Sistema cardiovascular - eletrofisiologia

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Sistema cardiovascular 
 
• O músculo cardíaco contrai de maneira rítmica 
levando a um fluxo sanguíneo em direção a vasos de 
grande calibre, com a finalidade de suprir as 
necessidades dos órgãos e tecidos por meio de oxigênio 
e nutrientes. 
• Essas contrações são disparadas por um impulso 
elétrico gerado por células marcapasso. Essas são 
células que apresentam uma propriedade denominada 
automatismo, logo, possuem a capacidade de dar início 
a um PA sem a presença de um estímulo externo. São 
elas: 
• Nodo sino atrial (NSA) 
• Nodo atrioventricular (NAV) 
• Feixes de His 
• Fibras de Purkinje 
 
 
 
• O estímulo elétrico é iniciado nodo sinoatrial e parte 
em direção oo átrio direito e, pelos feixes de 
Bachmann, ao átrio esquerdo. Esse sinal converge para 
o nodo atrioventricular, devido a presença do esqueleto 
fibroso, que não apresenta condutividade. 
• O sinal segue, então, para no feixe de His, que se 
bifurca em lado esquerdo e direito a partir do septo 
interventricular. Posteriormente, segue para as células 
de Purkinje, que distribuem o sinal para as células 
ventriculares. 
 
conceitos básicos 
• Potencial de Ação (PA) corresponde a mudança de 
voltagem estereotipada em função do tempo. 
• Despolarizar significa tornar o potencial mais positivo. 
É caracterizado por uma corrente de influxo, ou seja, 
entrada de cargas positivas (Na+ e Ca2+) e saída de 
cargas negativas (Cl-). 
• Hiperpolarizar significa tornar o potencial mais 
negativo. É caracterizado por uma corrente de efluxo, 
ou seja, saída de cargas positivas (K+) e entrada de 
cargas negativas (Cl-). 
 
 
 
fase 0 do potencial cardíaco 
• A fase 0 é determinada pelo influxo de Na+ no 
miócito., através de canais de Na+ dependentes de 
voltagem. 
• A partir de uma despolarização súbita de -90 Vm 
para o limiar de -65 Vm, a membrana da célula sofre 
alterações. 
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4 
• Essas alterações são sentidas pelos canais de Na+ 
dependentes de voltagem, que são α-hélices 
transmembranas com 6 domínios. Dentre eles, o 
segmento S4 apresenta carga positiva, uma vez que 
é formado por aminoácidos de arginina e, por isso, atua 
como um sensor de voltagem percebendo alterações 
no potencial de membrana da célula. 
• Os canais de Na+ apresentam 3 conformações: 
• Repouso: quando o segmento S4 fechado e H 
aberto. 
• Ativo: quando o segmento S4 é movimentando, 
liberando o canal e permitindo a entrada de Na+. 
• Inativo: quando o segmento S4 se mantém 
aberto, no entanto segmento H está fechado. 
 
• Mediante a despolarização, os canais de Na+ se 
abrem rapidamente, levando a entrada de Na+. No 
entanto, logo se inativam e a concentração de Na+ no 
interior do miócito diminui. Os canais de Na+ se mantém 
nesse estado inativado até o momento de 
repolarização, quando assumem o estado de repouso. 
E se mantém assim até que haja outra despolarização. 
 
• Tendo em vista a inativação do canal, ele não pode 
ser reaberto e também não há possibilidade de haver 
outro PA. A esse momento é dado o nome de período 
refratário. 
• O período refratário ocorre impedindo uma 
contração contínua, o que levaria a um estado de 
tetania do músculo cardíaco, que retarda o 
relaxamento ventricular e impede seu enchimento, 
interferindo no bombeamento cardíaco. 
• O período refratário pode ser absoluto ou relativo. 
No período refratário absoluto (PRA) o estímulo não é 
capaz de promover um segundo potencial de ação. 
Esse período tem início na fase 0 e se mantém até 
metade da fase 3. Após a repolarização da membrana, 
os canais de Na+ retomam ao estado fechado e, assim, 
a célula pode sofrer um novo estímulo. 
• Já no período refratário relativo (PRR) a partir de 
um estímulo de grande intensidade, é possível gerar 
um segundo PA. O PRR ocorre quando há uma 
repolarização parcial da membrana, ou seja, quando 
alguns canais de Na+ já chegaram ao estado de 
repouso, o que ocorre do final do PRA até o final da 
fase 3. 
 
