Evolução do fluxo sanguíneo do coração para a periferia
O movimento do sangue pelo leito vascular não é uniforme e altera-se à medida que se afasta do coração. Durante o ciclo cardíaco, a pressão sofre flutuações significativas, embora estas diminuam gradualmente. O principal papel nesta suavização é desempenhado pela acentuada elasticidade das paredes da aorta e das grandes artérias principais.
Dependendo do calibre do vaso, a natureza do fluxo muda drasticamente:
- Aorta e grandes artérias: o fluxo sanguíneo tem um caráter pulsátil acentuado, com o sangue a avançar em impulsos separados, em sincronia com as contrações cardíacas.
- Arteríolas e capilares: as pulsações são completamente amortecidas e o fluxo sanguíneo torna-se absolutamente contínuo, o que é criticamente importante para uma troca transcapilar adequada.
Dois regimes de fluxo de líquidos
A hemodinâmica descreve dois regimes fundamentalmente diferentes de movimento do sangue através dos vasos: laminar e turbulento. A transição entre eles está diretamente relacionada com a alteração da velocidade de movimento do líquido.
- Fluxo laminar. Trata-se de um movimento estritamente ordenado. O sangue desloca-se em camadas regulares que deslizam paralelamente à direção do fluxo (o chamado fluxo axial). As camadas não se cruzam nem se misturam umas com as outras.
- Fluxo turbulento. Ocorre com um aumento substancial na velocidade de movimento. A ordenação é totalmente destruída: ocorre uma mistura intensa de absolutamente todas as camadas do líquido entre si, o que é acompanhado pela formação de inúmeros vórtices.
Número de Reynolds ($NR$)
Para prever em que regime o sangue fluirá num vaso específico, utiliza-se um critério matemático — o número de Reynolds ($NR$). Ele é calculado através da seguinte fórmula:
$NR = (\rho \cdot D \cdot v) / \eta$
Onde:
- $\rho$ (rho) — densidade do líquido;
- $D$ — diâmetro do vaso sanguíneo (tubo);
- $v$ — velocidade média de movimento do fluxo;
- $\eta$ (eta) — viscosidade do líquido.
A avaliação do valor obtido permite determinar com precisão o regime:
- Se $NR < 2000$, o fluxo permanece garantidamente laminar.
- Se $NR > 3000$, o fluxo transita para turbulento.
Fatores para o surgimento da turbulência
As turbulências no fluxo sanguíneo não aparecem de forma aleatória. A turbulência ocorre quando coincidem determinadas condições físicas e anatómicas. Os fatores que provocam a quebra do fluxo laminar incluem:
- Diminuição da viscosidade do sangue.
- Aumento da velocidade de movimento do fluxo.
- Grande diâmetro do vaso sanguíneo.
- Alta densidade do líquido.
- Presença de irregularidades nas paredes vasculares internas.
Um papel especial é desempenhado pelo fenómeno de "afinamento por cisalhamento". A essência deste fenómeno reside no facto de que, com um aumento significativo na velocidade do fluxo sanguíneo, uma camada de líquido começa a deslocar-se ativamente em relação à outra. Esta interação física leva a uma redução efetiva da viscosidade do sangue, o que, de acordo com a fórmula de Reynolds, aumenta adicionalmente o risco de desenvolvimento de turbulência.
Significado fisiológico da turbulência
O fluxo turbulento nem sempre é uma patologia; ele possui uma localização clara e condições de surgimento num organismo saudável.
Inicialmente, os fluxos de vórtices existem normalmente no momento da ejeção de uma porção de sangue do ventrículo esquerdo para a aorta. Além disso, a turbulência surge de forma previsível em locais de ramificação dos vasos sanguíneos (bifurcações), onde a geometria do fluxo é perturbada. Nas restantes artérias, o fluxo pode tornar-se temporariamente turbulento com um aumento acentuado da velocidade do fluxo sanguíneo — por exemplo, no contexto de atividade física intensa.
A principal consequência fisiológica da turbulência é energética. Esse fluxo exige custos adicionais de energia para impulsionar o sangue através do leito vascular. Como consequência, isto cria uma carga adicional substancial sobre a função de bomba do coração.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Qual é o perfil de distribuição de velocidades das camadas típico do fluxo sanguíneo laminar?
O fluxo sanguíneo laminar caracteriza-se por um movimento ordenado: o sangue desloca-se em camadas paralelas à direção do fluxo, ou seja, forma-se um fluxo axial. Nos microvasos, descreve-se um perfil de fluxo parabólico: devido à diferença de pressão transversal, os elementos figurados deslocam-se da periferia para o centro. Como resultado, a velocidade de movimento das células através do capilar é superior à velocidade de movimento do sangue total; a isto está associado o fenómeno de diminuição da viscosidade do sangue nos microvasos.
Em que patologias cardiovasculares ocorre o fluxo sanguíneo turbulento?
Nas fontes citadas, o fluxo sanguíneo turbulento é descrito nas seguintes patologias cardiovasculares:
- estenose da artéria renal — a turbulência do fluxo sanguíneo é detetada a jusante do local da estenose;
- regurgitação mitral aguda — o jato retrógrado do ventrículo esquerdo para o átrio esquerdo parece escuro na cine-RMN devido ao fluxo turbulento.
As fontes também indicam que os vórtices existem inicialmente durante a ejeção de sangue do ventrículo para a aorta e nos locais de ramificação dos vasos — bifurcações; nas artérias, o fluxo pode tornar-se turbulento com o aumento da velocidade do fluxo sanguíneo, por exemplo, durante o exercício físico.
Para memorizar os fatores da turbulência, observe a fórmula de Reynolds: tudo o que está no numerador (densidade, diâmetro, velocidade), quando aumenta, causa vórtices. E tudo o que está no denominador (viscosidade), quando aumenta, mantém o fluxo laminar.
Questões de aulas e exames
Por que o fluxo sanguíneo é contínuo nos capilares e pulsátil na aorta?
Na aorta, o sangue move-se em impulsos separados devido aos débitos cardíacos rítmicos. À medida que avança em direção à periferia, estas flutuações de pressão são completamente amortecidas graças à alta elasticidade das paredes dos grandes vasos.
O que é o fenómeno de "afinamento por cisalhamento"?
É este o fenómeno de diminuição da viscosidade do sangue com o aumento da velocidade do fluxo sanguíneo. Ocorre porque, a alta velocidade, as camadas de líquido começam a deslocar-se intensamente umas em relação às outras.
Onde se pode encontrar normalmente fluxo sanguíneo turbulento?
Num organismo saudável, os vórtices formam-se durante a ejeção de sangue do ventrículo para a aorta, bem como nos locais de bifurcações (ramificações) dos vasos. Noutras artérias, podem aparecer durante exercício físico intenso devido ao aumento da velocidade do fluxo.
O que mais estudar sobre o tema
- Mecanismos de amortecimento das flutuações de pressão arterial do pulso
- Influência das irregularidades da parede vascular na hemodinâmica
- Hemodinâmica em locais de bifurcações de vasos sanguíneos
- Gastos energéticos do miocárdio ao superar a turbulência
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