Coração e vasos

1. Sistema cardiovascular

1.1. Funções e componentes

O sistema cardiovascular tem três funções principais:

• transporte de O_{2} e nutrientes para os tecidos e de CO_{2} e produtos do metabolismo para os órgãos de excreção;
• distribuição de moléculas (hormonas) e de células (sistema imunitário). O próprio coração produz hormonas, sobretudo o peptídeo natriurético auricular (ANP);
• regulação térmica.

É formado pelo sistema sanguíneo (coração, artérias, capilares e veias) e pelo sistema linfático.

1.2. Organização geral da parede

Nos vasos sanguíneos com parede estratificada distinguem-se três túnicas, cuja espessura e composição variam conforme o segmento. Os capilares têm essencialmente endotélio e lâmina basal, com pericitos em alguns leitos, sem média nem adventícia individualizadas:

• Túnica íntima: endotélio apoiado numa lâmina basal e, consoante o vaso, conjuntivo subendotelial. A lâmina elástica interna é particularmente evidente nas artérias musculares; nas elásticas confunde-se com as restantes lâminas, enquanto nas veias é frequentemente discreta ou ausente.
• Túnica média: fibras musculares lisas e a matriz extracelular que elas próprias produzem (colagénio tipos III e I, fibras elásticas, fibronectina, fibrilina, proteoglicanos). Na sua parte externa pode haver uma lâmina elástica externa.
• Túnica adventícia: conjuntivo rico em colagénio, com fibras elásticas e fibroblastos. Nos vasos grandes contém vasa vasorum e nervi vasorum; algumas grandes veias têm feixes de músculo liso, especialmente evidentes nas cavas.

A parede cardíaca distingue-se em endocárdio, miocárdio de músculo estriado cardíaco e epicárdio, camadas topograficamente correspondentes às túnicas vasculares, com especialização própria.

2. Coração

2.1. Organização

O coração é um órgão muscular que bombeia o sangue para dois circuitos: a circulação pulmonar (ventrículo direito) e a circulação sistémica (ventrículo esquerdo). Tem duas aurículas e dois ventrículos. O músculo das aurículas está separado do dos ventrículos por uma faixa de conjuntivo fibroso, o esqueleto cardíaco, que inclui os anéis das quatro válvulas.

A parede do coração tem três camadas:

• Endocárdio, interno: endotélio e conjuntivo subjacente.
• Miocárdio, médio: feixes de músculo cardíaco com orientações variadas; é a camada mais espessa, sobretudo no ventrículo esquerdo.
• Epicárdio, externo: conjuntivo revestido por mesotélio.

2.2. Endocárdio

O endocárdio é homólogo da íntima dos vasos. Tem:

• um endotélio (epitélio pavimentoso simples) contínuo com o dos vasos;
• uma camada subendotelial de conjuntivo com fibras elásticas e algumas fibras musculares lisas;
• uma camada subendocárdica de conjuntivo laxo, com pequenos vasos e nervos, que o liga ao miocárdio. Nos ventrículos, a região subendocárdica contém os ramos do sistema de condução (fibras de Purkinje). A espessura do endocárdio varia com a cavidade: o auricular é, em geral, mais espesso e mais rico em fibras elásticas do que o ventricular.

2.3. Miocárdio

O miocárdio é formado por feixes de cardiomiócitos, separados por septos de conjuntivo com capilares abundantes, que ligam a parede muscular ao esqueleto cardíaco. As características dos cardiomiócitos foram descritas no capítulo 8:

• células com um núcleo central (por vezes dois), cerca de 15 µm de diâmetro e 100 µm de comprimento, com estriação transversal;
• organizadas em cordões que se ramificam em Y e se unem topo a topo pelos discos intercalares;
• mitocôndrias mais abundantes e retículo sarcoplasmático menos extenso do que no músculo esquelético; as cisternas terminais formam díades com os túbulos T, situados ao nível das linhas Z;
• capacidade proliferativa muito reduzida no adulto. Estudos humanos com datação por carbono-14 estimaram uma renovação de cerca de 1 % por ano aos 25 anos, decrescendo com a idade (cerca de 0,45 % aos 75 anos); são estimativas de renovação celular dependentes do modelo, não uma taxa mitótica pós-natal constante, e não asseguram regeneração suficiente após um enfarte.