fase 1 do potencial cardíaco 
• A fase 1 é um momento de repolarização parcial da 
célula, que dura um curto período de tempo. Isso 
ocorre devido à uma corrente transiente de efluxo, 
causada pela ativação de It0 e a consequente saída de 
K+ da célula. 
• It0 é ativado por despolarização e sua inativação é 
dependente de voltagem e do tempo. 
• A partir da ativação dos canais de K+, há um rápido 
efluxo deste íon do interior da célula, tendo em vista 
que o meio interior está carregado positivamente e 
que a concentração extracelular de K+ é menor que no 
interior da célula. 
 
fase 2 do potencial cardíaco 
• A fase 2 é marcada pela formação de um platô 
decorrente do balanço entre as correntes 
despolarizantes e repolarizantes. 
• Durante a fase 2, o Ca2+ entra nas células do 
miocárdio através de canais de cálcio que sofrem 
ativação e inativação de maneira mais lenta que os 
canais de Na+ de resposta rápida. 
• No entanto, esse influxo de Ca2+ é contrabalanceado 
pelo efluxo de K+. 
• O Ca2+ entra na célula por canais do tipo ICaT e ICaL 
(maior contribuição na fase de platô), que são ativados 
quando a Vm se torna progressivamente menos 
negativa, ou seja, durante a despolarização. A 
concentração intracelular de Ca2+ é muito menor que 
sua concentração extracelular. Assim, um aumento da 
condutância e corrente de Ca2+ durante a 
despolarização, decorrente da abertura dos 
canais, promove o influxo de Ca2+ durante todo o platô. 
• Os canais do tipo L são mais lentamente inativados, 
permitindo uma corrente de Ca2+ de longa duração, 
além estarem majoritariamente no coração e sendo 
ativados quando a Vm atinge cerca de -20 Vm. 
• Além disso, durante a fase 2, os canais de potássio 
do tipo Ik1 estão fechados, auxiliando na manutenção da 
despolarização. 
• No final da fase 2, os canais de K+ de retificação 
retardada Ikr e Iks são ativados, levando ao efluxo de 
K+, apresentando papel significativo na repolarização 
durante a fase 3. 
• Os canais do tipo Ik1, apresentam corrente de K+ 
elevada quando a Vm está em valores negativos, como 
na fase 4. No entanto, como a Vm no platô é positiva 
ou próxima de 0, a saída de K+ não ocorre de forma 
abrupta, mas sim lenta, tendo em vista sua 
condutância e corrente reduzida. 
• Resumidamente, os canais de Ca2+ se abrem na fase 
0 do potencial de ação cardíaco e têm sua atividade 
máxima na fase 2. No entanto, mediante a 
despolarização longa, os canais de Ca2+ se inativam. 
Tendo em vista que os canais Ik estão ativos nesse 
momento, o efluxo de K+ se mantém. Assim, o platô é 
desfeito e a célula é repolarizada. 
 
