Acoplamento elétrico cardíaco

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Acoplamento excitação - contração - relaxamento
- Músculo estriado cardíaco → forma grande parte do coração
- Além das fibras especializadas de gênese e condução do impulso elétrico, o
coração tem o músculo estriado cardíaco (que é excitável) e faz a transdução
eletromecânica que vai gerar contração e relaxamento
- cardiomiócitos unidos pelos discos intercalares pelas junções comunicantes
- além disso, o coração tem vários vasos sanguíneos
- órgão super dependente do fornecimento de oxigênio para o tecido
miocárdico
- falha: isquemia → fornecimento de nutrientes e de oxigênio é insuficiente
para manter o metabolismo do tecido cardíaco → entra em sofrimento
- existem fases de isquemia
- fibroblastos: formação de fibras elásticas e colágeno intersticial
- colágeno tem que estar em uma quantidade correta → essencial para um
impedimento do excesso de distensão das cavidades
- excesso na deposição de colágeno no miocárdio = fibrose miocárdica
- problema para o enchimento ventricular → dificulta a distensão do
órgão
- colágeno não tem junções comunicantes → acaba servindo como um
isolante elétrico
- Músculo cardíaco:
- mitocôndrias: existem em grande quantidade no músculo → necessário para
contração
- síntese de ATP cardíaca é muito ligada ao uso do ácidos graxos
- usa pouco glicose
- sarcômeros do músculo cardíaco é envolta por uma estrutura tubular
denominada retículo sarcoplasmático → estrutura especializada responsável
pelo armazenamento de cálcio
- essencial para a fisiologia do coração
- interação entre filamento grosso e filamento fino → exige
cálcio disponível → íon sinalizador para o processo de
acoplamento
- membrana plasmática dos cardiomiócitos se invagina e forma os túbulos T
- condução do potencial de ação da periferia do miócito para a parte
central da fibra muscular
- fluxo iônico através da membrana
- interação túbulo T/retículo -> essencial para o acoplamento
excitação/contração
- sarcômero
- delimitado por duas linhas Z’s, que separam o sarcômero em bandas
- banda A: anisotrópica
- formada primordialmente na parte central por
filamentos grossos
- parte periférica: tanto filamento grosso quanto
filamento fino
- filamento grosso: formado primordialmente por
miosina
- quando sofre hidrólise se quebra em
meromiosina leve e meromiosina
pesada onde há uma cauda proteica e
há a cabeça da miosina, essencial para
todo o processo de contração e
relaxamento muscular cardíaco
- S1: cabeça da miosina e cadeias
leses
- S2: pedaço da cauda da miosina
→ helicoidal → encurta e
distende durante o processo de
contração e relaxamento
- estrutura quaternária da cabeça da miosina
- subunidades que tem funções
específicas
- cabeça da miosina = proteínas
que têm afinidade a actina
- para a interação
acontecer os sítios da
actina tem que estar
expostos
- sítio de ligação a nucleotídeos
→ sítio de ligação ao ATP →
há uma ATPase miosínica
(cliva ATP) → quando recebe
seu substrato, o ATP é clivado
em ADP + Pi
- cálcio: mudança
conformacional libera o
fosfato → libera a energia
necessária para o
encurtamento do sarcômero
- músculo cardíaco
- cadeias leves regulatórias da
velocidade de hidrólise de ATP
→ regulam a velocidade com
que um processo de contração
e relaxamento irá acontecer
- no tecido vascular, o T3 e
o T4 aumentam a cinética
cardíaca → cadeias
regulatórias são sensíveis
ao hormônio tireoidiano
→ faz com que a hidrólise
do ATP seja mais rápida
→ contração de maior
velocidade e relaxamento
também
- com o envelhecimento a
hidrólise também cai →
muda a isoforma das
cadeias regulatórias e da
ATPase
- banda I: isotrópica
- exclusivamente possui filamentos finos
- formado primordialmente por actina
- actina globular + proteínas modulatórias
- troponina
- formada por três
subunidades
- T: afinidade pela fita de
tropomiosina
- I: relacionada a
contração/relaxamento
- C: sensível ao cálcio
- tropomiosina
- fita que envolve a actina
globular
- banda H: central → no meio existe a linha M
- Dinâmica do processo
- túbulos T: membrana → fluxo de íons
- local onde acontece abertura de canais de sódio e efluxo de potássio
até chegar ao platô
- platô: influxo de cálcio e efluxo de potássio → essenciais
para o acoplamento eletromecânico cardíaco
- entrada de cálcio durante o platô na intimidade da
membrana plasmática e de uma cisterna do retículo
→ responsável por liberar cálcio do retículo
sarcoplasmático
- estímulo despolarizante: influxo de sódio até o
ponto em que abrirá canais para cálcio ao mesmo
tempo que abrirá canais para potássio
dependentes de voltagem → durante a estabilidade
elétrica a entrada de cálcio no citosol do
microdomínio membrana plasmática + retículo =
responsável pela liberação de cálcio do retículo
- o cálcio que entra no miocárdio a favor do gradiente eletroquímico
será o cálcio sinalizador para dois mecanismos localizados no retículo
- I) abertura do canal para cálcio sensível a cálcio ->
receptor de rianodina (nomes diferentes para o mesmo
canal)
- rianodina (extrato de planta) bloqueia a função
desse canal → bloqueia a contração
