fisiologia e biofisica

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BIOFÍSICA E 
FISIOLOGIA
Juliano Vieira da Silva
Atividade elétrica 
do coração 
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Explicar os eventos elétricos da excitação cardíaca.
 � Relatar a maneira pela qual o eletrocardiograma é registrado, suas 
principais ondas e a relação com o eixo elétrico do coração.
 � Descrever os principais mecanismos reguladores cardiovasculares.
Introdução
Para que nosso coração funcione perfeitamente é necessário que um 
conjunto de atividades ocorra em harmonia para que haja o bombea-
mento de sangue para o restante do corpo. A essas atividades se dá o 
nome de evento elétrico. Os eventos ou atividades elétricas podem ser 
diagnosticados a partir do eletrocardiograma — um gráfico computado-
rizado que aponta o que ocorre com nosso coração, trazendo detalhes 
de todas as suas atividades. 
Neste capítulo, você vai estudar os eventos elétricos da excitação 
cardíaca. Também vai aprender a maneira pela qual o eletrocardio-
grama é registrado, suas principais ondas e a relação com o eixo elétrico 
do coração, além de conhecer os principais mecanismos reguladores 
cardiovasculares.
Eventos elétricos da excitação cardíaca
Para que o sangue seja distribuído ao restante do corpo é necessário que ele 
seja bombeado pelo coração. Isso ocorre a partir da contração desse músculo, 
primeiramente, pelos dois átrios e, em seguida, pelos dois ventrículos. Essas 
contrações realizadas pelo coração são coordenadas a partir de uma atividade 
elétrica chamada de sistema de condução. Esse sistema determina a sequência 
de excitação das células musculares cardíacas. 
Stanfield (2013) esclarece que, diferentemente do musculo esquelético, 
o músculo cardíaco não necessita do comando do sistema nervoso central 
para se contrair, pois, no coração, esse comendo é feito por sinais originados 
no interior do próprio músculo. Essa capacidade que o coração tem de gerar 
sinais que levam a sua contração se chama autorritmicidade, e ela se deve 
à “[...] ação de uma pequena porcentagem de células musculares, denominas 
células autorrítmicas, que geram pouca ou nenhuma força contrátil, mas são 
críticas para a ação bombeadora do coração, porque promovem o ritmo do 
batimento cardíaco” (STANFIELD, 2013, p. 428).
As células autorrítmicas são divididas em dois tipos: células marca-
-passo, que iniciam a ação e estabelecem o ritmo do batimento; e fibras de 
condução, que transmitem os potenciais de ação pelo coração. A união das 
ações de ambas estabelece os sinais de condução.
As células marca-passo iniciam a contração cardíaca e determinam a frequência 
do ritmo do batimento cardíaco. Embora se localizem em quase todas regiões do 
coração, elas estão mais concentradas no nó sinoatrial (nó SA) — parte superior do 
átrio direito — e no nó atrioventricular (nó AV) — no septo interatrial. O primeiro 
nó possui uma taxa mais rápida de despolarização e promove a despolarização do 
AV, por ser conectado a uma fibra de condução. O nó SA é o marca-passo do coração 
(STANFIELD, 2013).
Atividade elétrica do coração2
As fibras de condução são especializadas para a condução rápida dos 
potenciais de ação gerados pelo marca-passo para as demais regiões, assim 
desencadeando as contrações. Por terem maior diâmetro, elas realizam essa 
condução de maneira mais rápida do que as fibras comuns. Stanfield (2013) 
afirma que os potenciais de ação das fibras de condução podem se propagar 
até 4 metros por segundo, enquanto as fibras comuns se propagam em torno 
de 0,3 a 0,5 metros por segundo. 
Vejamos como ocorre a excitação entre as células e como se dá a condução 
durante um batimento cardíaco. Silverthorn (2017) divide a sequência de 
eventos elétricos nas seguintes etapas.
1. A primeira etapa é o início do potencial de ação a partir do nó sinoatrial 
(SA), com a despolarização se propagando para as células vizinhas. 
2. A despolarização chega ao nó atrioventricular (AV) por meio das vias 
de condução intermodais (sistema de fibras que correm pelas paredes 
dos átrios).