Os discos intercalares são as zonas de adesão reforçada entre as extremidades de dois cardiomiócitos. Na porção transversal, desmossomas e fáscias de adesão (onde ancoram os filamentos de actina) unem fortemente as células; na porção longitudinal, junções comunicantes abundantes deixam passar os iões e fazem do miocárdio um sincício funcional. Quando os sarcómeros de células vizinhas ficam desalinhados, o disco forma degraus: as linhas escaleriformes de Eberth.

Os cardiomiócitos auriculares são mais pequenos e têm grânulos de secreção junto ao núcleo, com ANP. O ANP é libertado quando a pressão (distensão) nas aurículas aumenta; atua no rim, nos vasos e no tecido adiposo, aumentando a excreção de sódio e água e baixando a pressão arterial (efeito oposto ao da aldosterona). Os cardiomiócitos ventriculares também produzem e libertam o BNP (peptídeo natriurético tipo B), particularmente em resposta ao aumento da tensão da parede e à sobrecarga hemodinâmica. Tal como o ANP, participa na regulação do volume circulante e da pressão arterial. Admite-se que todos os cardiomiócitos auriculares acumulam a função contrátil e a endócrina (células mioendócrinas).

2.4. Epicárdio e pericárdio

O epicárdio, folheto visceral do pericárdio seroso, é tecido conjuntivo fibrocolagénico e elástico revestido por mesotélio. A espessura e a quantidade de tecido adiposo subepicárdico variam: há regiões com gordura abundante, vasos coronários e nervos, enquanto noutras o conjuntivo se encontra praticamente contíguo ao miocárdio.

O pericárdio envolve e protege o coração. Tem uma camada fibrosa externa e uma camada serosa com dois folhetos: o parietal, aderente à fibrosa, e o visceral, que é o epicárdio. Entre os dois fica a cavidade pericárdica, com uma pequena quantidade de líquido que reduz o atrito.

2.5. Sistema de condução

O coração contrai-se ritmicamente por si próprio, graças a cardiomiócitos especializados na geração e condução do impulso:

1. o impulso nasce no nó sinoauricular, na parede da aurícula direita junto à veia cava superior (pacemaker);
2. propaga-se pelo miocárdio auricular até ao nó auriculoventricular, no septo interauricular, onde sofre um atraso que permite às aurículas esvaziarem-se;
3. segue pelo feixe auriculoventricular (feixe de His), que atravessa o esqueleto cardíaco e se divide em ramos direito e esquerdo no septo interventricular;
4. distribui-se pelas paredes ventriculares através das fibras de Purkinje.

As células dos nós são pequenas, com poucas miofibrilas. As fibras de Purkinje ficam na camada subendocárdica e são fáceis de reconhecer:

• são maiores do que os cardiomiócitos contrácteis;
• têm o citoplasma claro, com poucas miofibrilas, irregulares e periféricas;
• têm muito glicogénio;
• são por vezes binucleadas;
• unem-se por muitas junções comunicantes, o que permite conduzir o impulso muito depressa.

2.6. Esqueleto cardíaco e válvulas

O esqueleto cardíaco é conjuntivo denso irregular no centro do coração, formado pelo septo membranoso, pelos trígonos fibrosos e pelos anéis fibrosos à volta das válvulas; por vezes contém nódulos de fibrocartilagem. Tem três funções: sustenta as válvulas, serve de inserção ao miocárdio e isola eletricamente as aurículas dos ventrículos. Em condições normais, o impulso chega ao nó auriculoventricular, onde se atrasa, e atravessa o isolamento fibroso pelo feixe auriculoventricular (de His), continuado pelos ramos direito e esquerdo.

