Eletrofisiologia cardíaca

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Eletrofisiologia cardíaca
- o coração é um órgão formado por vários tipos celulares
- constituído primordialmente por tecido muscular cardíaco
- possui vasos sanguíneos que o irrigam
- tecido conjuntivo que entremeia o músculo
- células do sistema imune
- células especializadas
- gênese do potencial de ação → gerador
- condução do potencial de ação tanto para os átrios quanto para
os ventrículos → condutor
- registro tem como base o tempo
- potenciais de ação de característica lenta: nó sinoatrial, nodo atrioventricular
- potenciais de ação de característica rápida: tecido ventricular, fibras de
purkinje, ramos nos feixes de His, feixe de His e tecido atrial
- padrão associado a diferentes canais e íons
- tempo: potencial de ação ocorre sequencialmente → nem todos são
disparados ao mesmo tempo
- primeiro grupamento celular: célula do nodo sino atrial
- existe uma sequência elétrica de eventos de despolarização e repolarização
- potencial de ação do tipo lento ou nodal
- potencial de ação rápidos ou de músculo e fibra cardíaca
- fase de repolarização rápida seguida de um platô
- platô: aumento significativo na duração do potencial de ação
observados no músculo e fibras de conduçãp
- fase 0: despolarização
- fase 1: repolarização rápida
- fase 2: platô
- fase 3: repolarização
- fase 4: potencial de repouso do músculo cardíaco (antes de 0 e
depois de 3)
- mudança da morfologia: sequência de canais que geral condutância a
determinados íons na membrana
- os canais envolvidos na gênese de potencial de ação de um músculo
ventricular cardíaco são canais distintos ou em sequências distintas
- potencial de repouso
- -80/-90 → potencias de repouso dependentes do íon potássio
- íon potássio tem um potencial de equilíbrio ao redor de -94 mV
- existe muito mais potássio dentro do que fora da célula
- canal de potássio aberto = potássio sai
- sódio entra pois o miócito é negativo e tem mais sódio fora
- influxo de carga positiva --> menor negatividade progressiva
- cálcio é muito mais concentrado no meio extracelular do que no meio
intracelular
- cálcio não pode se elevar ao meio intracelular pois é danoso a
fisiologia do tecido
- tendência do cálcio é entrar na célula
- no repouso, os canais de potássio estão abertos
- canal para potássio retificador
- o potássio pode entrar dependendo das característistas da
célula
- potencial de repouso da membrana fica ACIMA do potencial de
repouso do potássio
- nesse valor do potencial de repouso o fluxo natural de
potássio é o fluxo de saída
- repouso elétrico = saída do potássio mantém a
estabilidade → sai por meio de canais para potássio
retificadores
- fato que leva a despolarização: chegada de um potencial de ação → proveniente
do nodo sino atrial (átrios) e da ativação feita pelas fibras de purkinje (ventrículos) →
transportam o potencial de ação gerado no nodo sinoatrial
- potencial limiar → dispara a abertura de um tipo de canal que despolariza a
membrana → para isso, é necessário que um íon de carga positiva entre na célula
ou um de carga negativa sair da célula
- no caso do cardiomiócito, o principal íon que contribui para a
despolarização (fase 0) são os íons Na+ → aberta dos canais para sódio
voltagem dependentes
- potássio continuaria saindo pois a célula está mais positiva e tem mais
potássio dentro → para ter a alteração de voltagem no tempo tão rápida, o
efluxo de potássio tem que ser tamponado (na verdade é tamponado)
- íons de carga positiva (como o magnésio) → o magnésio tende a
sair da célula pelo canal para potássio retificador → magnésio
inibe o canal para potássio → canal que retardaria a polarização
fica fechado e não contribui mais para a fase zero
- o canal para sódio transita no estado fechado, estado aberto e estado
inativado
- a inativação dos canais para sódio dependentes de voltagem tem
um componente elétrico muito importante
- comporta de inativação é dependente de voltagem, mas é
mais lenta
- com a manutenção da despolarização, a comporta de
inativação começa progressivamente a fechar o canal,
jogando o canal para um estado inativado
- comporta de ativação ainda está aberta, mas o íon não
passa para dentro da célula
- o canal de sódio é inativado
- canal de potássio dependente de voltagem do tipo transitório → To
- canal que rapidamente detecta uma diferença de voltagem mas
rapidamente sai do estado aberto e vai para o estado fechado
- canal começa a se abrir no final da fase 0 mas tem sua máxima
condução para potássio no início da fase I
- permite que o potássio saia da região de maior concentração para a
região de menor concentração
- de acordo com o que o potássio começa a sair, ele se
contrapõe a despolarização, freando essa fase, e
contribuindo para a repolarização rápida
- como ele é transiente, ele começa a diminui a corrente
- antes que a corrente se encerre, o potencial de ação do miócito
entra numa fase de platô
- o que freia a repolarização?