3. Na sequência o impulso é conduzido ao nó AV, que irá transmiti-lo 
a outras células de condução, porém, não na mesma velocidade — 
o impulso é retardado em cerca de 0,1 segundo. Do nó AV, o impulso 
percorre o atrioventricular, única conexão entre átrios e ventrículos.
4. O sinal percorre uma curta distância ao longo do fascículo atrioventri-
cular para, na sequência, dividir-se entre os ramos direito e esquerdo, 
que conduzem os impulsos para o ventrículo direito e esquerdo, 
respectivamente.
5. Desses ramos, os impulsos percorrem uma extensa rede de ramificações 
chamadas de fibras de Purkinje, que se distribuem pelo miocárdio 
ventricular, propagando-se para as demais células do coração. Essa 
despolarização espalha-se para cima a partir do ápice.
Acompanhe na Figura 1 a sequência de eventos elétricos do sistema de 
condução do coração.
3Atividade elétrica do coração
Figura 1. Sistema de condução do coração.
Fonte: Silverthorn (2017, p. 456).
As fibras de Purkinje são células especializadas na transmissão de sinais. São ex-
tremamente rápidas, atingindo uma velocidade seis vezes maior do que as demais 
células do coração.
Atividade elétrica do coração4
A propagação da excitação pelo músculo cardíaco segue um padrão orde-
nado, como se fosse uma “onda de excitação”. Essa onda começa no nó SA, 
indo em direção aos átrios, depois se “afunila” no feixe atrioventricular por 
meio do nó AV, onde o impulso sofre uma lentidão. Em seguida, os impulsos 
chegam aos feixes, onde são conduzidos à parte inferior dos ventrículos, 
espalhando-se a todo músculo ventricular, do ápice para a base (STANFIELD, 
2013). A Figura 2 ilustra esse padrão de propagação. 
Figura 2. Propagação dos potenciais de ação pelo coração.
Fonte: Stanfield (2013, p. 431).
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f )
Nó SA
Um potencial de ação (amarelo) 
é iniciado no nó SA.
Nó AV
Feixe AV
Ramos 
subendocárdicos
Os potenciais de
ação são conduzidos
do nó SA ao
músculo atrial.
Os potenciais de ação
se propagam pelos
átrios até o nó AV,
onde a condução
ocorre lentamente.Os potenciais de ação se
propagam rapidamente
pelo sistema de condução
até o ápice do coração.
Os potenciais
de ação se
propagam pelo
músculo ventricular
em direção à base.
Finalmente, todo 
o coração retorna
ao estado de
repouso,
permanecendo
nele até outro
potencial de ação
ser gerado no
nó SA.
Quem determina o ritmo dos batimentos cardíacos são as células do nó SA, 
por terem maior capacidade de potencial de ação do que as demais células — 
em torno de 70 por minuto contra 50 do AV, por exemplo. Embora as células 
do nó AV e as fibras de Purkinje também tenham esse potencial de ação, elas 
só vão agir como marca-passo em algumas condições, acompanhe: 
5Atividade elétrica do coração
Se o nó SA não disparar um potencial de ação ou se ele se tornar extremamente 
lento, o nó AVA iniciará os potenciais de ação, que percorrerão o sistema de 
condução e desencadearão a contração ventricular. O nó AV pode também 
assumir o controle do batimento cardíaco se a condução entre os nós for 
bloqueada ou se tornar lenta por algum motivo. Nessas circunstâncias, o nó 
AV atua como sistema de energia alternativo, que mantém a contração dos 
ventrículos. Se por algum motivo o nó AV é incapaz de deflagrar a contração 
ventricular, o coração tem ainda outro sistema redundante: certas células nos 
ramos subendocárdicos podem assumir o controle. Contudo, a frequência de 
disparos dessas células é de apenas 30 a 40 impulsos por minutos (STAN-
FIELD, 2013, p. 429).
Com isso, concluímos que o marca-passo mais rápido é aquele de determina 
a frequência cardíaca (FC). No entanto, caso ele não esteja funcionando, um 
marca-passo mais lento deve realizar a função e deverá assumir o ritmo com 
a FC se ajustando ao ritmo mais lento.
Eletrocardiograma
O eletrocardiograma (ECG) é popularmente conhecido como um exame que 
busca monitorar os batimentos e as atividadeselétricas cardíacas, evidenciando 
se há alguma dificuldade nessas atividades. Sendo assim, o ECG é o registro 
da propagação da corrente elétrica pelo coração em função do tempo, durante 
o ciclo cardíaco (STANFIELD, 2013).
