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CARTAS AO EDITOR

Raio do vaso, resistência e fluxo coronariano

DOI: 10.1590/S0102-76382010000200026

Raio do vaso, resistência e fluxo coronariano

Estimado Dr. Braile,


Gostaria de fazer alguns comentários em relação a recente artigo publicado na RBCCV: Conceitos de física básica que todo cirurgião cardiovascular deve saber. Parte I - Mecânica dos fluídos. Rev Bras Cir Cardiovasc. 2010;25(1):1-10. [1].

O artigo comenta em seu tópico sobre fluxo no interior de condutores tubulares que estenose de 50% do diâmetro de uma artéria coronária terá uma redução de seu fluxo de 94%. Tal afirmação foi baseada na equação de Hagen-Poiseuille, que demonstra que o fluxo é inversamente proporcional ao comprimento do tubo e à viscosidade e diretamente proporcional à quarta potência do raio e à diferença de pressão entre as extremidades. No decorrer do texto, existem comentários sobre a resistência vascular de todo o sistema circulatório coronariano, mas não se comenta a importância relativa de cada segmento.

A afirmação da redução do fluxo coronariano de 94% com uma estenose de 50% está equivocada, pois a referida equação precisa levar em conta todas as resistências de uma série de tubos. Para demonstrar este equívoco, primeiro é necessária a introdução de alguns conceitos que infelizmente não foram citados no referido artigo.

O primeiro conceito é o da reserva coronariana. "O fluxo coronariano pode aumentar de 4 a 5 vezes em relação ao fluxo basal durante exercício físico ou por uso de drogas vasodilatadoras. Este aumento de fluxo é denominado reserva coronária vascular. O fluxo máximo, a qualquer nível de pressão de perfusão, é essencialmente função da área seccional dos vasos de resistência. Quanto menor o número, ou o calibre, dos vasos resistivos, tanto menor será a reserva coronariana" [2].

O segundo conceito é da regulação da circulação coronariana. "O fluxo coronariano depende diretamente da diferença de pressão entre o lado arterial - aorta - e o lado venoso - átrio direito. No entanto, o fluxo varia inversamente com a resistência oferecida pelas coronárias e pelas estruturas adjacentes. Em condições normais, a resistência coronariana total depende principalmente dos pequenos vasos, especialmente das arteríolas, enquanto que as grandes coronárias epicárdicas são responsáveis apenas por 2% a 5% da resistência total. A regulação do fluxo coronário ocorre por intermédio de fatores extrínsecos ao leito arterial e por outros fatores que influenciam intrinsecamente o tônus das artérias coronárias" [3].

Finalmente, vamos ao conceito de reserva coronariana e lesão obstrutiva fixa. No desenvolvimento de uma lesão coronariana, "a resistência do grande vaso, habitualmente muito baixa, se eleva e passa a constituir uma fração significante da resistência total da série. Nessas condições, o ajuste da auto-regulação entra em ação e influencia a resistência arteriolar no sentido de manter adequada a relação fluxo/demanda de oxigênio miocárdico. Em outras palavras, à medida que a resistência da artéria epicárdica aumenta em função do maior grau de estenose, a resistência arteriolar diminui no sentido de manter a resistência total (e consequentemente o fluxo) em níveis normais. Mas esse processo de vasodilatação tem limite, de modo que chega um ponto em que novos aumentos da estenose levam a diminuição do fluxo". "Uma obstrução do lúmen arterial (coronariano) da ordem de 50% a 60% é compatível com irrigação adequada em condição basal, em virtude da vasodilatação arteriolar. Mas nessa situação uma parte da reserva vasodilatadora está sendo usada para manter o fluxo basal. Resulta que, para um exercício que determine um aumento no fluxo coronariano de três a quatro vezes, o fluxo deixa de ser suficiente. Portanto, na presença de um exercício mais intenso, mesmo com uma estenose menos grave, estaremos diante de uma inadequada resposta de fluxo coronariano, com sinais e sintomas nítidos de isquemia miocárdica" [4].

