Como ocorre a regulação a longo prazo da regulação da pressão arterial mediada pelos rins?

Descrição Geral

Equações da pressão arterial média (PAM)

A pressão arterial média é a pressão arterial sistémica média.

• PAM = (DC x RVS) + PVC
  • DC: débito cardíaco, que = volume de ejeção x FC
  • RVS: resistência vascular sistémica
  • PVC: pressão venosa central (perto de 0, muitas vezes desconsiderada)
• Pode ser aproximada usando as pressões sanguíneas sistólica e diastólica:
  • Como o coração passa mais tempo na diástole do que na sístole, a pressão arterial diastólica (PAD) contribui mais para a PAM do que a pressão arterial sistólica (PAS).
  • Equação: PAM ≅ [⅓ (PAS – PAD)] + PAD

Pressão arterial média intravascular ao longo do ciclo cardíaco
P: pressão

Fatores que afetam a pressão arterial média

A pressão arterial média é afetada principalmente pelo DC e RVS:

DC = FC x volume de ejeção:

• A FC é determinada por:
  • Efeito do SNA (regulador primário) no nó sinoauricular no coração
  • Outros fatores:
    • Hormonas da tiróide
    • Catecolaminas circulantes
    • Níveis de K+
    • Isquemia
• O volume de ejeção é afetado por:
  • Inotropia: força contrátil de cada batimento cardíaco
  • Pós-carga:
    • Pressão que o ventrículo esquerdo precisa de superar para ejetar sangue na aorta
    • Intimamente relacionado ao SVR
  • Pré-carga (quanto os ventrículos se esticaram/encheram de sangue até ao final da diástole), que é afetada por:
    • Complacência venosa (quanto sangue as veias podem conter)
    • Volume de sangue, afetado principalmente pela gestão renal de Na+ e H2O

A resistência vascular sistémica é afetada principalmente por:

• Anatomia vascular:
  • Distribuição dos vasos em série ou em paralelo
  • Anatomia das paredes dos vasos
• Fatores locais secretados pelas paredes dos vasos (por exemplo, NO, prostaciclina, tromboxano), que podem causar vasoconstrição e vasodilatação
• Fatores neuronais:
  • Input do SNA
  • Reflexo barorrecetor arterial
• Hormonas:
  • Catecolaminas circulantes libertadas pela medula adrenal
  • Hormonas no SRAA
  • Peptídeos natriuréticos
  • Hormona antidiurética (ADH)

Fatores que afetam a pressão arterial média (PAM).
DC: débito cardíaco
RVS: resistência vascular sistémica

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Regulação pelo SNA

Estimulação simpática

A estimulação simpática aumenta a PAM, o que aumenta tanto a RVS quanto o DC:

• ↑ RVS induz vasoconstrição:
  • Através de receptores α1 -adrenérgicos, que estão acoplados às proteínas Gq
  • Usa transdução de sinal de trifosfato de inositol (IP3) → contrai o músculo liso
• ↑ DC aumentando a FC e o volume de ejeção
  • Diretamente, através dos receptores β1 -adrenérgicos, o que aumenta:
    • Contractilidade (levando a ↑ volume de ejeção)
    • cAMP → ↑ taxa de despolarização no nó sinoauricular (SA)) → ↑ FC
  • Ao induzir a venoconstrição → força mais sangue de volta ao coração → ↑ pré-carga → ↑ volume de ejeção → ↑ DC
  • Por ↑ volume de sangue através da ativação do SRAA → ↑ pré-carga → ↑ volume de ejeção → ↑ DC

Estimulação parassimpática

A estimulação parassimpática diminui a PAM, diminuindo tanto a RVS quanto o DC:

• ↓ RVS induz vasodilatação
• ↓ DC diminuindo a FC
  • Através de recetores muscarínicos M2 que estão acoplados às proteínas Gi
  • Leva a ↓ cAMP → ↓ taxa de despolarização no nó SA → ↓ FC

Regiões de regulação do “output” autonómico

• Hipotálamo: regula o “output” “automático” do SNA
• Medula: coordena as respostas do reflexo barorrecetor (veja abaixo)
• Córtex cerebral: ajusta o “output” do SNA com base nos processos de pensamento cognitivo (ou seja, medo, stress, relaxamento)
• Medula espinhal: contém eferentes simpáticos sob controlo reflexivo da medula espinhal

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Reflexo do Barorrecetor Arterial

O reflexo barorrecetor é o mecanismo mais importante para a regulação aguda da PA.