A mesma autora aponta que essa medida é realizada por meios de eletrodos 
colocados sobre a pele:
A atividade elétrica gerada em tecido nervoso ou muscular se propaga pelo 
corpo porque os fluidos corpóreos atuam como condutores. Quanto mais 
sincronizada é a atividade, maior é a amplitude dos sinais registrados a certa 
distância da fonte. Como a atividade elétrica do coração é altamente sincro-
nizada, potenciais elétricos de amplitude relativamente grande, que corres-
pondem a fases elétricas distintas, podem ser detectados na superfície da pele 
(STANFIELD, 2013, p. 436).
O procedimento para o registro do ECG, criado pelo fisiologista holandês 
Willem Einthoven, baseia-se em um triângulo equilátero imaginário circun-
jacente ao coração. Os três vértices do triângulo são o membro superior 
direito (MSD), o membro superior esquerdo (MSE) e o membro inferior 
esquerdo (MIE), e os eletrodos são colocados sobre cada um desses vértices 
(os cantos do triângulo). A esse procedimento se dá o nome de triângulo de 
Atividade elétrica do coração6
Einthoven, e você pode visualizá-lo na Figura 3, mais adiante (STANFIELD, 
2013; FOX, 2007). 
Fox (2007) e Stanfield (2013) apontam que certos pares de eletrodos re-
cebem o nome de derivações e são designados por números romanos. Esse 
conceito é bastante importante para entendermos como se dá o registro dos 
ECGs, pois cada derivação específica vai detectar a diferença no potencial 
elétrico entre os eletrodos negativos e positivos. Vejamos sobre cada derivação 
(STANFIELD, 2013; FOX, 2007):
 � Derivação I: detecta o potencial no membro superior esquerdo menos 
o potencial no membro superior direito. 
 � Derivação II: detecta o potencial no membro inferior esquerdo menos 
o potencial no membro superior direito.
 � Derivação III: detecta o potencial no membro inferior esquerdo menos 
o potencial no membro superior esquerdo. 
Cabe ressaltar ainda que a direção da onda (para cima ou para baixo) 
depende de a diferença entre os dois eletrodos ser positiva ou negativa. Veja 
todos esses elementos ilustrados na Figura 3.
Figura 3. Triângulo de Einthoven.
Fonte: Stanfield (2013, p. 436).
III
Derivação III: MIE–MSE
LL
Derivação II: MIE–MSD
II
MSD MSE
Derivação I: MSE–MSD
7Atividade elétrica do coração
Uma onda de despolarização que se dirige ao eletrodo positivo causa uma deflexão 
para cima, enquanto uma onda de despolarização que se dirige ao eletrodo negativo 
causa uma deflexão para baixo.
Cada derivação fornece uma imagem diferente do coração, proporcionado 
12 diferentes derivações. Essas derivações exibem ondas básicas, embora elas 
difiram. Mas o que seriam então essas ondas?
Fox (2007, p. 388) sublinha que o ciclo cardíaco produz três ondas eletro-
cardiográficas distintas. Segundo o autor “essas ondas representam alterações 
de potencial entre duas regiões da superfície do coração que são produzidas 
pelo efeito composto de potenciais de ação de numerosas células miocárdicas”.
A Figura 4 mostra as três ondas eletrocardiográficas, que são a onda P, a 
onda QRS e a onda T. A onda P é uma deflexão para cima, causada pela despo-
larização atrial. O complexo QRS se caracteriza por ser uma série de deflexões 
agudas para cima e para baixo, causada pela despolarização ventricular. Já a 
onda T é uma deflexão para cima, causada pela repolarização ventricular. Cabe 
ressaltar que a repolarização atrial, em geral, não é detectada pelo ECG, pois 
ocorre simultaneamente ao complexo QRS (STANFIELD, 2013; FOX, 2007).
Figura 4. Exemplo de eletrocardiograma mostrando as ondas P, QRS e T.
Fonte: Fox (2007, p. 388).
