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ELETROFISIOLOGIA CARDÍACA
As células cardíacas, quando em
repouso, são eletricamente polarizadas, tendo
sua superfície mais positiva e seu interior mais
negativo, com uma diferença de potencial
medida por voltímetro de - 90mV. Esta
polaridade é mantida pelo funcionamento de
bombas de membrana, ajustando a
concentração dos íons nos meios intra e
extracelular.
Quando a membrana começa a
permitir o fluxo de Na+ para o interior, inicia o
evento elétrico chamado de despolarização.
Nas células marcapasso, este evento ocorre
espontaneamente, já nas demais, apenas com
a chegada do impulso elétrico.
Esta despolarização se propaga de
célula a célula, produzindo uma onda de
despolarização transmitida pelo miocárdio,
seguindo do negativo para o positivo. Cada
despolarização gera uma contração, quase
simultânea, podendo ser considerada como
um mesmo evento.
A despolarização é um fenômeno químico/elétrico
e a contração um fenômeno mecânico.
Inicialmente, em um resumo simples, a
célula cardíaca está com potencial de
membrana de repouso (PMR), quando o sódio
entra o potencial de membrana sobe
subitamente, sendo considerada a fase 0.
Após esta entrada, o potássio tenta
compensar lentamente, saindo da célula,
considerando a fase 1 do processo. Na fase 2,
o cálcio entra na célula mas o potencial acaba
se mantendo pela saída do potássio que
continua. Por fim, na fase 3, há a interrupção
da entrada de cálcio e o potássio sai mais
rápido, retornando para o potencial inicial.
Este processo é chamado de potencial
de ação de resposta rápida. É o potencial de
ação encontrado nos miócitos contráteis e
fibras de Purkinje. Descrevendo com maiores
detalhes:
Fase 0➛ Despolarização rápida. Após a célula
ser estimulada, os canais de sódio são abertos
com grande influxo de sódio (Na+) para
dentro. A polaridade que inicialmente era
-90mv vai se tornando progressivamente mais
positiva com a entrada desses íons, chegando
a +20mV no final dessa fase.
Fase 1 ➛ Repolarização rápida inicial. Nessa
fase ocorre inativação dos canais de sódio
com abertura dos canais de Potássio. A
polaridade cai de +20mV até
aproximadamente 0mV com a saída da célula
de Potássio.
Fase 2 ➛ Platô. Fase marcada pelo equilíbrio,
com entrada de Cálcio na célula e saída de
potássio, mantendo a polaridade
aproximadamente em 0mV. A entrada de
Cálcio na célula nessa fase é responsável pelo
processo de contração muscular.
Fase 3 ➛ Repolarização Rápida. Essa fase é
marcada pelo fechamento dos canais de
Cálcio e permanência da saída da célula dos
íons Potássio, fazendo com que a polaridade
vá se negativando progressivamente até
-90mV.
Após a despolarização estar completa, a célula
precisa se repolarizar, por bombas
transmembranas, que ocorre na fase 4.
Fase 4 ➛ Fase de Repouso. Apesar do nome
dessa fase ser repouso, ocorre trocas de 03
íons de Sódio para fora e 02 íons de Potássio
para dentro da célula às custas de gasto de
energia (ATP) através da Bomba de
Sódio/Potássio.
Existe também o potencial de ação
encontrada nas células que têm a propriedade
de automatismo e função de marca passo
como o nó sinusal e nó atrioventricular, que é
o potencial de ação de resposta lenta.
Detalhadamente, o sódio entra lentamente
nessas células e o potencial vai subindo até
atingir - 40 mV. Quando alcança este valor,
ativa os canais de cálcio dependentes de
voltagem (ICaL), permitindo o influxo de cálcio,
levando o potencial de ação para + 10 mV.
Fase 4➛ Despolarização espontânea. Essa é a
fase que determina a propriedade de
automatismo. Diferentemente da fase 04 do
potencial de resposta rápida, essa fase
apresenta um aumento lento e gradual da
voltagem sem precisar de um estímulo
externo. Quanto mais inclinado essa fase,
maior a frequência de despolarização da
célula (maior a frequência cardíaca). Quando
a curva atinge o valor de -40mV, acontece o
potencial de disparo e é gerado um novo
potencial de ação. Essa modificação de forma
espontânea acontece devido a corrente Funny
(If), também denominada de corrente de
marcapasso.
Fase 0 ➛ Despolarização Ascendente. Essa
fase é marcada pela entrada de Cálcio na
célula. As correntes de sódio estão inativadas
nessa fase.
Fase 3 ➛ Repolarização. É uma fase marcada
pelo aumento da condutância ao Potássio,
com sua saída da célula.
