Isovolumétrico
Pressão ventricular < Pressão aórtica; a desaceleração do fluxo aórtico chegou a zero e inicia-se a
sua inversão, o que provoca o encerramento da válvula aórtica.
O fluxo aórtico anula-se somente na raiz da aorta, já que o fluxo aórtico periférico nunca chega a
zero, porque há uma distensão da parede da aorta que, mesmo durante a diástole, com a sua retracção
continue a haver fluxo distal. O fluxo anterógrado mantém-se sempre, ainda que se nós registarmos na
aorta ascendente muito proximal praticamente não se observa esse fluxo. A passagem a zero do fluxo
aórtico é mesmo na raiz da aorta, enquanto que mais distalmente, devido a esse armazenamento da
energia potencial na parede da aorta e a sua retracção o transforme em movimento de sangue contínuo nós temos sempre fluxo aórtico.
O encerramento da válvula aórtica com o sangue a tentar regurgitar provoca uma vibração. Se nós
formos contra qualquer coisa, temos um movimento elástico contrário como resposta. É o que acontece na
aorta que é uma estrutura elástica. O encerramento da válvula aórtica provoca este fluxo regurgitante
acompanhado por uma onda reflectida de novo a jusante, no sentido anterógrado. É o reflexo destas ondas
que dá uma 2ª onda positiva.
Temos uma 1ª onda de Pressão aórtica e uma 2ª onda. A 1ª onda está separada da 2ª por um vale
chamado incisura.
2 ondas:
-
1ª onda chamada onda anácruta,
-
2ª onda é a onda dicruta. O onda dicruta é o reflexo do fenómeno descrito anteriormente (as
ondas reflectidas propagadas de novo para a frente). E estas ondas vão-se propagar em
direcção à periferia.
É evidente que as características destas ondas vão mudando. Uma das características da onda
anácruta é que a sua amplitude aumenta: à medida que vamos das artérias mais centrais para as mais
periféricas a pressão diastólica diminui e a sistólica aumenta.
Relaxamento Isovolumétrico, Enchimento Rápido, Diástase e Contracção Auricular
Temos depois as fases de relaxamento isovolumétrico, a de enchimento rápido – a maior parte do
enchimento ocorre durante a fase de enchimento rápido, cerca de 85%. Os restantes 15% efectuam-se
durante a fase de diástase e de contracção auricular.
É importante sublinhar que estas contribuições relativas se passam no indivíduo em repouso.
Com o exercício físico, há encurtamento da duração da sístole e da diástole, pois há o aumento da
frequência cardíaca, encurtando mais a diástole que a sístole. Nestas circunstâncias o enchimento vai-se
tornando cada vez mais dependente da contracção auricular, há menos tempo para encher e então todos os
contributos adicionais vão ser importantes.
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Facto comum a todos os traçados: são curvas em função do tempo.
A velocidade de variação de volume ao longo do traçado, que muitas vezes é utilizada para
caracterizar a função cardíaca, é a derivada da pressão em função do tempo, que nos dá a velocidade de
variação de pressão: dPdT.
Ciclo Cardíaco
O ciclo cardíaco engloba 2 fases:
-
sístole: contracção isovolumétrica, ejecção (rápida e lenta) – duração inferior
-
diástole: relaxamento isovolumétrico, enchimento rápido, diástase, contracção auricular
Vantagem desta subdivisão:
A sistole ao englobar contracção isovolumétrica e ejecção, permite identificar o 1º e o 2º sons
cardíacos, uma vez que a contracção isovolumétrica começa com o encerramento da válvula mitral que
provoca o 1ºsom cardíaco, e a ejecção termina com o encerramento das válvulas sigmoideias aórtica e
pulmonar, ou seja, com o 2º som cardíaco. A vantagem desta divisão, é que de acordo com ela podemos
identificar muito facilmente a sístole e a diástole, e delimita-las a partir da auscultação cardíaca. Pela
auscultação cardíaca identificamos o S1 e S2 e clinicamente podemos idenfiicar a sistole a diástole para
avaliar o doente.