As válvulas têm duas ou três valvas (cúspides), pregas móveis revestidas por endocárdio nas duas faces, com um eixo de lâmina fibrosa (colagénio, contínuo com os anéis) e uma camada fibroelástica. As porções livres das valvas normais são essencialmente avasculares, nutridas por difusão; podem existir pequenos vasos nas regiões basais. As valvas das válvulas auriculoventriculares (tricúspide e mitral) estão presas pelas cordas tendinosas, fibroelásticas, aos músculos papilares dos ventrículos, o que impede a sua eversão durante a sístole.

2.7. Regeneração e fibrose

Os cardiomiócitos adultos quase não se dividem. Quando a irrigação coronária é interrompida (enfarte do miocárdio), as células morrem por necrose e são substituídas por tecido cicatricial fibroso, que não contrai. A regeneração do miocárdio (fatores de transcrição, transplante de células, reprogramação de fibroblastos em cardiomiócitos) é uma das áreas de maior investigação em medicina regenerativa.

Fibrose cardíaca - A proliferação de fibroblastos e o aumento do colagénio na parede (fibrose miocárdica) tornam-na rígida e reduzem a eficiência da contração. A hipertensão arterial é uma das principais causas. - Na doença cardíaca carcinoide, a exposição prolongada a mediadores, sobretudo serotonina, pode causar deposição fibrosa predominantemente nas válvulas tricúspide e pulmonar. Alguns fármacos que ativam os recetores 5-HT2B podem causar valvulopatia semelhante; esta é uma associação particular, não a causa geral da fibrose valvular.

3. Vasos sanguíneos

3.1. Variação da parede ao longo da árvore vascular

A parede adapta-se às propriedades hemodinâmicas de cada segmento. Ao longo da circulação sistémica, a pressão média diminui e a pulsatilidade é amortecida na microcirculação. A área de secção transversal total (soma das áreas dos vasos de cada segmento) aumenta até aos capilares e volta a diminuir no sistema venoso. Histologicamente, a parede varia sobretudo em:

• a quantidade de fibras elásticas, máxima nas grandes artérias junto ao coração;
• importância relativa do músculo liso e relação entre espessura da parede e calibre. As arteríolas têm poucas camadas musculares em torno de um lúmen estreito, o que permite grande controlo da resistência; não possuem a maior quantidade absoluta de músculo liso.

3.2. Endotélio

O endotélio é um epitélio pavimentoso simples, de origem mesodérmica, que reveste o interior de todos os vasos sanguíneos, linfáticos e do coração. As células são alongadas segundo o eixo do vaso, com núcleo central achatado. Ao contrário da maioria dos epitélios, exprimem vimentina e não queratinas. Unem-se por junções de oclusão, de adesão e comunicantes, em quantidades que variam de órgão para órgão: nas vénulas pós-capilares, a organização das junções e a expressão regulada de moléculas de adesão favorecem o recrutamento e a diapedese leucocitária, sobretudo na inflamação. A passagem envolve adesão, ativação e transmigração reguladas, não apenas espaços passivos. Nos capilares do encéfalo, junções de oclusão especializadas e baixa transcitose contribuem para a barreira hematoencefálica.

O endotélio não é um simples revestimento. As suas funções são:

• barreira de permeabilidade seletiva, com transporte através das células (transcitose);
• síntese da lâmina basal (colagénio IV, laminina, proteoglicanos);
• controlo da hemostase: segrega fatores que promovem a agregação plaquetária e a coagulação quando lesado (fator de von Willebrand, armazenado nos corpos de Weibel-Palade) e, em condições normais, fatores que impedem a trombose (prostaciclina, trombomodulina);
• controlo do tónus vascular: segrega vasodilatadores (óxido nítrico, prostaciclina) e vasoconstritores (endotelina); converte a angiotensina I em angiotensina II;
• angiogénese e remodelação vascular: resposta a fatores de crescimento, nomeadamente VEGF, através de recetores que promovem proliferação, migração e organização endotelial em novos tubos; o endotélio também produz mediadores que regulam a parede vascular;
• inflamação e imunidade: produz interleucinas e exprime moléculas de adesão (P-selectina, E-selectina) que recrutam leucócitos.