fase 3 do potencial cardíaco 
• A fase 3 consiste na fase de repolarização que 
ocorre quando a saída de K+ intracelular supera a 
entrada de Ca2+ na célula. Essa repolarização ocorre 
por meio dos canais retificadores retardados Ik, que 
foram lentamente ativados pela despolarização 
ocorrida na fase 0. Ou seja, apresentam cinética mais 
lenta. 
• Os canais Ik compreendem o canal Iks (canal de 
ativação mais lenta), que aumenta seus níveis 
gradualmente durante a fase 2 e permanece ativada 
durante toda a fase 3 de repolarização, como 
resultado de sua desativação lenta e Ikr (canal de 
ativação mais rápida), que apresenta condutância baixa 
durante o platô e maior durante a fase 3. 
• Ademais, ainda no final da fase 3, é iniciada a 
abertura dos canais do tipo Ik1, auxiliando na 
repolarização. Isso ocorre quando os valores de Vm 
estão significativamente negativos, tendo em vista que 
quanto mais negativa a Vm, maior a condutância dos 
canais que conduzem a corrente Ik1. 
 
fase 4 do potencial cardíaco 
• Os canais do tipo Ik1 são ativados por hiperpolarização 
e são dependentes também da concentração 
extracelular de potássio, ou seja, em estado de 
hipocalemia estão fechados. Na fase 4, esses canais 
dependentes de voltagem mantém o potencial de 
repouso e ficam abertos nesse momento. 
 
PA cardíaco do tipo lento 
• O potencial de ação lento é característicodas células 
NSA e NAV. Nestes casos, a fase 0 é demarcada pelo 
influxo de Ca2+ decorrente da abertura dos canais do 
tipo ICaL – despolarização lenta. Assim que o pico é 
atingido, o potencial de ação entra na fase de 
repolarização, a fase 3, demarcada pelo efluxo de K+. 
 
 
• A fase 4 do potencial de ação lento, também 
chamado de despolarização diastólica lenta é marcada 
pelas correntes do tipo If, ativada por hiperpolarização 
(limiar a partir de -40 a -50 Vm) e ICaL ativada por 
despolarização. 
• A fase 4 das células NSA e NAV não apresentam 
canais Ik1, portanto, o potencial de repouso é mais 
positivo que nas células ventriculares. 
• As correntes do tipo If, também chamadas de 
corrente marcapasso têm a capacidade de se 
autodespolarizarem. 
• O If é um canal seletivo a íons monovalentes, que 
permite o influxo de Na+ e efluxo de K+. Embora esse 
canal catiônico seja mais permeável ao K+, a corrente 
resultante é a de entrada de Na+, tendo em vista que 
o Na+ encontra-se mais distante do seu potencial de 
equilíbrio, o que leva a despolarização da membrana 
durante a fase 4. 
• Quando a despolarização chega ao potencial de -50 
Vm, os canais ICaL são ativados, levando ao influxo de 
Ca2+, levando ao fim da despolarização diastólica lenta. 
 
 
 
células marcapasso 
• As células NSA são consideradas como marcapasso 
primordial. Elas apresentam fase 4 mais inclinada e 
frequência cardíaca entra 60 e 80 bpm. 
• As células NAV apresentam um potencial de padrão 
semelhante ao das células NSA, mas com uma taxa de 
despolarização mais lenda 
• As fibras de His-Purkinje apresentam frequência de 
20 bpm. 
 