Função sistólica – diz respeito à capacidade dos ventrículos contraírem e ejectarem
Função diastólica – diz respeito à capacidade dos ventrículos relaxarem
Anças Pressão-Volume
Curva de pressão ventricular e curva de
volume ventricular em função do tempo. Uma
forma alternativa de representar o ciclo cardíaco
independentemente do tempo é representá-lo
através de anças pressão-volume (PV)
Ansa PV – é um traçado gráfico do ciclo
cardíaco em que deixamos de pôr PT (pressão em
função do tempo) e VT (volume em função do
tempo), e pomos PV, que é a pressão em função do
volume. Neste traçado gráfico, o tempo não é contemplado, e o traçado não tem a ver com a sua duração.
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Esta ansa começa-se a ler no canto inferior direito, e no ponto 1 temos a telediástole.
Telediástole ou pré-sístole – momento em que termina a diástole ou momento antes de se iniciar a
sistole
Telessistole – momento em que termina a sístole
Quando o ventrículo se começa a contrair, a pressão aumenta e o volume mantém-se constante,
vai Ter uma tradução gráfica como um segmento de recta vertical (a pressão a aumentar e o volume não
se alterou). Na fase entre os pontos 2 e 3 ocorre ejecção, em que a pressão aumenta e diminui, e o volume
diminui sempre. Depois na fase de relaxamento isovolumétrico, a pressão baixa e o volume não varia,
novamente um segmento de recta vertical. Durante a fase de enchimento, temos o volume a aumentar e a
pressão diminui e depois aumenta.
A – telediástole – encerramento da válvula mitral
B – abertura da válvula aórtica
D – telessistole – encerramento da válvula aórtica
E – abertura da válvula mitral
•
contracção isovolumétrica – AB
•
relaxamento isovolumétrico – DE
•
ejecção rápida – BC (tem menor duração que a ejecção lenta mas a variação de volume é
maior, daí que BC > CD porque está em função da pressão e do volume e não dependente
do tempo)
•
ejecção lenta – CD
•
enchimento rápido – EF (dura muito menos que a diástase e contracção auicular, apesar do
segmento de recta ser maior)
•
diástase e contracção auricular – FA
1 - volume residual – o volume no final da sistole: o ventriculo não esvazia totalmente, fica
sempre algum volume de sangue no seu interior
2 - volume de ejecção = volume telediastólico – volume telessistólico
3 – representa a área.
Músculo cardíaco pode-se caracterizar mecanicamente por dois parâmetros:
a força e o
deslocamento (encurtamento). A força multiplicada pelo deslocamento dá como unidade física o trabalho.
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A pressão é análogo da força e o volume ejectado relaciona-se com o deslocamento. Esta área dá-nos a
variação de pressão vs variação de volume, ou seja, não tendo em termos físicos exactamente a variável
trabalho, nós consideramos a área como trabalho de ejecção.
A – telediastole – pressão e volume telediastólico
D– telessistole – pressão e volume telessistolico
Fracção de ejecção = volume de ejecção ÷ volume telediastólico
Este é um ciclo cardíaco em que há desenvolvimento de pressão e ejecção ventricular. Mas nós
podemos Ter em determinadas circunstâncias ou em situações experimentais um ciclo isovolumétrico. Se
experimentalmente fecharmos a aorta, o ventrículo não consegue ejectar, e conseguimos medir a pressão
máxima que ele consegue desenvolver naquelas condições experimentais. Se desenvolve pressão, mas
não ejecta, em termos de pressão-volume é representado por um segmento de recta vertical, ou seja, por
uma ansa PV em que a largura é zero, porque num ciclo isovolumétrico não existiria ejecção ventricular.
Função Ventricular
Conceito de função ventricular engloba
-
função sistólica: contracção + ejecção
-
função diastólica: relaxamento + enchimento
Função Sistólica
Traçado dPdV é diferente do anterior (que era gráfico) porque é real, com pressões efectivas do
interior das diferentes cavidades: Pressão aórtica, Pressão ventricular esquerda, Pressão auricular
esquerda e dPdT que é a variação da pressão em função do tempo (é a derivada).