Atividade elétrica do coração8
O ECG é um exame importante porque pode apresentar atividades elétricas 
anormais do ciclo cardíaco, as chamadas arritmias cardíacas. Elas podem 
ocorrer devido a um disparo anormal do nó SA. Entre as arritmias mais co-
nhecidas estão a taquicardia (FC de repouso elevada, com mais de 100 bpm) 
e a bradicardia (FC de repouso baixa, com menos de 50 bpm) (STANFIELD, 
2013). Na Figura 5 você pode conferir essas diferenças.
Figura 5. ECG normal e ECGs mostrando arritmias.
Fonte: Stanfield (2013, p. 438).
9Atividade elétrica do coração
Mecanismos reguladores cardiovasculares
A regulação do aparelho cardiovascular é considerada uma das mais complexas 
existentes em nosso organismo. Isso se deve ao fluxo sanguíneo, que necessita 
ser adequadamente distribuído aos diversos órgãos do nosso sistema.
A regulação do sistema cardiovascular começa a partir do sistema nervoso 
central (SNC), que, por diferentes centros e núcleos neurais, interage com as 
divisões autonômicas para ajustes fisiológicos de ações que exigem, muitas 
vezes, velocidade e imediatismo (STANFIELD, 2013).
Conforme Silbernagl e Despopoulos (2009), a função da regulação do 
sistema cardiovascular é garantir o abastecimento de sangue mesmo que haja 
alterações das condições ambientes e de atividade física. Para que isso ocorra, 
é necessário que a atividade cardíaca e a pressão arterial sofram regulação 
ótima (a chamada homeostase), assegurando o suprimento sanguíneo mínimo 
para cada órgão e distribuindo o fluxo de sangue aos sistemas orgânicos ativos, 
como os músculos, à custa dos órgãos em repouso.
Os mesmos autores apontam que a regulação central ou neural da circu-
lação se processa de duas formas: a partir de estruturas situadas em todos os 
níveis do SNC, por meio das terminações autonômicas eferentes simpática 
e parassimpática (isso ocorre de forma direta), e por meio de arcos reflexos 
de complexidade variada, interessando diferentes níveis do SNC, como o 
espinhal, o ponto-bulbar, o mesencefálico, o cerebelar e o cortical, os quais 
recebem informações aferentes procedentes de receptores diversos e emitem 
influências eferentes de retorno ao aparelho cardiovascular, via ramos nervosos 
simpáticos e parassimpáticos (de forma reflexa) (JUNQUEIRA JR, 2007; 
SILBERNAGL; DESPOPOULOS, 2009).
O bulbo e a ponte recebem informações dos sensores (receptores) circula-
tórios. Esses centros são de natureza simpática noradrenérgica estimuladora 
cardíaca e vascular sistêmica (centros cardioestimulador e vasomotor), de 
natureza simpática inibidora vascular regional (centro vasodilatador) e de 
natureza parassimpática colinérgica depressora cardíaca (centro cardioinibidor) 
(JUNQUEIRA JR, 2007).
Os receptores medem a pressão arterial, a frequência do pulso e a pressão de 
enchimento no sistema de baixa pressão, e enviam essas informações para os 
centros de controle, que analisam as informações e enviam impulsos eferentes, 
reguladores do coração e dos vasos (SILBERNAGL; DESPOPOULOS, 2009). 
Os neurônios enviam impulsos simpáticos de forma contínua ao coração e aos 
vasos, ou seja, com ação estimulatória sobre o coração (frequência e força) e, 
predominantemente, vasoconstritora.
Atividade elétrica do coração10
A regulação do fluxo sanguíneo se dá, primeiramente, por meio da alte-
ração do diâmetro dos vasos sanguíneos. Em repouso a maioria dos vasos 
apresenta um tônus médio. No entanto, após a desnervação, muitos vasos 
acabam por se dilatar, adquirindo o chamado tônus basal (SILBERNAGL; 
DESPOPOULOS, 2009).
A regulação desse fluxo pode ser local, também chamada de autorregu-
lação, e tem duas funções: manter constante o fluxo de sangue, mesmo com 
alterações da pressão arterial, e adaptar o fluxo às alterações metabólicas dos 
órgãos, por meio das quais o fluxo pode até quadruplicar o valor de repouso 
(SILBERNAGL; DESPOPOULOS, 2009).