- canal que se contrapõe a saída de potássio → impede
a repolarização
- canal dependente de voltagem → canal para cálcio
- ao mesmo tempo que está saindo potássio
(pelo canal transitório) começa a entrar no
cardiomiócito íons cálcio pela abertura de
canais para cálcio dependentes de voltagem
- ele vai se abrindo conforme a
membrana vai ficando mais negativa
- maior contribuição = fase de platô →
entrada de cálcio | saída de potássio
- parece muito com o canal para sódio → tem
comporta de ativação e de inativação
- quanto maior a condutância ao cálcio, maior a
corrente de influxo de cálcio
- comporta de inativação é sensivel a
voltagem → conforme a comporta vai se
fechando progressivamente → corrente de
entrada de cálcio vai reduzindo até cessar
quando todos os canais para cálcio
estiverem inativados
- canal mais rápido do tipo T: colabora para o início do
platô
- mais lento: manutenção do platô
- canal transitório vai fechando no platô
- o potássio passa a sair por outro canal de
potássio → dependente de voltagem
- canal do tipo lento
- entra cálcio e sai potássio em cargas que oscilam
muito pouco o potencial de repouso
- o que acaba com o platô e começa a repolarização?
- inativação dos canais para cálcio
- potássio continua saindo da célula pois não tem
inativação e não tem a contraposição da entrada do cálcio
- repolarização = saída de potássio
- de acordo com o que a membrana plasmática vai repolarizando, o
canal dependente de voltagem vai saindo do estado aberto e vai para
o estado fechado → corrente de potássio vai saindo até parar
- restauração do potencial de repouso
- canal de potássio retificador volta a funcionar pois o magnésio deixa
de querer sair pois a célula está mais negativa
- potássio volta a sair
- potencial de ação = variação de condutância dos diversos canais que
acontecem ao longo do tempo da membrana do miócito, do feixe de His e da
fibra de Purkinje
- abaixo da linha de marcação: influxo
- acima da linha de base: efluxo
- anestésico local: bloqueadores de canal pra sódio dependentes de voltagem
- é a partir de um potencial de ação que haverá uma oscilação de cálcio no
músculo cardíaco → influxo de cálcio no platô e cálcio liberado no retículo →
encurtamento do sarcômero
- se o canal de potássio não se inativar e a concentração de cálcio não
diminuir, o músculo cardíaco não relaxa
- é em decorrência do relaxamento que o coração se enche de sangue
- a duração do potencial de ação vai ser fundamental para existir um acoplamento
entre excitação/aumento de cálcio; excitação/redução de cálcio/relaxamento
- período refratário
- absoluto
- jamais entrará um novo potencial de ação pois essa fibra não está
pronta para se despolarizar novamente
- relativo
- parte dos canais já está de volta ao estado fechado → aptos a
irem para o estado aberto com um novo estímulo elétrico
- com a despolarização, o canal de sódio sai do estado fechado para o estado
aberto e com a despolarização progressiva ele vai para o estado inativado
- final da fase zero até mais ou menos -60/-50 mV, a fibra muscular
está inexcitávelem período refratário absoluto → não adianta disparar
potencial de ação pois o tecido está não responsivo
- quanto mais os canais de sódio vao indo para o estado fechado
e a magnitude da excitação aumenta, o potencial pode ser
gerado, mas com uma magnitude menor
- potencial máximo = só quando todos os canais de sódio estão em estado de
repouso
- potenciais menores gerados ainda com alguns canais de sódio
fechados = arritmias
- arritmia no átrio
- arritmia no ventrículo
- arritmia só no ventrículo = extrasístole ventricular
- chegada de um potencial antes da hora = extrasístole
- existem escapes de potencial de ação
- nós humanos temos arritmias atriais comumente, pouco podem ser
detectadas
- cães, gatos e roedores tem arritmia sinusal → disparam em
frequências distintas
Potencial de ação nodal
- lento tem despolarização um pouco mais lenta e dura menos pois perdeu a
fase 1 e a fase 2 do potencial de ação
- potencial de repouso é estável nas fibras e nos miócitos, enquanto que nas células
nodais o período de repouso não é estável → célula se auto despolariza
espontaneamente
- fase de potencial de repouso não estável é uma marca do potencial de ação
nodal
- células se auto despolarizam
- células do nodo sinoatrial e nodo atrioventricular
- potencial de repouso nodal
- potencial ao redor de -65 mV → células nodais quando comparadas as
células de trabalho miocárdico e as células de condução de potencial
de ação são semi-despolarizadas
- - 65 mV constante → faz com que o canal para sódio dependente de
voltagem que era essencial para despolarização do potencial de ação
rápido se encontra no estado inibido → não está nem fechado nem
aberto
- não há participação de canais para sódio dependentes de
voltagem na gênese do potencial de ação de uma célula marca
passo
- por que está mais despolarizado?