Se a capacidade contráctil do ventrículo for maior, a velocidade com que ele desenvolve pressão é
maior. DPdT traduz a velocidade de desenvolvimento de pressão, e essa velocidade vai variando ao longo
da contracção isovolumétrica, atingindo um máximo, chamado dPdT máximo, que é utilizado para avaliar
a capacidade de contracção. Como a contracção está englobada na função sistólica, o dPdTmáx também
estima a função sistólica.
Por outro lado, a função sistólica engloba também a ejecção ventricular. Se o ventrículo se
contrair mais eficazmente, o volume de sangue ejectado é maior, ou seja, todos aqueles parâmetros
relacionados com a ejecção: volume de ejecção, fracção de ejecção e trabalho de ejecção são também
índices que avaliam a função sistólica.
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-
Indices derivados da contracção isovolumétrica: dPdTmáx
-
Indices derivados da fase de ejecção: volume de ejecção, fracção de ejecção, trabalho de
ejecção, débito cardíaco
Débito cardíaco – quantidade de sangue que o coração ejecta por minuto, que é o que ejecta num
ciclo cardíaco a multiplicar pelo nº de ciclos cardíacos, ou seja, frequência cardíaca a multiplicar pelo
volume de ejecção, sendo a frequência cardíaca o nº batimentos por minuto
Para caracterizar a função diastólica podemos utilizar índices derivados do relaxamento e
derivados do enchimento ventricular (próxima aula)
Uma das principais limitações à avaliação da função sistólica através do dPdTmáx e dos índices
derivados da fase de ejecção, é que são muito influenciados pela pré-carga e pós-carga, sendo estas cargas
expostas externamente ao coração. Se um ventrículo tivesse que ejectar contra uma resistência muito
grande, ele ejecta menos, não porque o seu músculo tenha mais doença ou menos força contráctil, mas
porque tem que vencer uma resistência maior. Se avaliarmos 1 doente que ejecta pouco sangue, ele tem
disfunção sistólica, mas não se pode dizer que o músculo cardíaco do doente está comprometido, só se
pode dizer isso se ele ejectar pouco e se as resistências tiverem valores normais; se as resistências
tiverem valores anormais, o músculo pode Ter uma boa contractilidade, só que tem que desenvolver
muito trabalho, maior que aquele que seria normal.
A avaliação dos índices tem de ser duma forma independente da pré-carga e da pós-carga, ou seja,
da resistência que se tem que vencer; e também porque a pré-carga influenciava a função cardíaca pela
sensibilidade dos miofilamentos para o cálcio e pela inter-relação dos miofilametos. Se a inter-relação e a
sensibilidade fosse óptima, pode-se estar a desenvolver força porque a pre-carga está diminuida ou a póscarga está aumentada.
Relação PV telessistólica e relação PV telediastólica
A única forma de avaliar a função cardíaca
independentemente da pré-carga e da pós-carga é
através da relação PV telessistólica.
A relação PV telediastólica permite avaliar as
propriedades diastólicas do ventrículo.
Gráfico com múltiplas ansas PV que são
diferentes entre si, porque as PV telessistólicas e
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telediastólicas são diferentes. Como podíamos variar isto?
-
Se estiver a efectuar uma cirurgia cardíaca a um indivíduo e tiver um cateter que permita
avaliar simultaneamente a pressão e o volume, e se tiver as veias cavas dilatadas, se levantar e segurar
as veias cavas diminui o volume, compromete a chegada de sangue ao coração, diminui a pressão e o
volume telediastólico; se chega menos sangue ao coração, também pouco sangue vai ser ejectado,
pelo que a pressão e o volume telessistólico também diminui.
-
Se o indivíduo estiver a ser operado e estiver a fazer um cateterismo, em que o cateter
inserido sofre uma picada através de uma artéria, se for VE, de uma veia, se for VD, pode-se fazer
variar doutra maneira, induzindo alteração que relaxe as veias ou as contraia, sendo que as veias são
vasos de capacitância que armazenam sangue. Ao levantar as pernas faz-se com que o sangue naquele
momento acumule mais centralmente, fazendo aumentar PV telessistólico e telediastolico
Há um conjunto de manobras utilizadas clinicamente que fazem variar a pré carga e a pós carga, e
podemos obter ciclos cardíacos com pressões e volumes telesisstolicos e telediastolicos distintos.