Outro importante mecanismo regulador desse sistema são os hormônios, a 
chamada regulação hormonal. Os hormônios atuam diretamente na musculatura 
vascular ou liberam substâncias vasoativas locais, como o óxido nítrico ou a 
adrenalina, para aumentar concentrações baixas:
Ainfluência reguladora humoral diz respeito às diversas substâncias cir-
culantes e hormônios produzidos em diferentes locais, que vão modificar 
remotamente as variáveis cardiovasculares; incluem-se entre estes humores, 
as catecolaminas, o fator natriurético, a vasopressina, a angiotensina, etc. 
Os mecanismos de natureza neuro-humoral são aqueles que interligam influên-
cias humorais e neurais, como por exemplo, a influência simpática sobre a 
secreção de renina e sobre a secreção adrenal de catecolaminas (JUNQUEIRA 
JR, 2007, documento on-line).
Confira no vídeo disponível no link a seguir mais detalhes sobre a regulação do sistema 
cardiovascular. 
https://qrgo.page.link/ZLq9C
Neste capítulo você estudou que, diferentemente do musculo esquelético, 
o músculo cardíaco não necessita do comando do SNC para se contrair, pois a 
contração ocorre por meio de sinais originados no interior do próprio músculo. 
Essa capacidade que o coração tem de gerar sinais que levam a sua contração 
se chama autorritmicidade.
11Atividade elétrica do coração
As duas principais células que realizam as contrações são a célula marca-
-passo, que inicia a ação e estabelece o ritmo do batimento, e as fibras de 
condução, que transmitem os potenciais de ação pelo coração.
Você também viu que a sequência de eventos elétricos é dividia em início 
do potencial de ação a partir do nó SA, com a despolarização se propagando 
às células vizinhas, condução da polarização ao nó AV, que irá transmiti-la a 
outras células de condução, porém não na mesma velocidade, sendo o impulso 
retardado em cerca de 0,1 segundo.
O sinal percorre uma curta distância ao longo do fascículo atrioventricular 
para, na sequência, dividir-se entre os ramos direito e esquerdo, que conduzem 
os impulsos para o ventrículo direito e esquerdo, respectivamente. E, por 
fim. desses ramos, os impulsos percorrem uma extensa rede de ramificações 
chamadas de fibras de Purkinje.
Além disso, você viu que o ECG é popularmente conhecido como um 
exame que busca monitorar os batimentos e as atividades elétricas cardíacas, 
evidenciando se há alguma dificuldade nessas atividades. Sendo assim, o 
ECG é o registro da propagação da corrente elétrica pelo coração em função 
do tempo, durante o ciclo cardíaco. 
O procedimento para o registro do ECG, criado pelo fisiologista holandês 
Willem Einthoven, baseia-se em um triângulo equilátero imaginário circunja-
cente ao coração. Os três vértices do triângulo são o membro superior direito 
(MSD), o membro superior esquerdo (MSE) e o membro inferior esquerdo 
(MIE). As três ondas do ECG são a onda P, a onda QRS e a onda T.
Para encerrar, você viu que a regulação do sistema cardiovascular começa a 
partir do sistema nervoso central, que, por diferentes centros e núcleos neurais, 
interage com as divisões autonômicas para ajustes fisiológicos de ações que 
exigem, muitas vezes, velocidade e imediatismo. A função da regulação do 
sistema cardiovascular é garantir o abastecimento de sangue mesmo que haja 
alterações das condições ambientes e de atividade física.
FOX, S. I. Fisiologia humana. 7. ed. Barueri, SP: Manole, 2007.
JUNQUEIRA JR, L. F. Regulação cardiovascular. Brasil, 2007. Disponível em: http://www.
fm.unb.br/labcor/Syllabus-RegFisio.pdf. Acesso em: 27 ago. 2019.
Atividade elétrica do coração12
SILBERNAGL, S.; DESPOPOULOS, A. Fisiologia: texto e atlas. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 
2009.
SILVERTHORN, D. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2017.
STANFIELD, C. L. Fisiologia humana. 5. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013.
Leituras recomendadas
VILELA, A. L. M. Anatomia e fisiologia humanas: sistema cardiovascular. Brasil, 2019. 
Disponível em: http://www.afh.bio.br/cardio/Cardio2.asp. Acesso em: 27 ago. 2019.
WARD, J.; LINDEN, A. Fisiologia básica: guia ilustrado de conceitos fundamentais. 2. ed. 
Barueri, SP: Manole, 2014.
13Atividade elétrica do coração