Hemodinâmica (ou hemodinâmica em inglês britânico), significando literalmente “movimento do sangue” é o estudo do fluxo sanguíneo ou da circulação. Todas as células animais requerem oxigênio (O2) para a conversão de carboidratos, gorduras e proteínas em dióxido de carbono (CO2), água e energia em um processo conhecido como respiração aeróbica.

Fluxo

Fluxo é um líquido complexo e é considerado tão precioso que às vezes é chamado de “ouro vermelho” porque as células e proteínas que ele contém podem ser vendidas por mais do que o custo do mesmo peso em ouro. O adulto humano médio tem mais de 5 litros de sangue no seu corpo que transporta oxigénio e nutrientes para as células vivas e retira os seus resíduos. Também fornece células imunitárias para combater infecções e contém plaquetas que podem formar um tampão num vaso sanguíneo danificado para evitar a perda de sangue. Através do sistema circulatório, o sangue adapta-se às necessidades do corpo. Ao fazer exercício, o coração bombeia mais forte e mais rapidamente para fornecer mais sangue e, consequentemente, oxigénio aos seus músculos. Durante uma infecção, o sangue fornece mais células imunes ao local da infecção, onde se acumulam para evitar invasores nocivos.

O sangue é composto por 55% de plasma e 45% de elementos formados. O buffy coat contém leucócitos em suspensão concentrada, originários do sangue total ou medula óssea. A geração de buffy coat a partir de amostras de sangue total ajuda a concentrar grandes volumes de amostra e a reduzir o manuseio da separação celular a jusante. O plasma contém 91,5% de água, 7% de proteínas e 1,5% de outros solutos. Os elementos formados são menos de 1% plaquetas; menos de 1% leucócitos (glóbulos brancos) e mais de 99% “eritrócitos” (glóbulos vermelhos), que, em humanos, são tipicamente um disco biconcavo sem núcleo. Os eritrócitos contêm o pigmento hemoglobina, que confere a cor vermelha ao sangue, e transportam oxigênio e dióxido de carbono de e para os tecidos. O plasma sanguíneo normal comporta-se como um fluido newtoniano a taxas fisiológicas de cisalhamento. A viscosidade do plasma normal varia com a temperatura da mesma forma que a da sua água solvente; um aumento de 5 °C da temperatura na faixa fisiológica reduz a viscosidade do plasma em cerca de 10%. A pressão osmótica da solução é determinada pelo número de partículas presentes e pela temperatura. A pressão osmótica do plasma afeta a mecânica da circulação de várias maneiras. Uma alteração da diferença de pressão osmótica através da membrana de uma célula sanguínea causa uma mudança de água e uma alteração do volume celular. As alterações na forma e flexibilidade afectam as propriedades mecânicas do sangue total. Uma alteração na pressão osmótica plasmática altera o hematócrito, ou seja, a concentração volêmica de eritrócitos no sangue total através da redistribuição de água entre os espaços intravascular e extravascular. Isto, por sua vez, afecta a mecânica do sangue total. O eritrócito é altamente flexível e biconcavo em forma.

O sistema circulatório

O sistema circulatório funciona para transportar o sangue para fornecer O2, nutrientes e produtos químicos às células do corpo para garantir a sua saúde e funcionamento adequado, e para remover os resíduos celulares. O sistema circulatório é uma série de tubos conectados, que inclui o coração, as artérias, a microcirculação e as veias.

O coração é o condutor do sistema circulatório gerando o débito cardíaco (CO) por contração rítmica e relaxante. Isto cria mudanças nas pressões regionais e, combinado com um complexo sistema valvular no coração e nas veias, assegura que o sangue se mova em torno do sistema circulatório em uma direção. O “bater” do coração gera um fluxo de sangue pulsátil que é conduzido para as artérias, através da microcirculação e, eventualmente, de volta através do sistema venoso para o coração. A aorta, a artéria principal, deixa o coração esquerdo e passa a dividir-se em artérias cada vez mais pequenas até se tornarem arteríolas, e eventualmente capilares, onde ocorre a transferência de oxigénio. Os capilares ligam-se às vênulas, nas quais o sangue desoxigenado passa das células de volta para o sangue, e o sangue viaja de volta através da rede de veias para o coração direito. A microcirculação – as arteríolas, capilares e vênulas – constitui a maior parte da área do sistema vascular e é o local da transferência de O2, glicose e substratos enzimáticos para as células. O sistema venoso devolve o sangue desoxigenado ao coração direito onde é bombeado para os pulmões para se tornar oxigenado e o CO2 e outros resíduos gasosos trocados e expelidos durante a respiração. O sangue retorna então para o lado esquerdo do coração, onde começa o processo novamente. Claramente o coração, vasos e pulmões estão todos ativamente envolvidos na manutenção de células e órgãos saudáveis, e todos influenciam a hemodinâmica.