- justificado por uma ausência de canais para potássio retificadores
nas células do nodo sino atrial e atrioventricular → célula marca
passo encontra-se semi-despolarizada
- marca-passo: células que podem gerar por si só (independente de um estímulo
externo) seu próprio potencial de ação
- se autodespolarizam: possuem uma despolarização lenta na dependência de
duas grandes correntes
- If (funny)
- gerada pelo fluxo de íon sódio → ao mesmo tempo que eu
tenho movimentação do íon potássio eu tenho movimentação
do íon sódio
- entrada de sódio e saída de potássio
- em -65 mV de potencial de repouso, o íon que está
mais próximo ao seu potencial de equilíbrio é o
potássio
- sódio tem maior força para movimentação → sódio
→ entra mais sódio do que sai potássio →
tendência de despolarização
- é lentificada pois o efluxo de potássio ainda
acontece
- correntes acontecem por um único canal → canal não
seletivo para potássio e para sódio → canal HCN
- sensível a hiperpolarização e a nucleotídeos
- sempre que há a hiperpolarização, há
contribuição da saída do potássio e
entrada de sódio e, consequentemente,
despolarização lenta
- PKA aumenta a condutância desse
canal → aumenta despolarização
- corrente de cálcio
- -50 mV → subpopulação de canais para cálcio dependentes
de voltagem vão entrando lentamente para o estado aberto
- primeiro canal que responde a despolarização: canal para
cálcio tipo transitório → condutância ao cálcio → cálcio
entra dentro da célula nodal → contribui para a
despolarização ser mais rápida (entra sódio e entra cálcio)
- com uma maior despolarização há a abertura de outro
canal para cálcio → corrente para cálcio do tipo IL (lento)
→ grande fluxo de entrada de cálcio de forma mais rápida
→ há a despolarização (fase 0)
- bloqueadores de canais para cálcio são usados para mexer
com frequência de células marca-passo → reduz número de
batimentos
- vão bloquear a atividade de uma parcela de canais de
cálcio dependentes de voltagem
- os canais de cálcio também tem a forma inativa → com a
manutenção do estado de polarização, o canal para cálcio
dependente de voltagem do tipo L vai para o estado
inativado → cessa a despolarização
- canal sensível a despolarização: canal para potássio dependente
de voltagem
- no final da despolarização, já há um efluxo de potássio que
a princípio vai contrabalancear a entrada de cálcio e com
a inativação do canal para cálcio vai contribuir para a
repolarização da célula nodal (fasel 3)
- conforme repolariza, a corrente dependente de voltagem diminui até
cessar
- quando cessa, entra em jogo os canais que geram a corrente F e a
corrente de cálcio do tipo T e um novo potencial de ação nodal vai
ocorrer
- contagem entre as despolarizações: frequência cardíaca
- tanto as células do nodo sinoatrial quanto do nodo atrioventricular possuem
potencial para ser uma célula marca-passo\
- potencial de repouso instável = grande característica das células marca passo
Junção dos potenciais de ação
- nodo sinoatrial despolariza eleva o potencial para os miócitos atriais
- o potencial de ação chega as células do nodo atrioventricular e chega as fibras do
feixe de His e Purkinje
- há um atraso entre a despolarização do nodo sinoatrial e fibras de His-Purkinje
- essencial para a fisiologia cardíaca
- se a célula do nodo sinoatrial não despolarizar não há despolarização das outras
estruturais
- excitabilidade da célula nodal → possibilida o transplante
Condução do potencial de ação
- impulso gerado se propaga primeiramente para os átrios → nodo
atrioventricular → feixe de his (ramo direito, ramo esquerdo, ram médio) →
fibras de purkinje → ventrículo
- quando o ventrículo recebe o potencial de ação, o átrio da despolarizou e voltou ao
estado de repouso
- são assincrônicas → essencial para estimulação elétrica e mecânica
cardíaca
- por que o nodo sinoatrial são as células marca passo em uma condição
fisiológica e não o nodo atrioventricular?
- ambas possuem a mesma morfologia de potencial de ação, entretanto o
nodo sinoatrial tem uma condutância pelos canais que é maior que o
N.A.V.
- nodo sinoatrial despolariza precocemente em relação ao N.A.V
- o grupamento celular que precocemente alcança o potencial de repouso de
membrana favorável para a abertura de canais para cálcio dependentes de
voltagem do tipo lento, com consequente despolarização, será o marca
passo
- mas por que o nodo sinoatrial? o que difere?
