A física do batimento cardíaco
O funcionamento do coração está intimamente ligado a física e, neste blog, vamos discutir algumas dessas aplicações, sendo elas: pressão sanguínea, trocas gasosas e o funcionamento dos pulsos. Primeiramente, discutiremos sobre o funcionamento dos pulsos do batimento cardíaco. O nó sinoatrial é o que gera e os regula, sendo que, eles são recebidos e transmitidos pelo feixe de His e as fibras de Purkinje. Depois que ocorre o estímulo, o coração se contrai de forma sincronizada, formando assim o batimento cardíaco [1]. A membrana da célula cardíaca é permeável para os íons: potássio (K+); sódio (Na+) e cálcio (Ca+). Quando a membrana é estimulada, ocorre uma mudança nas suas propriedades físico-químicas, permitindo a entrada e saída desses íons, por meio de uma mudança de permeabilidade. Isso vai gerar uma diferença de potencial, que ocasionará o pulso cardíaco [1]. O nó Sinoatrial e o auriculoventricular funcionam como marca-passos naturais, pois não precisam de estímulo para mudar a permeabilidade da membrana, vale notar que ela se altera cerca de 60 a 100 vezes por minuto [1]. A pressão arterial, é a pressão que o sangue exerce sobre as paredes das artérias. Essa pressão é dependente da força da contração do coração, da quantidade de sangue e da resistência das paredes dos vasos sanguíneos. Nesse contexto, o coração é uma bomba que acresce pressão ao sangue permitindo que ele circule pelo corpo apesar da gravidade e atrito viscoso. A unidade de medida que é utilizada para quantificar a pressão arterial é o milímetro de mercúrio, ou mmHg [2]. A respiração e as trocas gasosas que ocorrem, também estão diretamente ligados com a física. As trocas gasosas ocorrem para levar oxigênio para todo corpo, através do sangue, e retirar do corpo o gás carbônico produzido. Quando respiramos, o oxigênio do ambiente chega aos nossos alvéolos pulmonares por meio da difusão, enquanto o dióxido de carbônico é expirado. A difusão é um processo físico que ocorre por diferença de concentração. Quando inspiramos, o nosso pulmão tem uma concentração mais alta de gás carbônico, enquanto o ambiente possui uma concentração mais alta de oxigênio. Assim ocorre a troca, o gás carbônico vai para o ambiente, que tem menor concentração e o oxigênio é transportado para os alvéolos pulmonares onde a concentração é mais baixa, e vai para o coração para poder ser distribuído por todo corpo [2,3]. A física do coração é um campo interdisciplinar que une a biomecânica e da hidrodinâmica. A compreensão da física nesse processo contribui para os avanços na prática clínica e no desenvolvimento de tecnologias médicas. Autora: Ana Flavia Gomes. Referências: [1] Weissmüller, G., Pinto, N. M., Bisch, P. M.. Biofísica. 2. ed. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2010. [2] Física com Douglas. A Física está no seu coração e na circulação! Youtube, 27 de maio de 2018. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=EM_Yn0aP2q0. [3] Hematose: como funciona a difusão pulmonar? MAGNAMED, 2021. Disponível em: https://www.inovacoesmagnamed.com.br/post/2020/02/27/hematose-como-funciona-a-difusao-pulmonar. Acesso em: 09 de nov de 2023.