BIOFÍSICA NO ECG
Vetor - representação gráfica de uma força
que tenha amplitude, direção e sentido.
Imagine uma ambulância em um
estádio de futebol, todo escuro, e que você
precisa achar para onde ela está indo. Você
colocou 3 pessoas em locais diferentes do
campo, e para cada uma das barras e uma na
lateral, no meio do campo. Ademais, você
combinou que se uma pessoa escutar a
ambulância se aproximando dela, ela vai
desenhar uma onda para cima e se escutar a
ambulância se afastando, uma onda para
baixo.
Se fossem 2 ambulâncias indo juntas
para um mesmo lado, o desenho seria
diferente, com maior amplitude porque o som
seria mais alto.
Já se fossem 2 ambulâncias indo para
lados opostos, o resultado seria a subtração
dos sons, então o lado que tivesse maior som,
ganharia.
SISTEMA ELÉTRICO DO CORAÇÃO
Como falamos anteriormente, o
coração tem um sistema de geração e
condução elétrica. O processo de geração do
impulso elétrico é realizado, a nível celular,
com a mudança nas concentrações iônicas
que citamos no potencial de ação de resposta
lenta, que se propaga na forma de potencial
de ação de resposta rápida pelas células
musculares, provocando a contração, também
se propagando pelo sistema elétrico,
transmitindo o estímulo para as outras regiões
cardíacas. O coração precisa que as células
atuem de modo sinérgico para que a
transmissão do impulso elétrico não ocorra
aleatoriamente. Neste sentido, é preciso que
os átrios se contraiam antes dos ventrículos,
assim temos a importância do nó
atrioventricular e do esqueleto fibroso neste
“atraso”.
Mais detalhadamente, o sistema
elétrico é formado por células cardíacas
especializadas que formam nós ou nodos e
feixes, produzindo e conduzindo o impulso
elétrico.
Todo o sistema elétrico do coração
pode gerar o impulso elétrico, mas com
velocidades diferentes. Deste modo, a
estrutura que consegue em maior velocidade
irá “ditar” o impulso e as células subsequentes
irão apenas conduzir. Em condições
fisiológicas, quem “dita” este processo é o nó
sinusal, localizado no teto do átrio direito, em
sua parede anterolateral, na base da veia cava
superior, sendo o “maestro” do coração.
Uma vez gerado, o potencial de ação é
transmitido pelo átrio direito por células
miocárdicas atriais, chamadas de feixes
internodais (anterior, médio e posterior); para
o átrio esquerdo pelo “feixe” de Bachman e
para o nó atrioventricular (AV), tudo
simultaneamente.
Nesta fase do ciclo, a despolarização
que ocorre é apenas nos átrios. O esqueleto
fibroso cardíaco isola eletricamente as
câmaras superiores das inferiores. Ademais,
há células transicionais que possuem junções
comunicantes diminuídas, atrasando a
chegada do estímulo no nó AV compacto,
situado no triângulo de Koch.
Quando este atraso não acontece por
presença de “atalhos” no esqueleto fibroso e o
estímulo chega nos ventrículos antes do
habitual, há a pré-excitação ventricular,
descrita como a síndrome arritmogênica de
Wolff-Parkinson-White (WPW).
O nó AV possui capacidade de
condução anterógrada (do átrio para o
ventrículo) ou condução retrógrada (do
ventrículo para o átrio, se o ventrículo
despolarizar-se primeiro).
Em até 35% das pessoas, existe uma”dupla
fisiologia nodal”, onde há uma bifurcação do
tecido a nível de nó AV compacto, tendo 2
circuitos convivendo lado a lado, que podem
levar a arritmias reentrantes, o estímulo sobe
para os átrios por uma via e desce para os
ventrículos por outra. Isto é chamado de
taquicardia por reentrada do nó AV.
Do nó AV compacto “nasce” o feixe de
His, na região do corpo fibroso central,
marcando o iníciodo território elétrico
ventricular.
Em um bloqueio de condução atrioventricular
que não chegou a despolarizar o feixe de His,
sabemos que o defeito está no tecido atrial ou
no nó AV. Quando o bloqueio ocorre depois do
feixe de His, denominado “bloqueio
infra-hissiano”, o problema é de condução
ventricular, denotando maior gravidade.
O feixe de His se bifurca ao entrar no
septo interventricular, em ramos direito (mais
fino e frágil) e esquerdo (mais calibroso). O
ramo esquerdo se bifurca em fascículo
ântero-superior e póstero-inferior.
Por fim, o impulso segue pelas fibras de
Purkinje, até atingir as células que irão
contrair os ventrículos.