Barorrecetores

• Neurónios sensores de pressão
• Disparam continuamente, embora a taxa de disparo varie dependendo da pressão arterial
• Localização dos barorrecetores:
  • Seio carotídeo:
    • Localizado onde as carótidas comuns se dividem nos seus ramos internos e externos
    • Inervado pelo nervo glossofaríngeo (nervo craniano (NC) IX)
  • Arco aórtico: inervado pelo nervo vago (NC X)

Localizações dos barorrecetores carotídeos e aórticos

Reflexo barorrecetor

• ↑ Pressão sanguínea ou volume sanguíneo → ↑ estiramento dos vasos
• Nervos barorrecetores ↑ frequência de disparo quando sentem ↑ estiramento
  • Respondem em milissegundos
  • A taxa de disparo muda entre a sístole e a diástole de um único batimento cardíaco
• Sinal enviado através de fibras aferentes → núcleo do trato solitário na medula
• A resposta apropriada é coordenada nos centros de controlo cardiovascular da medula e enviada via fibras do SNA
• 3 centros de “output” primários no centro de controlo cardiovascular:
  • Centros simpáticos:
    • Centro cardioacelerador: ↑ FC e inotropia quando ativado
    • Centro vasomotor: ↓ pré-carga e RVS quando ativado
  • Centro vagal/parassimpático:
• Centro cardioinibitório: ↓ FC quando ativado

Barorrecetores são neurónios que detetam o estiramento de um vaso sanguíneo.
P: pressão

Exemplo: ↑ pressão arterial

↑ Pressão sanguínea → ↑ estiramento do vaso → ↑ taxa de disparo do barorrecetor → leva a:

• Ativação do centro vagal/parassimpático (ou seja, centro cardioinibitório): ↓ FC
• Inibição dos centros simpáticos (ou seja, centros cardioaceleradores e vasomotores):
  • ↓ Inotropia
  • Venodilatação → ↓ pré-carga → ↓ volume de ejeção → ↓ DC
  • Vasodilatação → ↓ RVS
• Efeito final = ↓ pressão arterial

Respostas do reflexo barorrecetor ao aumento da pressão arterial:
FC: frequência cardíaca
DC: débito cardíaco
RVS: resistência vascular sistémica

Exemplo: ↓ pressão arterial (ou seja, hipotensão)

↓ Pressão arterial → ↓ estiramento → ↓ taxa de disparo do barorreceptor → leva a:

• Inibição do centro vagal/parassimpático (ou seja, centro cardioinibitório): ↑ FC
• Ativação dos centros simpáticos (ou seja, centros cardioaceleradores e vasomotores):
  • ↑ Inotropia
  • Venoconstrição → ↑ pré-carga → ↑ volume de ejeção → ↑ DC
  • Vasoconstrição → ↑ RVS
• Efeito final = ↑ pressão arterial

Respostas do reflexo barorrecetor à diminuição da pressão arterial:
FC: frequência cardíaca
DC: débito cardíaco
RVS: resistência vascular sistémica

Reflexo barorrecetor em resposta à hipotensão:
A diminuição da pressão arterial é sentida pelos barorrecetores aórticos, que iniciam o reflexo. A resposta simpática induzida causa vasoconstrição arterial periférica, aumentando a resistência vascular sistémica (RVS). A constrição das veias aumenta a pré-carga, o que aumenta o volume de ejeção e, portanto, o débito cardíaco (DC). A resposta simpática também aumenta a FC e a inotropia cardíaca. Tudo isso contribui para a normalização da pressão arterial.
PAM: pressão arterial média

Ajuste da função do barorrecetor

• Os barorrecetores adaptam-se rapidamente → envolvidos apenas na regulação da pressão arterial a curto prazo (ou seja, de segundo para segundo)
  • Mesmo se a faixa de pressão arterial basal estiver cronicamente elevada (ou diminuída), o corpo ainda precisa de ser capaz de fazer ajustes a curto prazo para manter a pressão arterial adequada durante as atividades normais (por exemplo, levantar-se, subir escadas).
  • Certas situações requerem que o intervalo normal para o disparo do barorrecetor seja “reiniciado” ou ajustado.
• O reflexo barorrecetor segue uma curva sigmoidal:
  • Pressão arterial traçada no eixo do x
  • Frequência de disparo do barorrecetor traçada no eixo do y
  • A maior taxa de disparo ocorre durante a parte mais íngreme da curva
• Efeitos da pressão arterial cronicamente elevada (por exemplo, hipertensão crónica)
  • Desloca a curva para a direita
  • Os barorrecetores não aumentam a taxa de disparo até que sejam detetados níveis mais elevados de estiramento.
• Outras situações em que o ponto de ajuste do barorreflexo é ajustado para períodos mais curtos de tempo:
  • Exercício aeróbico
  • Dor