Se pegar nos pontos de PV telessistólica e uni-los por uma linha, teremos uma recta - a relação PV
telessistólica, que é linear. Sendo uma recta, é caracterizada por um declive e uma intersecção no eixo dos
yy. O declive da relação PV telessistólica chama-se elastância telessistólica ou elastância máxima. É este
declive que é o índice independente da carga para avaliar a função cardíaca sistólica.
Se a contractilidade ventricular for maior, o declive aumenta; se contratilidade diminuir, o declive
é menor.
O declive da relação PV telesssitólica traduz a função sistólica, a contractiliade ventricular
independentemente da carga, o que não acontecia com a fracção ejecção, o volume de ejecção, o débito
cardíaco, etc...qualquer um desses permitia-nos obter informações acerca das propriedades intrínsecas do
músculo, sabendo exactamente quais são as condições de carga. Com a elastância telessistólica ou com
declive da relação PV telessistolica, não temos que nos preocupar com a carga. Este índice é
independente da carga.
Podemos também unir os pontos da PV telediastolico, dando-nos uma relação curvilínea, que se
assume como exponencial. É a chamada relação PV telediastólica.
A partir da relação PV telessistólica nós podemos avaliar a contractilildade ou inotropismo;
A partir da relação telediastólica nós podemos avaliar as propriedades diastólicas do ventrículo:
-
rigidez,
-
complacencia
-
distensibilidade.
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Se a curva da relação PV telediastólica estiver deslocada para cima e tiver uma inclinação maior,
para um mesmo volume, vai ser necessário uma pressão maior. Se é preciso uma pressão maior para
atingir o mesmo volume, o ventrículo será mais rígido e menos distensível.
Complacência e distensibilidade são muitas vezes assumidos como sinónimos, mas não são.
Quando a curva está deslocada para cima traduz uma diminuição da distensibilidade ventricular, é
uma alteração das propriedades diastólicas, sendo que se é menos distensivel, é mais difícil de encher o
ventrículo.
As pressões a nível pulmonar são normalmente muito inferiores ás pressões a nível sistémico. A
nível primeiro e a nível capilar há troca de substâncias devido em grande parte à pressão hidrostática. Se
aumentar a força hidrostática, a força de filtração no capilares aumenta.
Se num indivíduo a pressão de enchimento aumentou, a pressão das veias pulmonares vai Ter que
ser maior e a dos capilares pulmonares também vai Ter que ser maior, fazendo com que a facilidade de
extravasamento de liquido dos capilares pulmonares para o líquido intersticial e até para os alvéolos
aumente, ou seja, a probabilidade de sair liquido para a membrana alveolo-capilar (importante para que as
trocas gasosas sejam facilitadas) ou para os alvéolos capilares aumenta substancialmente. E se aumentar
esse extravasamento de liquido, as trocas gasosas estarão dificultadas. Se um indivíduo estiver nestas
circunstancias, ele pode estar com um edema pulmonar, tendo as trocas gasosas dificultadas, e pode Ter
falta de ar.
Um dos sintomas de disfunção diastólica do VE é falta de ar, porque as pressões de enchimento do
VE aumentarem e há compromisso das trocas gasosas.
Se for à direita, quando as pressões de enchimento do VD aumentam, elas repercutem à periferia,
a nível dos rins. Há também condições favoráveis a um extravasamento de liquido para o espaço
instersticial.
Quando a curva é mais inclinada, uma tangente àquela curva tem uma inclinação maior, ou seja a
derivada ou o dPdV naquele ponto é mais acentuado, ou o inverso, o dVdP é menor.
UP\UV = rigidez
UV\UP = complacência
A posição relativa da curva dá informação sobre a distensibilidade
O grau de inclinação da curva dá-nos a rigidez e a complacência
Liliana Costa
Determinantes da função sistólica
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