O trajeto nos ventrículos aumenta a
eficiência da sístole ventricular, pois o estímulo
chega primeiro ao ápice cardíaco e ascende
pelas paredes. Assim, o ápice contrai em
direção a base do coração, direcionando o
sangue para as artérias.
A condução de todo esse sistema
elétrico pode ser registrada no
eletrocardiograma, como veremos a seguir.
ELETROCARDIOGRAMA
O eletrocardiograma (ECG) é um exame
simples e barato, obrigatório em emergências.
Ele funciona como se câmeras fossem
posicionadas em volta do coração e
registrassem os impulsos elétricos que se
aproximam ou se afastam de cada eletrodo.
Após anos de pesquisas e descobertas,
como podemos citar dos fisiologistas Koelliker
e Muller (1856), que conseguiram demonstrar
um biopotencial elétrico no coração de um
sapo e descobriram que uma atividade
elétrica precedia a sístole cardíaca; Walter
(1887) continuou com experimentos em seu
cachorro de estimação, que não sofreu
nenhum dano no simpático decorrente destas
demonstrações.
Assim, com um cinto no tórax de Walter,
um eletrômetro capilar e uma coluna de
mercúrio, veio o primeiro traçado de um
eletrocardiograma humano.
Em 1902, o médico holandês Willem
Einthoven, desenvolveu um galvanômetro de
corda, com um método em que a placa
fotográfica onde ficaria registrada tinha uma
frequência constante pela gravidade. Caso
fosse registrado um potencial de 0,1 mV, o
galvanômetro moveria 1mm. Ademais, neste
artigo também estão descritas as deflexões do
ECG: PQRST, lhe rendendo um prêmio nobel
em 1924.
Assim foi criado o triângulo de
Einthoven, pois ele posicionava os eletrodos
nos membros, sendo DI o potencial de ação
entre o braço direito e o esquerdo, DII do
braço direito para a perna esquerda e DII do
braço esquerdo para a perna esquerda.
Em 1934, Wilson introduziu um ponto
virtual no centro do tórax, o “terminal central
de Wilson”, aumentando a sensibilidade das
derivações de Einthoven, pois media a
diferença de potencial do braço direito até
este centro, sendo chamado de VR. Em 1942,
Goldberger introduziu um aumento na
sensibilidade, surgindo o aVR (right), aVF (foot)
e aVL (left). formando o “círculo de Cabrera”.
POSIÇÃO DOS ELETRODOS
Com estes primeiros eletrodos nos
membros superiores e perna esquerda, temos
as primeiras derivações, chamadas derivações
periféricas ou do plano frontal (DI, DII, DII,
aVR, aVF e aVL), que enxergam se o estímulo
vai para cima ou para baixo e para esquerda
ou para direita, mas não se anteriormente ou
posteriormente. Para isso, há os eletrodos
precordiais, que mostram as derivações
precordiais ou do plano horizontal (V1, V2, V3,
V4, V5 e V6), vendo se o estímulo vai para
frente ou para trás e para esquerda ou para
direita.
Alguns outros eletrodos podem ser colocados
para visualização de mais derivações, mas não
são os mais comuns. O mais encontrado é o
ECG de 12 derivações (DI, DII, DII, aVR, aVF,
aVL, V1, V2, V3, V5, V5 e V6).
Para saber se está indo para frente ou para
trás, é só olhar para V1, caso negativo, está
indo para trás, caso positivo, está indo para
frente.
O ELETROCARDIOGRAMA E SUAS ONDAS
As ondas do ECG são o resultado dos
processos de despolarização e repolarização
das células do miocárdio. A onda positiva de
despolarização dentro das células cardíacas
se move em direção a um eletrodo positivo na
pele, assim registra uma deflexão positiva
(para cima). Por outro lado, quando o impulso
elétrico está se afastando do polo positivo,
gera uma deflexão negativa (para baixo). As
ondas do ECG possuem 3 características
principais:
1. Amplitude - medida em milivolts (mV);
2. Duração - medida em fração de
segundos;
3. Configuração - forma e aspecto da
onda.
Assim, tudo dependerá de vetores, mas o
traçado segue as seguintes atividades, em
sequência:
- Despolarização dos átrios (primeiro o
direito, depois o esquerdo);
- Intervalo atrioventricular;
- Despolarização dos ventrículos e
repolarização dos átrios;
- Repolarização dos ventrículos.
Cada uma dessas atividades
corresponde a uma entidade no ECG, seja
uma onda, um complexo de ondas, um
intervalo ou um segmento.
Onda P Despolarização dos átrios.