Relação entre a pressão arterial e a frequência de disparo dos barorrecetores em pacientes normotensos e hipertensos:
À medida que a pressão arterial aumenta, os neurónios aferentes dos barorrecetores disparam com mais frequência numa relação sigmoidal. A hipertensão crónica diminui a sensibilidade dos barorrecetores, deslocando a curva para a direita.
PAM: pressão arterial média

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Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA)

O SRAA é o principal regulador a longo prazo da pressão arterial.

Enzimas e hormonas no SRAA

• Renina:
  • Secretada pelas células da mácula densa nos rins
  • Converte o angiotensinogénio (secretado pelos hepatócitos) em angiotensina I
• ECA:
  • Secretada pelo endotélio vascular pulmonar
  • Converte a angiotensina I em angiotensina II
• Angiotensina II:
  • Estimula a libertação de aldosterona (secretada pela zona glomerulosa do córtex adrenal)
  • ↑ secreção de ADH → ↑ reabsorção renal de água
  • ↑ Sede
  • ↓ Complacência venosa através de recetores de angiotensina tipo 1 (AT1)
• Aldosterona:
  • Estimula a reabsorção de Na+ e água dos túbulos renais
  • Estimula a excreção de K+ e H+ na urina

Estimulação do SRAA:

Fatores que estimulam o SRAA (ou seja, a secreção de renina) incluem:

• ↓ Perfusão renal:
  • ↓ Pressão arterial
  • ↓ Volume de sangue circulante efetivo
• ↓ Entrega de sódio ao rim
• ↑ Estimulação simpática

Resultados finais da ativação do SRAA

Renina → angiotensina I → angiotensina II → aldosterona:

• ↑ PA: induz a reabsorção de água e Na+ , levando a ↑ volume de sangue → ↑ pré-carga → ↑ volume de ejeção → ↑ DC → ↑ PAM
• ↑ Na+ sérico (por ↓ excreção urinária de Na+)
• ↓ K+ sérico (por ↑ excreção urinária de K+)
• ↑ pH sérico (por ↑ excreção urinária de H+)

Sistema renina-angiotensina-aldosterona:
Uma diminuição na pressão arterial média (PAM) é detetada pelo aparelho justaglomerular, que secreta renina. A renina catalisa a síntese da angiotensina I, que é convertida em angiotensina II pela ECA. A angiotensina II induz a libertação de aldosterona do córtex adrenal, que viaja para o túbulo contornado distal, onde causa a reabsorção de Na+ e água.
DC: débito cardíaco

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Outras Hormonas Envolvidas na Regulação da Pressão Arterial

Catecolaminas circulantes

• As catecolaminas circulantes são secretadas diretamente na corrente sanguínea pela medula adrenal
• Hormonas catecolaminérgicas:
  • Epinefrina (80%)
  • Norepinefrina (20%)
• Efeitos das catecolaminas que ↑ a pressão arterial:
  • Via receptores β1 -adrenérgicos cardíacos → ↑ FC e ↑ volume de ejeção
  • Via receptores β1 adrenérgicos renais → ↑ SRAA → ↑ volume de sangue
  • Via receptores α1 de vasos sanguíneos → vasoconstrição
• Outros efeitos das catecolaminas:
  • ↑ Respiração e broncodilatação
  • ↑ Níveis de glicose no sangue
  • ↓ Digestão
• As catecolaminas circulantes são ↑ por:
  • Atividade física
  • Stress
  • Insuficiência cardíaca
  • Choque
  • Feocromocitoma

Peptídeos natriuréticos

Essas hormonas atuam em oposição ao SRAA.