3.3. Artérias

As artérias classificam-se em três tipos:

Artérias elásticas. Durante a sístole, a parede distende-se e armazena energia nas lâminas elásticas; na diástole, a retração elástica empurra o sangue e mantém a pressão. As fenestras das lâminas permitem a difusão de nutrientes através da média. As lâminas elásticas interna e externa não se distinguem das outras. A elastina é sintetizada no período fetal e na infância, e as fibras elásticas têm uma vida muito longa. O endotélio tem muitos corpos de Weibel-Palade.

Artérias musculares. As lâminas elásticas interna e externa são bem visíveis, embora a elastina total seja menor. A média é sobretudo músculo liso, com fibras reticulares (colagénio III) e algumas fibras elásticas. A contração e o relaxamento ajustam o fluxo a cada órgão.

Arteríolas. Têm lúmen estreito em relação à parede. A contração e dilatação, controladas por fibras simpáticas, metabolitos (CO_{2}, H^{+}, osmolaridade), hormonas (angiotensina, vasopressina) e fatores endoteliais, regulam a pressão arterial e a distribuição do sangue. As arteríolas terminais alimentam os leitos capilares. Em certos tecidos existem metarteríolas, com músculo liso descontínuo, que fornecem capilares verdadeiros e podem integrar uma via preferencial até às vénulas. Esfíncteres pré-capilares, onde presentes, regulam o acesso aos capilares verdadeiros. As anastomoses arteriovenosas são comunicações distintas que contornam a rede capilar. Esta organização com metarteríolas e esfíncteres não é universal.

3.4. Microcirculação

A microcirculação inclui as arteríolas terminais, os capilares e as vénulas. Os tipos de organização são:

1. Leito capilar: rede entre uma arteríola e uma vénula. No modelo com metarteríola, esta dá origem a capilares verdadeiros e continua-se por um canal preferencial para o lado venoso. Os esfíncteres pré-capilares modulam a entrada nos capilares verdadeiros. A arquitetura varia entre órgãos; muitos tecidos não possuem metarteríolas nem esfíncteres individualizados.
2. Anastomoses arteriovenosas: ligações largas e diretas entre arteríolas e vénulas, com parede muscular espessa. Abundam na pele das extremidades (mãos, pés, lábios, nariz) e permitem uma regulação térmica rápida.
3. Sistema porta arterial: um primeiro leito capilar entre duas arteríolas; no rim, a aferente origina os capilares glomerulares, que convergem na eferente, seguindo-se a microcirculação peritubular ou medular.
4. Sistema porta venoso: dois leitos capilares em série ligados por vasos venosos portais. No fígado, a veia porta leva sangue dos capilares do território digestivo aos sinusoides hepáticos; na hipófise, os vasos portais ligam o plexo primário da eminência mediana ao secundário da adeno-hipófise.

3.5. Capilares

Os capilares são os vasos mais finos (5 a 10 µm), onde se fazem as trocas entre o sangue e os tecidos. A parede é só endotélio (uma a três células em secção), lâmina basal e, por vezes, pericitos. Há três tipos:

Nos plexos coroideus, o endotélio fenestrado permite trocas com o estroma, mas a barreira hemato-liquórica depende principalmente das junções de oclusão entre as células epiteliais cúbicas do plexo. Nos capilares contínuos, gases e pequenas moléculas podem atravessar as células por difusão e outras substâncias por transportadores ou transcitose, com diferenças entre tecidos. Nos fenestrados, as fenestras facilitam as trocas. Nos sinusoides, a permeabilidade é elevada e especializada: pode incluir passagem de células sanguíneas, por exemplo dos cordões esplénicos para o lúmen dos sinusos ou da medula óssea para a circulação. Não são todos estruturalmente idênticos.