- O impulso gerado pelo nó
sinusal segue em direção ao
nó AV, despolarizando os
átrios, ou seja, se
aproximando de DII,
registrando uma onda
positiva, de pequena
amplitude e duração.
Int. PR Intervalo atrioventricular.
- O nó AV atrasa o impulso,
registrando uma linha reta.
Onda Q Despolarização inicial do septo IV.
- A resultante da
despolarização do septo IV
forma um vetor que se afasta
de DII, registrando uma onda
negativa.
- Onda negativa que se
inscreve antes da onda R.
Onda R Despolarização do ápice dos
ventrículos.
- Pelos ramos direito e
esquerdo, se aproximando da
câmera de DII, registrando
uma onda positiva de grande
amplitude.
Onda S Despolarização da parte basal dos
ventrículos.
- O estímulo ascende pelas
paredes livres dos ventrículos
chegando na parte basal,
formando um vetor que se
afasta da câmera de DII,
registrando uma onda
negativa.
- Onda negativa que vem
depois da onda R.
Onda T Repolarização dos ventrículos.
A repolarização dos átrios ocorre
ocorre concomitantemente à despolarização
dos ventrículos, que por ser um fenômeno
mais intenso, “cobre” este evento dos átrios.
A soma dos vetores QRS é o vetor
elétrico cardíaco, que deverá ser posicionado
no círculo de Cabrera para análise.
CONFIGURAÇÕES DO
ELETROCARDIÓGRAFO
A inscrição gráfica, quando o
eletrocardiógrafo está configurado, segue um
padrão convencionado por Einthoven no papel
milimetrado.
- 25 mm/s de velocidade;
- Cada 1 mm do papel para cima ou para
baixo corresponde a 0,1 mV de
amplitude;
- Para esquerda e para direita, cada mm
corresponde a 40 ms ou 0,04 segundos.
Assim, se o impulso que está indo na direção
da “câmera” é de 0,5 mV, teremos uma
deflexão positiva de amplitude de 5
quadradinhos, ou 1 quadradão. Se esta
atividade durou 80 ms, teremos uma deflexão
que durará 2 quadradinhos.
O padrão é uma calibração
denominada N (descrita acima, na qual 1mm =
0,1 mV ou 40 ms, se em altura ou
comprimento, respectivamente).
EIXO CARDÍACO
O eixo do plano frontal pode ser estimado por
2 passos:
1. Identificar em qual derivação o
complexo QRS está isodifásico
(praticamente isoelétrico).
2. Ver qual derivação em 90º a
identificada está positiva.
Quando o isodifásico não está perfeito, você
faz o passo a passo e depois aproxima:
- Isodifásico mais positivo ➜ mais perto
da derivação do 2 passo.
- Isodifásico mais negativo ➜ mais longe
da derivação do 2 passo.
Se todas as derivações forem isodifásicas,
diz-se que o eixo é indeterminado.
Exemplos:
Neste plano, o valor normal do eixo cardíaco é
de - 30º a + 90º.
São alguns exemplos de patologias que
alteram o eixo cardíaco:
- Desvio para esquerda ⇒ doenças que
sobrecarregam o VE - HAS, miocardiopatia
dilatada, miocardiopatia hipertrófica, IAM
esquerdo prévio, estenose aórtica …
- Desvio para direita ⇒ doenças que
sobrecarregam o VD - TEP, hipertensão
pulmonar, doenças congênitas como CIA …
OBS - Eixo é fisiológico em 2 segundos:
- Ver se o QRS em DI e em DII são positivos
ou pouco isodifásicos = normal!
O eixo cardíaco normal é a interseção entre os
hemicampos de DI e DII.
O eixo no planohorizontal também pode ser
identificado por 2 passos:
1. Se o QRS de V1 é predominantemente
negativo ➜ eixo para trás.
2. Se o QRS de V1 é predominantemente
positivo ➜ eixo para frente.
Uma analogia a um cabo de guerra,
fisiologicamente, o VE é maior, ganhando o
cabo de guerra. A alteração do eixo para
frente ocorre devido a doenças que
hipertrofiam o VD até + 3x o seu tamanho, pois
assim ele ganha o “cabo de guerra”.
ROTEIRO
1. Identificação
- Nome do paciente;
- Idade do paciente;
- Peso e altura:
● Biotipo do paciente ➛ pacientes
longilíneos possuem o eixo
cardíaco mais verticalizado, já
pacientes brevilíneos, um eixo
mais horizontalizado.
- Sexo:
● Algumas características são
diferentes para homens e
mulheres, por exemplo o limite
superior de duração do intervalo
QT normal (H - 450 ms / M - 460
ms).