Outro aspecto não abordado pelo artigo que desperta dúvidas nos cirurgiões é o aspecto do fluxo de enxertos isolados e sequenciais. Os pacientes conduzidos à revascularização do miocárdio são normalmente multiarteriais. A comprovada superioridade da artéria torácica interna (ATI) para descendente anterior (DA) [5] tem levado os autores a utilizarem preferencialmente enxertos arteriais [6,7]. O uso de enxertos sequenciais visa otimizar tais enxertos. Mas a questão que preocupa os cirurgiões é justamente o fluxo neste tipo de enxerto. Já vimos que a principal fonte de resistência está após as grandes artérias epicárdicas (mais de 95% da resistência total do sistema). Vimos também que o fluxo máximo, a qualquer nível de pressão de perfusão, é essencialmente função da área seccional dos vasos de resistência, ou seja, quanto mais leito capilar, maior o fluxo pelo enxerto. Nordgaard et al. [8] fizeram estudo de fluxo de enxertos de veia safena isolada, veia safena sequencial dupla e veia safena sequencial tripla e demonstraram que o fluxo médio foi respectivamente de 50 ml/min, 69 ml/min e 81 ml/min, com diferença significativa. Logo, o fluxo de um enxerto vai aumentando proporcionalmente ao número de artérias abordadas de forma sequencial.

Um último aspecto dos enxertos arteriais sequenciais, especialmente a ATIE, é com relação ao grau de estenose do leito nativo. Caso a diagonal ou a DA tenha uma lesão apenas moderada, ocorre importante competição de fluxo com o leito nativo, aumentando a chance de falência parcial ou total do enxerto. Entretanto, na vigência de lesões de pelo menos 70% em ambos os leitos nativos, a perviabilidade da ATIE sequencial é semelhante à ATIE isolada para DA [9].

Os conceitos de física básica são fundamentais, mas é preciso todo cuidado para sua aplicação em modelos complexos como o sistema cardiovascular.


Grato,

Roberto Rocha e Silva, São Paulo/SP


REFERÊNCIAS

1. Oliveira MAB, Alves FT, Silva MVP, Croti UA, Godoy MF, Braile DM. Conceitos de física básica que todo cirurgião cardiovascular deve saber. Parte I - Mecânica dos fluídos. Rev Bras Cir Cardiovasc. 2010;25(1):1-10. [MedLine]

2. Silva MR. Fisiopatologia da circulação. São Paulo:Editora Atheneu;2000. p.79.

3. Silva MR. Fisiopatologia da circulação. São Paulo:Editora Atheneu;2000. p.80.

4. Silva MR. Fisiopatologia da Circulação. São Paulo:Editora Atheneu;2000. p.85.

5. Zeff RH, Kongtahworn C, Iannone LA, Gordon DF, Brown TM, Phillips SJ, et al. Internal mammary artery versus saphenous vein graft to the left anterior descending coronary artery: prospective randomized study with 10-year followup. Ann Thorac Surg. 1988;45(5):533-6. [MedLine]

6. Rocha-E-Silva R, de Pádua Mansur A, Fabri Junior J, Ramos RB, Cunha Filho CE, Dallan LA, et al. Coronary revascularization with the left internal thoracic artery and radial artery: comparison of short-term clinical evolution between elective and emergency surgery. Clinics (Sao Paulo). 2005;60(3):227-32.

7. Rocha-e-Silva R, Santos TS, Rochite CE, Rocha-Filho JA, Mansur AP, Fabri J Jr, et al. Elective vs non-elective radial artery grafts: comparing midterm results through 64-Slice computed tomography. Clinics (Sao Paulo). 2007;62(6):725-30.

8. Nordgaard H, Vitale N, Haaverstad R.Transit-time blood flow measurements in sequential saphenous coronary artery bypass grafts. Ann Thorac Surg. 2009;87(5):1409-15. [MedLine]

9. Silva RR, Truffa MA, Birolli JR, Silva TF, De Mola R, Oliveira JB. CABG late angiographic grafting patency analysis in patients with recurrent symptoms. Rev Bras Cir Cardiovasc. 2009;24(2):138-42. [MedLine]






Resposta


Agradeço a leitura e avaliação criteriosa do Prof. Dr. Roberto Rocha e Silva e principalmente pela oportunidade de ampliar o foco no que diz respeito à dinâmica dos fluídos aplicada à fisiologia do sistema coronariano, que fugiu do objetivo do trabalho. É um tema de grande relevância e merece ser discutido.