• 2 tipos de peptídeos natriuréticos:
  • Peptídeo natriurético auricular (ANP, pela sigla em inglês): armazenado e libertado pelos miócitos auriculares
  • Peptídeo natriurético do tipo cerebral (BNP):
    • Armazenado e libertado por miócitos ventriculares
    • Marcador de diagnóstico para insuficiência cardíaca
• ANP e BNP têm ações semelhantes:
  • ↓ Libertação de renina → ↓ angiotensina II → ↓ aldosterona → diurese (perda de água) e natriurese (perda de Na+ ) → ↓ volume sanguíneo → ↓ pré-carga → ↓ DC → ↓ PAM
  • Efeitos menores que a ↓ PVC e RVS
• Libertado em resposta a:
  • Distensão auricular (fator mais importante)
  • Estimulação simpática
  • Angiotensina II
  • Endotelina

Efeitos do peptídeo natriurético auricular (ANP) no volume sanguíneo:
O peptídeo natriurético auricular é libertado pelos miócitos auriculares em resposta à distensão e diminui a libertação de renina, o que resulta em perda de sódio (natriurese) e perda de água (diurese) na urina. A perda de volume pela urina diminui a pressão venosa central (PVC), a pré-carga e a resistência vascular sistêmica (RVS), diminuindo a pressão arterial.
TFG: taxa de filtração glomerular
NEP: endopeptidase neutra

Hormona antidiurética (ADH, pela sigla em inglês)

• Neuropeptídeo secretado pela hipófise posterior
• Também chamada de vasopressina
• Secretado em resposta a:
  • Angiotensina II
  • Hiperosmolaridade
  • Estimulação simpática
• 2 efeitos primários:
  • Em níveis normais:
    • A ação é via recetores de vasopressina 2 (V2)
    • Estimula a reabsorção de água nos túbulos renais e no sistema coletor (efeito primário) → ↑ volume de sangue → ↑ pré-carga → ↑ DC → ↑ PAM
  • Em níveis elevados: vasoconstrição via receptores V1 → ↑ RVS

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Relevância Clínica:

• Hemorragia: perda excessiva de sangue que resulta em diminuição do volume sanguíneo, levando a ↓ pré-carga, ↓ volume de ejeção, ↓ DC, ↓ PAM e, portanto, ↓ perfusão para órgãos vitais. Para manter a perfusão, o corpo irá compensar tentando aumentar a PAM, aumentando o DC através do aumento da FC e da contratilidade, e pela vasoconstrição para aumentar a resistência vascular sistémica. Fluidos intravenosos e/ou transfusões de sangue podem ajudar a restaurar o volume sanguíneo.
• Resposta de luta ou fuga: ativação do sistema nervoso simpático (SNS), que afeta simultaneamente vários aspetos do ciclo cardíaco. A ativação do SNS aumenta a contractilidade do coração, enquanto causa vasoconstrição e aumenta o retorno venoso ao coração. Essas condições resultam em efeitos sinérgicos, aumentando o volume de ejeção devido aos efeitos tanto no ↑ pré-carga quanto no ↑ inotropia.
• Estados de baixo débito cardíaco , como insuficiência cardíaca , cirrose hepática e cor pulmonale de doença pulmonar grave, podem causar estimulação anormalmente alta do SRAA na tentativa de manter pressões arteriais adequadas. A aldosterona anormalmente alta, entretanto, pode levar a complicações metabólicas, como hipocalemia e/ou alcalose metabólica.

Referências

1. Mohrman, D. E., Heller, L. J. (2018). Overview of the cardiovascular system. Chapter 1 of Cardiovascular physiology, 9th ed. McGraw-Hill Education. accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1153946098
2. Mohrman, D. E., Heller, L. J. (2018). Vascular control. Chapter 7 of Cardiovascular physiology, 9th ed. McGraw-Hill Education. accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1153946722
3. Mohrman, D. E., Heller, L. J. (2018). Regulation of arterial pressure. Chapter 9 of Cardiovascular physiology, 9th ed. McGraw-Hill Education. accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1153946898
4. Baumann, B. M. (2016). Systemic hypertension. Chapter 57 of J. E. Tintinalli, J. S. Stapczynski, O. J. Ma, D. M. Yealy, G. D. Meckler & D. M. Cline (Eds.), Tintinalli’s Emergency Medicine: A Comprehensive Study Guide, 8th ed. McGraw-Hill Education. accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1121496251
5. Klabunde R. E. (2021). Cardiovascular physiology concepts. Retrieved June 10, 2021, from https://www.cvphysiology.com/
6. Saladin, K.S., Miller, L. (2004). Anatomy and physiology, 3rd ed., pp. 753–760. McGraw-Hill Education.

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