Os pericitos (células de Rouget) ocupam a face abluminal de capilares e algumas vénulas, com prolongamentos que acompanham parcialmente o endotélio e se associam à sua lâmina basal. Contribuem para estabilidade, maturação, reparação e, em determinados leitos, regulação do calibre vascular. A contratilidade e o potencial de diferenciação variam conforme a população e o contexto; não são substitutos universais do músculo liso nem células genericamente pluripotentes. No sistema nervoso central, participam na manutenção da barreira hematoencefálica.

3.6. Veias

Comparadas com as artérias que as acompanham, as veias têm maior diâmetro, parede mais fina e mais flexível, mais colagénio e menos músculo e elastina, e lúmen muitas vezes irregular ou colapsado, frequentemente com sangue. Nas veias de médio e grande calibre, a adventícia é frequentemente a túnica mais espessa. Contêm cerca de 70 % do volume de sangue (vasos de capacitância).

Muitas veias de médio calibre, sobretudo dos membros inferiores, têm válvulas: pregas semilunares da íntima, revestidas por endotélio, com um eixo fibroelástico. Impedem o refluxo do sangue, que sobe com a ajuda da contração dos músculos esqueléticos à volta (bomba muscular).

Varizes A incompetência valvular, o refluxo e o aumento da pressão venosa contribuem para as varizes superficiais dos membros inferiores. As varizes esofágicas decorrem sobretudo de hipertensão portal e dilatação de colaterais portossistémicas. A doença hemorroidária envolve alterações dos coxins vasculares anorretais, estruturas que participam normalmente na continência; não equivale a simples insuficiência valvular nem a varizes retais da hipertensão portal (ASCRS, cap. Hemorrhoids).

3.7. Vasos linfáticos

Os vasos linfáticos transportam num só sentido o líquido intersticial em excesso (linfa) dos tecidos para o sangue, passando pelos gânglios linfáticos. Começam em fundo cego, nos capilares linfáticos:

• endotélio muito fino, semelhante ao dos capilares sanguíneos, com bordos endoteliais sobrepostos que funcionam como microválvulas e deixam entrar o líquido e as proteínas;
• lâmina basal descontínua ou ausente;
• sem pericitos;
• presos ao conjuntivo à volta por filamentos de ancoragem, que os mantêm abertos quando o tecido incha;
• em condições normais sem eritrócitos no lúmen; a ausência de sangue é um indício auxiliar, não uma prova isolada.

Os vasos linfáticos maiores têm a parede semelhante à das veias, com camadas mal definidas, alguma adventícia e por vezes uma camada muscular fina, e muitas válvulas muito eficientes. Os maiores troncos (canal torácico, ducto linfático direito) desaguam nas veias da base do pescoço. O parênquima do sistema nervoso central não tem uma rede linfática convencional, embora existam vasos linfáticos meníngeos. A ausência de linfáticos na medula óssea pertence à descrição histológica clássica; estudos recentes sobre linfáticos ósseos são controversos, como discutido no capítulo 13. No timo não existe drenagem linfática aferente; há vias eferentes capsulares/septais.

3.8. Patologia vascular

Aterosclerose e aneurisma - Aterosclerose: doença inflamatória crónica das artérias elásticas e musculares, com placas na íntima. A retenção e modificação de lipoproteínas, sobretudo LDL, promove ativação endotelial e recrutamento de monócitos/macrófagos, que acumulam lípidos e formam células espumosas. A progressão pode formar um núcleo lipídico-necrótico, recoberto por cápsula fibrosa com células musculares lisas e matriz extracelular. A placa pode estreitar o lúmen; a rutura da cápsula ou erosão endotelial pode desencadear trombose e isquemia, incluindo enfarte do miocárdio ou AVC isquémico. - Aneurisma verdadeiro: dilatação localizada e persistente de um segmento vascular, associada à perda de resistência da parede; na aorta, alterações da média, elastina, músculo e matriz favorecem a expansão e o risco de rutura. Distingue-se do pseudoaneurisma, em que uma solução de continuidade da parede origina uma coleção sanguínea contida pelos tecidos adjacentes. A aorta abdominal é uma localização relevante.