- tem sítios sensíveis a fosforilação de vários
mediadores, e um dos mediadores é sensível a
cálcio
- II) ativa uma bomba de cálcio presente no retículo →
transporte ativo primário → hidrólise do ATP
transportando cálcio de volta para o retículo
- apesar da bomba, o fluxo de saída de cálcio durante o platô é
muitas vezes maior que o fluxo de recaptação
- quando o cálcio é liberado para o citosol, ele interage com a troponina
C, altamente afim ao cálcio
- há então uma mudança conformacional do trímero de troponina e
da tropomiosina → expõe o sítio de interação com a miosina
- potencial de repouso, repolarização: níveis citosólicos de cálcio
são muito baixos → não tem cálcio para se ligar a troponina C →
ligação trimérica
- troponina I tem alta afinidade com a actina e a troponina T
está ligada a tropomiosina
- fita de tropomiosina obstrui os sítios de ligação
presentes na actina
- platô → influxo de cálcio → liberação de cálcio do retículo →
cálcio se liga a troponina C → troponina I perde a afinidade pela
actina e passa a ter mais afinidade pela troponina C e pela
troponina T → tropomiosina se desloca e o sitio de interação
está livre para interagir
- com os sítios de actina e miosina livres para interação, é observado que
existe uma mudança conformacional na cabeça da miosina → liberação do
fosfato sobre a forma de energia → encurtamento do sarcômero -
aproximação das linhas Z = contração → enquanto tiver sítio de actina
exposto, enquanto a mitocôndria fornecer ATP para ser hidrolisado pela
ATPase miosínica, maior vai ser o encurtamento do sarcômero e a força de
contração
- quanto mais rápido for a hidrólise do ATP, mas rápida será a
contração
- músculo cardíaco: sarcômero trafega em 3 estados
- estado de início de relaxamento → interação actina/miosina não
está acontecendo
- músculo relaxado se enche de sangue → sarcômero se estira
- estímulo de aumento de cálcio → sarcômero se encurta
progressivamente
- Inotropismo: habilidade do músculo cardíaco contrair
- Finalização do platô do potencial de ação: inativação do canal para cálcio
essencial para a manutenção do platô
- inicia-se a repolarização por efluxo de potássio por meio dos
canais de potássio dependentes de voltagem
- há diminuição da liberação de cálcio do retículo → concentração
de cálcio do meio intracelular platonizam e caem
- caem devido a presença de mecanismos de transporte de
cálcio
- cálcio que estava ligado a troponina C vem para o citosol de forma
livre
- ou é recaptado para dentro da mitocondria
- pode ser lançado para o meio extracelular
- bomba de cálcio presente na membrana → atpase
cálcio sensível
- trocador sódio/cálcio → fluxo favorável de entrada de
sódio permite saída de cálcio contra o gradiente de
concentração
- pode ser recaptado de volta para o retículo
- bomba de cálcio localizado no retículo
- velocidade de transporte dessa bomba é muito
maior do que a presente no sarcolema
- queda gradual das concentraçõesde cálcio
- muda a afinidade da troponina I e da tropomiosina
- diminui a interação actina miosina → músculo
cardíaco relaxa
- fim da fase contrátil e iniciação da fase de relaxamento = inativação dos
canais de cálcio
- Lusitropismo: processo de relaxamento
- Bomba de cálcio do retículo → SERCA (bomba de cálcio do retículo
sarcoplasmático)
- atividade regulado por fosfolambano/fosfolambam
- quando está desfosforilado, está unido a bomba de cálcio
do retículo → inibe a atividade da bomba
- quando aumentam as concentrações de cálcio no citosol, cálcio
se liga a calmodulina quinase fosforila o fosfolambano → quando
está fosforilado, deixa de inibir a bomba de cálcio do retículo
- Dentro do retículo o cálcio fica ligado a calsequestrina e calreticulina
- canal sensível a cálcio fechado → cálcio armazenado na organela
- quanto maior a função da bomba de cálcio, mais rápido é o
relaxamento
- 70% do cálcio é retirado do citosol por meio da atividade do retículo
- 28% sai do citosol por meio do trocador sódio/cálcio
- 2% → bomba de cálcio da membrana plasmática e recaptação de cálcio para
a mitocôndria
- Diástole é fortemente modulada pela SERCA e pelo trocador
sódio/cálcio
- As linhas Z não se afastam só de tirar cálcio
- processo final para a linha Z voltar ao seu tamanho original
depende de uma proteína estrutural que liga o filamento grosso a
linha Z → titina
- proteína elástica → peso molecular grande mas altamente
flexível
- promove o relaxamento e evita distensão excessiva do
sarcômero
- titina acumula energia potencial elástica durante dois
movimentos cinéticos que acontecem no miócito cardíaco
- estiramento do miócito → acontece quando os ventrículos ou
os átrios se enchem progressivamente de sangue
- encurtamento do sarcômero → energia cinética de
movimentação e encurtamento da linha Z vai encurtar a titina
- mola devolve pro sarcômero a energia cinética para retorno
dele a posição original (relaxamento) → importante para a
segunda fase de relaxamento diastólica
- primeira fase de relaxamento: retirada do cálcio
- Fluxo gerado em um sistema de tubos gera pressão
- resistência mecânica e funcional a passagem de sangue
- PA = DC X RVP
- DC = VS X FC