- acredita-se que um dos fatores que leva a despolarização
ser mais rápida é que as células que compõem o nodo
sinoatrial parecem ter uma maior quantidade de canais
HCN que geram a corrente IF (início da despolarização por
influxo de sódio e efluxo de potássio)
- existe mais junções comunicantes no nodo sinoatrial
comparado com o nodo atrioventricular
- junções de baixa resistência elétrica → potenciais de
ação trafegam muito mais rápido
- O nodo sinoatrial é composto de várias células, correto?
todas essas células geram o potencial ao mesmo tempo,
ou uma célula do conjunto gera o potencial de ação, que
se espalha para as outras células do nodo e depois
percorre o caminho pelo tecido cardíaco?
- Existem ramos internodais que conduzem o impulso para os átrios e o
nodo atrioventricular
- Nodo A.V. recebe estímulo do nodo sino atrial pelo nodo sino atrial ser
mais rápido
- Nodo sinoatrial controla o cronotropismo cardíaco → frequência de
disparo nodal
- efeito cronotrópico positivo: aumenta frequência cardíaca
- influenciado pelo sistema simpático e parassimpático
- Seres humanos: 60 a 70 batimentos por minuto → nodo sinoatrial
- nodo atrioventricular: 30 a 40 batimentos por minuto
- nem todos têm a mesma sequência intrínseca
- tem uma fase 4 que chega ao limiar de despolarização mais rápido quando
comparado ao atrioventricular em todas as espécies
- O nodo atrioventricular promove o retardo nodal
- retardar a transmissão do impulso nervoso dos átrios para os
ventrículos
- retarda a condução átrio ventricular
- Se o nodo sino atrial falhar, o nodo atrioventricular consegue dar
conta de promover a contração cardíaca por um tempo?
- Como retardam?
- potencial de ação lento
- átrio nodal:
- canal para sódio dependente devoltagem está
inativado
- não tem canal para potássio retificador
- os canais são lentos
- células têm um número reduzido de junções
comunicantes
- na transição noto hisiniana, já ganha velocidade de novo →
chega na fase de abrir canal dependente de voltagem
precocemente → tem mais correntes que contribui para a fase
4
- Contribui para que a despolarização atrial ocorra
precocemente em relação a despolarização ventricular
- Por que o estímulo não passa direto dos átrios para os ventrículos?
- esqueleto fibroso do coração → localizado na base do ventrículo
- seguram as valvas
- não possuem junções comunicantes
- age como um sistema de isolamento elétrico → sistema de
sustentação valvar
- Linha da base no eletrocardiograma: polarizando um conjunto celular
da massa muito pequena → nodo atrioventricular, feixe de his e seus
ramos e purkinje → retardo nodal
- Nodo atrioventricular → dromotropismo = capacidade de controlar a
velocidade de condução de um potencial de ação entre átrios e
ventrículos
- efeito dromotrópico positivo do simpático: aumenta velocidade de
condução do estímulo gerado no nodo sinoatrial
- dromotrópico negativo: reduz a velocidade de condução do potencial
de ação → aumento do retardo de condução
- Fibras de Purkinje: essenciais para distribuição da atividade elétrica
pelo coração
- região endocárdica e subendocárdica → chegada das fibras de
purkinje
- a primeira região ventricular a receber um estímulo e se despolarizar
é o endocárdio → segue progressivamente para o epicárdio
- Músculo cardíaco: sincício elétrico
- fibras de condução e entre cada cardiomiócito existem regiões de
baixa resistência
- região septal sofre despolarização primeiro pois é ali que entra o
feixe de His
- na sequência do septo despolariza o ápice do ventrículo --. Ápice do
ventrículo esquerdo, depois direito, parede livre do ventrículo
esquerdo e → base do ventrículo direito e esquerdo
- não é tudo ao mesmo tempo
- Onda Q: septo
- Ápice, parede livre do ventriculo esquerdo e direito: Onda R →
maior massa = voltagem alta
- Despolarização da base: Onda S
- QRS: representativo da frequência elétrica
- Miocárdio: disposição das fibras musculares → helicoidal
- empurra o sangue em direção as valvas dos vasos
- É o sentido elétrico quem dispara a resposta mecânica do coração
- Frequência cardíaca = determinada pelas células marcapasso → forma
de enxergar o efeito cronotrópico do coração
- Tecido cardíaco excitável recebe o sinal elétrico lento que se transforma no
sinal elétrico rápido → influxo de cálcio vai gerar como resposta a contração
- a parada da ocorrência da despolarização reduz o cálcio do
citosol → queda da contração = relaxamento
- durante o relaxamento, o átrio se enche de sangue
- fase contrátil: ventrículos expulsam o sangue
- gera um volume sistólico → volume ejetado a cada
sístole por cada disparo de frequência cardíaca
- Débito cardíaco: volume sistólico x frequência cardíaca
- acoplamento eletromecânico