Haemodinâmica pode ser definida como os fatores físicos que governam o fluxo sanguíneo. Estes são os mesmos factores físicos que governam o fluxo de qualquer fluido, e baseiam-se numa lei fundamental da física, nomeadamente a Lei de Ohm, que afirma que a corrente (I) é igual à diferença de tensão (ΔV) dividida pela resistência (R). Ao relacionar a Lei de Ohm ao fluxo do fluido, a diferença de voltagem é a diferença de pressão (ΔP; às vezes chamada de pressão de condução, pressão de perfusão ou gradiente de pressão), a resistência é a resistência ao fluxo (R) oferecida pelo vaso sanguíneo e suas interações com o sangue fluente, e a corrente é o fluxo sanguíneo (F). Esta relação hemodinâmica pode ser resumida por:

Para o fluxo de sangue em um vaso sanguíneo, a ΔP é a diferença de pressão entre quaisquer dois pontos ao longo de um determinado comprimento do vaso. Ao descrever o fluxo de sangue para um órgão, a diferença de pressão é geralmente expressa como a diferença entre a pressão arterial (PA) e a pressão venosa (PV). Por exemplo, o fluxo de sangue para o rim é determinado pela pressão da artéria renal, pressão da veia renal e resistência vascular renal.

O fluxo de sangue através de uma válvula cardíaca segue a mesma relação que para um vaso sanguíneo; entretanto, a diferença de pressão é as duas pressões em ambos os lados da válvula. Por exemplo, a diferença de pressão através da válvula aórtica que conduz o fluxo através dessa válvula durante a ejeção ventricular é a pressão intraventricular (PIV) menos a pressão aórtica (PAo). A resistência (R) é a resistência ao fluxo que está relacionada em grande parte com o tamanho da abertura da válvula. Portanto, a relação descrevendo o fluxo através da válvula aórtica é:

Em condições ideais de fluxo laminar, nas quais a resistência vascular é independente do fluxo e da pressão, a relação entre pressão, fluxo e resistência pode ser retratada como mostrado na figura à direita. Como o fluxo e a resistência estão reciprocamente relacionados, um aumento na resistência diminui o fluxo em qualquer dado ΔP. Além disso, em qualquer fluxo ao longo de um vaso sanguíneo ou através de uma válvula cardíaca, um aumento na resistência aumenta a ΔP.

Alterações na resistência são o principal meio pelo qual o fluxo sanguíneo é regulado dentro dos órgãos, porque os mecanismos de controle no corpo geralmente mantêm a pressão arterial e venosa dentro de uma faixa estreita. Entretanto, mudanças na pressão de perfusão, quando ocorrem, afetarão o fluxo.

A relação acima também indica que existe uma relação linear e proporcional entre fluxo e pressão de perfusão. Esta relação linear, entretanto, não é seguida quando condições patológicas levam a um fluxo turbulento, porque a turbulência diminui o fluxo a qualquer pressão de perfusão. Além disso, a natureza pulsátil do fluxo em grandes artérias também altera esta relação de modo que maiores pressões são necessárias para um dado fluxo. Em outras palavras, a pulsatilidade, assim como a turbulência, aumenta a resistência ao fluxo.
Fontes:
http://www.cvphysiology.com/Hemodynamics/H001.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Hemodynamics
http://www.hemodynamicsociety.org/hemodyn.html
https://teach.lanecc.edu/naylore/225Lectures/02B/L2B.html
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2263/
https://basicmedicalkey.com/blood/
https://www.stemcell.com/how-to-prepare-a-buffy-coat.html

Edited by John Sandham