- Quadro clínico.
2. Padronização
- Checar se o retângulo lateral tem 10
quadradinhos de altura ou o “N”
especificado.
- Ver se a velocidade é de 25 mm/s.
Se configurarmos o mesmo ECG para 2N
(20mm/mV), a amplitude dos QRS ficará maior
e poderíamos dar o diagnóstico de sobrecarga
de ventrículo esquerdo de forma incorreta. Por
isso é importante checar a padronização do
ecg antes de interpretá-lo.
Da mesma forma, se configurarmos para
50mm/s, poderíamos realizar o diagnóstico de
bradicardia ou distúrbio de condução
intra-ventricular quando não há nenhuma
alteração, como no exemplo abaixo (do
mesmo paciente anterior):
3. Ritmo e Frequência cardíaca
- Ver se sinusal ou não em 4 passos:
1. Ondas P positiva em DI e aVF;
2. Ondas P de mesmas morfologias;
3. Ondas P seguidas de QRS;
4. Frequência cardíaca entre 50 e 100
bpm.
FREQUÊNCIA CARDÍACA (FC)
Pode ser estimada em bpm por 2 regras:
I. Regra dos 300:
A. Basta dividir 300 pelo número
de 5 quadrados (que perfazem
0,2s) que contém o intervalo RR
ou PP.
II. Regra dos 1500:
A. Basta dividir 1500 pelo número
de quadrados menores (unidade
menor - 0,04s) que contém o
intervalo RR ou PP).
Se o ritmo for irregular, deve-se calcular a FC
observando o DII longo (duração de 10
segundos):
Número de QRS no DII longo x 6
Intervalos Eletrocardiográficos Normais
Frequência
cardíaca
50 - 100 batimentos por
minuto
Duração da
onda P
< 0,12 segundos (120 ms)
Intervalo PR
0,09 s (90 ms) a 0,2 s (200
ms)
Duração QRS
0,075 s (75 ms) a 0,11 s (110
ms)
QTc
0,45 s (450 ms) em homens
e 0,46 s (460 ms) em
mulheres
Eixo QRS - 30º a + 90º
Embora a FC basal em repouso tenha sido
tradicionalmente definida entre 60 a 100 bpm,
a faixa de 50 a 90 bpm em repouso pode
refletir melhor a fisiologia normal.
4. Onda P
- A duração da onda P, do início ao fim, é
tipicamente menor do que 0,12 segundos
(120 ms, ou 3 quadradinhos) em
comprimento.
- Uma onda P mais larga reflete um atraso
na condução intra ou interatrial, ou em
ambas.
- Anormalidades na amplitude da onda P, sua
morfologia ou seu eixo, podem refletir um
aumento atrial.
São analisados 4 aspectos:
1. Polaridade ou eixo:
a. O eixo da onda P ou SÂP varia
normalmente de -30º a +90º no PF.
2. Amplitude:
a. O normal varia de 0,5 a 2,5 mm
(0,05 a 0,25 mV).
3. Duração:
a. Normal até 0,08 s.
4. Morfologia:
a. Tipicamente monofásico.
Alguns conceitos importantes
1. O ritmo sinusal é o habitual e
caracteriza-se por onda P monofásica e
positiva em DI, DII e DIII e negativa
em aVR.
2. A condução atrioventricular é avaliada
essencialmente pelo intervalo PR, cujo
valor normal varia de 0,12 a 0,2 s no
adulto.
3. O complexo QRS dura habitualmente
até 0,12 s no adulto. Seu eixo normal
varia de - 30º a + 90º no plano frontal e
para trás no plano horizontal.
4. O segmento ST usualmente é uma linha
isoelétrica.
5. A onda T tem morfologia assimétrica
com porção inicial ascendente mais
lenta, com amplitude até 6mm no PF e
de até 12mm no PH.
6. A onda U, quando presente, tem a
mesma polaridade da onda T
precedente e voltagem usualmente de
até 25% da amplitude da onda T.
CARACTERI
Referências
http://arritmed.com.br/?p=314
Hachul, Denise Tessariol; Kuniyoshi, Ricardo;
Darrieux, Francisco Carlos. Tratado de
Arritmias Cardíacas: Fisiopatologia,
Diagnóstico e Tratamento / 1ºedição. Atheneu
Sanches, Paulo César; Moffa, Paulo J.
Eletrocardiograma – Uma abordagem Prática.
Roca. 1 edição, 2013.
http://arritmed.com.br/?p=314
Riera, Andrés Ricardo Pérez; Uchida, Augusto.
Eletrocardiograma: teoria e prática.