A fórmula de Hagen-Poiseuille é útil quando analisamos tanto um segmento arterial como ele todo, desde a aorta até o átrio direito, ou óstio coronário até o seio coronário, desde que as variáveis da fórmula sejam alocadas corretamente. Fica mais fácil quando substituímos a equação IX [1] em VIII [1], que resulta em:



Digamos que haja uma lesão obstrutiva em artéria coronária epicárdica, com abertura das artérias coronárias de resistência, com resultado de aumento de quatro vezes o fluxo coronariano. A Figura 1 matematiza esse cenário.


Fig. 1 - Fa, Fb- fluxo total, F1, F2, F3, F4- Fluxo no segmento arterial; r1 e r2- raio do segmento arterial; ?P- diferença de pressão em 2 pontos; R- raio (genérico); ?- viscosidade; d- comprimento do segmento. A - Cálculo do fluxo total em função do fluxo no ramo com estenose; B - Cálculo do fluxo total em função do fluxo no ramo com estenose; C - Cálculo do fluxo dos ramos estenóticos em cada situação de fluxo total



O fluxo em F4 é 4 vezes maior que em F2, porém F4 é 16 vezes menor que F3, ou seja, F4 tem fluxo 93,75% menor que F3.

Entretanto, quando as dilatações das coronárias de resistência se processam preferencialmente na zona de isquemia, há aumento predominante do fluxo por esse vaso obstruído, configurando a auto-regulação.

Quando submetido a exercício físico, há tanto abertura dessas coronárias quanto aumento do consumo miocárdico de oxigênio pelo incremento tanto no cronotropismo quanto inotropismo cardíaco, o que geralmente resulta em dor.

Em relação às anastomoses sequenciais, quando acrescentamos um ou mais vasos ao enxerto, somamos ao primeiro os raios e comprimento desse novo sistema tubular. Como sabemos pela fórmula [1,2], o raio tem expressão maior, pois vem elevado à quarta potência, a resistência resultante total é menor do que se estivesse revascularizado somente um leito arterial, aumentando o fluxo pelo enxerto, explicando os resultados obtidos no trabalho de Nordgaard et al. [3] (Fig.1).

Quando temos dois vasos sem obstrução significativa que irrigam um mesmo sistema arterial, fazendo a hipótese que a pressão arterial é a mesma para os dois, o fluxo será inversamente proporcional à resistência do segmento a montante da anastomose, já que a resistência a jusante é a mesma para os dois (é o mesmo território arterial). Essa divisão de fluxo provoca redução proporcional da velocidade (equação VII [1]), propiciando a trombose.

Não quis com o trabalho encerrar a discussão da aplicação da física, mas, pelo contrário, instigá-la. Mesmo esta discussão não está encerrada. Cada tópico que nós escolhemos para dissertar em nosso artigo poderia ser desdobrado e cada um originaria um trabalho diferente.

A aquisição do conhecimento é um processo complexo, porém somativo e a história do seu crescimento ainda está sendo contada e provavelmente nunca terá fim. Fico muito feliz por nosso trabalho ter chamado a atenção e convido nossos leitores a ampliar esses estudos na forma de outras cartas ao editor ou trabalhos originais.


Muito obrigado,

Marcos Aurélio Barboza de Oliveira, São José do Rio Preto-SP


REFERÊNCIAS

1. Oliveira MAB, Alves FT, Silva MVP, Croti UA, Godoy MF, Braile DM. Conceitos de física básica que todo cirurgião cardiovascular deve saber. Parte I - Mecânica dos fluídos. Rev Bras Cir Cardiovasc. 2010;25(1):1-10. [MedLine]

2. Silva Jr MR. Fisiologia da circulação. 2ª ed. São Paulo:Edart;1977. p.1-35.

3. Nordgaard H, Vitale N, Haaverstad R. Transit-time blood flow measurements in sequential saphenous coronary artery bypass grafts. Ann Thorac Surg. 2009;87(5):1409-15. [MedLine]
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