- Íntima (endotélio), média (músculo liso), adventícia (conjuntivo); no coração, endocárdio, miocárdio, epicárdio. - Fibras de Purkinje: subendocárdicas, grandes, claras, com glicogénio e poucas miofibrilas. - Artéria elástica: média com muitas lâminas elásticas. Muscular: lâminas elásticas interna e externa, média muscular. Arteríola: 1 a 4 camadas de músculo. - Capilares contínuos (músculo, SNC), fenestrados (endócrinas, rim, intestino), sinusoides (fígado, medula, baço). - Veia: parede fina, lúmen irregular, adventícia mais espessa, válvulas.

4.1. Coração de ratinho, H&E

Os dois ventrículos, o esquerdo de parede mais espessa, em comunicação com as aurículas, de parede mais fina. Os septos ventricular e auricular separam as metades esquerda e direita. Na base das aurículas, nalguns cortes, conjuntivo denso com tecido condroide (trígono fibroso). As valvas das válvulas são pregas finas de conjuntivo inseridas na zona de comunicação entre aurículas e ventrículos. O endocárdio reveste todas as cavidades com um forro fino de endotélio sobre uma camada delgada de conjuntivo. O epicárdio reveste o exterior.

4.2. Músculo cardíaco de coelho, H&E

Nas zonas com fibras cortadas longitudinalmente, veem-se bem as linhas espessas dos discos intercalares, os núcleos centrais das fibras musculares e os núcleos alongados e escuros das células endoteliais dos capilares.

4.3. Músculo cardíaco de rato, corte semifino, azul de toluidina

O corte semifino em resina, corado com azul de toluidina, mostra núcleos musculares geralmente maiores e mais claros e núcleos endoteliais menores e mais escuros, bem como a organização longitudinal dos elementos contráteis. Em regiões favoráveis reconhecem-se estriações e limites celulares associados aos discos intercalares. Desmossomas individuais, junções comunicantes e componentes finos do retículo sarcoplasmático exigem microscopia eletrónica para identificação ultraestrutural segura.

4.4. Aorta de cão, H&E e Weigert

Na íntima, muito fina, reconhecem-se apenas os núcleos das células endoteliais, salientes no lúmen. Na média, as lâminas elásticas aparecem róseas e onduladas, com muitas fibras musculares lisas entre elas, cortadas longitudinal e transversalmente. Na adventícia, em parte destruída, conjuntivo laxo com vasa vasorum e nervi vasorum. Com a coloração de Weigert, as lâminas elásticas ficam roxas e veem-se entre elas os núcleos das fibras musculares, azuis.

4.5. Veia cava inferior de cão, H&E

A parede é menos espessa do que a da artéria de grande calibre. A média é pouco desenvolvida, com fibras de colagénio, fibroblastos, algumas fibras elásticas e fibras musculares lisas. A adventícia, em regra muito espessa, foi quase toda destacada do corte.

4.6. Artéria renal de porco, H&E

Na íntima, apenas os núcleos endoteliais. A média tem fibras musculares lisas sobretudo circulares, com fibras de colagénio e elásticas. As fibras elásticas concentram-se na lâmina elástica interna, que forma uma faixa ondulada, e na lâmina elástica externa, com várias lamelas, na transição para a adventícia. Na adventícia, vasos e nervos.

4.7. Artéria lingual de cão, Weigert e van Gieson

As lâminas elásticas interna e externa ficam acastanhadas e o músculo liso amarelado.

4.8. Língua de porco, H&E: vasos de pequeno calibre

Nas artérias de pequeno calibre, a média apresenta várias camadas musculares; nas arteríolas menores, muitas vezes uma ou duas. As vénulas pós-capilares têm endotélio e pericitos, sem média muscular contínua, enquanto as vénulas musculares podem ter uma ou duas camadas de músculo liso. A veia tem geralmente parede mais fina e lúmen relativamente amplo. A identificação combina calibre, relação parede/lúmen e organização mural; forma do lúmen e sangue são auxiliares, sujeitos à fixação e orientação do corte. Nos capilares reconhece-se sobretudo o endotélio; a confirmação de pericitos pode exigir técnicas adicionais.