controle autonômico: ativação 
simpática e parassimpática 
• Como já dito, os impulsos elétricos desencadeados 
pelo NSA não dependem de ativação neural. Todavia, a 
atividade do NSA é modulada pelo sistema nervoso 
autônomo, através das fibras nervosas simpáticas que 
inervam átrios e ventrículos. 
• Por meio das descargas de norepinefrina e da 
liberação de epinefrina pela medula adrenal, os 
receptores β1-adrenérgicos do coração são 
estimulados. Através disso, as proteínas G excitatórias 
ativam a adenilato ciclase, que produz AMPc. O 
aumento dos níveis de AMPc leva a ativação de PKA, 
que fosforila canais iônicos, como If e ICaL, aumentando 
suas correntes, acelerando a velocidade de 
despolarização diastólica do potencial marcapasso e 
também a velocidade de despolarização da fase 0, o 
que resulta em um aumento da FC. A esse aumento da 
frequência cardíaca pela estimulação β-adrenérgica, 
dá-se o nome de efeito cronotrópico positivo. 
• Além disso, a estimulação β-adrenérgica também 
aumenta a corrente IKs, acelerando a repolarização 
(fase 3) e diminuindo o período refratário do potencial 
de ação sinusal. 
• A estimulação β-adrenérgica também leva ao 
impulsionamento na corrente de ICaL, aumentando a 
velocidade de despolarização da fase 0 do potencial de 
ação das células do NAV e a velocidade de condução do 
impulso elétrico dos átrios para os ventrículos. Esse 
fenômeno recebe o nome de efeito dromotrópico 
positivo. 
• Outro efeito resultante da estimulação simpática de 
receptores β1-adrenérgicos é o inotrópico positivo, 
que ocorre quando há um aumento na contratilidade 
dos miocárdios atrial e ventricular. Mediante ativação 
da PKA ocorre (1) fosforilação de canais ICaL, 
aumentando o influxo de Ca2+ durante a fase 2 do 
potencial de ação das células miocárdicas, o que 
sensibiliza os receptores de rianodina (RyR2) do 
retículo sarcoplasmático e leva ao aumento na 
liberação de Ca2+ presente no retículo; (2) a 
fosforilação da RyR2 promove uma elevação dos níveis 
de Ca2+ liberados pelo retículo sarcoplasmático. O 
aumento do Ca2+ citoplasmático propicia maior 
interação entre as proteínas contráteis, aumentando 
a força de contração. 
• (3) fosforilação da fosfolambam, uma proteína que 
modula atividade da bomba de Ca2+ do RS (SERCA2). 
Normalmente, a fosfolambam inibe a atividade de 
SERCA2 reduzindo o bombeamento de Ca2+ para o 
retículo. No entanto, quando sofre fosforilação a partir 
da PKA, a fosfolambam diminui sua interação com a 
SERCA2 e deixa de inibi-la, levando ao aumento da 
velocidade de captação e maior armazenamento de 
Ca2+ pelo retículo. Além disso, a (4) fosforilação 
da troponina I, reduz a afinidade da troponina C pelo 
Ca2+. Juntos, esses dois eventos levam ao aumento na 
velocidade de relaxamento dos cardiomiócitos, o que 
corresponde ao efeito lusitrópico positivo. 
• As fibras nervosas parassimpáticas dos nervos 
vagos inervam o NSA, NAV e o miocárdio atrial. A 
estimulação vagal libera acetilcolina, que ativa 
receptores muscarínicos (M2), presentes na 
membrana dos cardiomiócitos. Esses receptores estão 
acoplados a proteína G inibitória (Gi), que inibe a síntese 
de AMPc e reduz a atividade das proteínas reguladas 
pela PKA. No NSA, isso causa a diminuição de If, ICaL, IKs, 
reduzindo a velocidade da despolarização diastólica do 
potencial marcapasso, a velocidade de despolarização 
da fase 0 e aumenta a duração do potencial de ação, 
além de ativar canais para K+ sensíveis à acetilcolina 
(IKAch), gerando uma corrente de efluxo de K+ que 
hiperpolariza a membrana, aumentando o potencial de 
repouso e diminuindo a inclinação do potencial diastólico 
lento (fase 4), culminando com o aumento do limiar de 
ativação do potencial de ação sinusal. Assim, a FC é 
reduzida pela ação da acetilcolina, o que consiste no 
efeito cronotrópico negativo. 
• A estimulação vagal também reduz a velocidade de 
condução do NAV, mediante diminuição de ICaL e 
ativação de IKAch (efeito dromotrópico negativo). 
Ademais, diminui também a contratilidade do miocárdio 
atrial, mediante diminuição do influxo de Ca2+ pela 
inibição do ICaL e ativação do IKAch (efeito inotrópico 
negativo). A diminuição na velocidade de relaxamento 
(efeito lusitrópico negativo) dá-se pela desfosforilação 
da fosfolambam e da troponina I.