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1 ELETROFISIOLOGIA FACILITANDO ELETRO Eletrocardiograma de um jeito fácil 2 Facilitando Eletro Eletrocardiograma de um jeito fácil facilitandoeletro@gmail.com Instagram - @facilitandoeletro Telegram: t.me/facilitandoeletro ou ECG Facilitando Eletro por Matheus de Freitas Este material é componente do curso de eletrocardiograma Facilitando Eletro. Conheça mais em nossas redes sociais acima. RESUMO – ELETROFISIOLOGIA Em um primeiro momento, entender eletrofisiologia apenas lendo um texto pode ser um dos maiores desafios do estudo do eletrocardiograma. Esse estudo passa pelo entendimento de conceitos físicos e matemáticos, como análise tridimensional de vetores, cargas elétricas etc. Mas fique tranquilo! Pode ter certeza que, com o auxílio das aulas do nosso curso e um pouquinho de dedicação, esse assunto ficará muito fácil e você realmente vai entender o assunto! Ciclo elétrico A atividade do coração passa pelo acoplamento perfeito entre dois ciclos concomitantes: um ciclo elétrico e um ciclo mecânico. Eletrocardiograma é o estudo do ciclo elétrico do coração e também de suas alterações em resposta a possíveis patologias mecânicas. Cada cardiomiócito possui uma função específica no coração. Podemos separar essas funções em dois grandes espectros, de modo que as células estão mais especializadas em um ou em outro polo desse espectro: de um lado, células mais especializadas em geração e condução elétrica e do outro, células mais especializadas em contração muscular. Vale lembrar que toda célula possui o potencial de gerar um estímulo elétrico, no entanto, outras são melhores no desempenho desse papel, com um potencial maior de automatismo na mailto:facilitandoeletro@gmail.com 3 geração do estímulo elétrico ou mesmo, maior velocidade de condução desse estímulo elétrico dentro do miocárdio. O ciclo elétrico começa com a despolarização do nó sinusal, um aglomerado de células próximo a veia cava superior, no átrio direito. Essas células são as mais especializadas na geração automática de estímulo elétrico. Assim, as demais células vão sofrer despolarização em decorrência do estímulo vindo do nó sinusal. Em seguida, o átrio direito começa a se despolarizar (acompanhe o esquema abaixo para facilitar o entendimento). Esse estímulo elétrico percorre o átrio direito até chegar no átrio esquerdo através do Feixe de Bechmann, despolarizando toda essa câmara. Durante esse tempo, o estímulo elétrico também chega até o nó átrio ventricular. Existem feixes celulares que conduzem rapidamente o estímulo elétrico entre o nó sinusal (NS) e nó átrio ventricular (NAV), chamados de feixes internodais. No nó átrio ventricular, o estímulo elétrico sofre uma desaceleração, ficando preso dentro dele. Isso ocorre para que haja tempo dos átrios se contraírem e jogarem sua contribuição de sangue para os ventrículos (isso corresponde a cerca de 25% do débito sistólico – famosa “bomba de escorva”). Após alguns milissegundos, o estímulo elétrico é liberado pelo nó AV e percorre o restante do sistema de condução dentro dos ventrículos. Após o nó AV, o estimulo elétrico percorre o Feixe de His, em seguida esse feixe se divide nos ramos direito e esquerdo. Esses últimos também se dividem em fascículos. Um pouco mais a frente, 4 eles geram milhares de ramificações do sistema de condução elétrico denominados Feixes de Purkinje. Cabe dizer aqui que, o estímulo elétrico percorre rapidamente o coração porquê ele passa pelo sistema de condução. Caso o estímulo elétrico, pelo motivo que for, não conseguir passar bem ou mesmo não passar pelo sistema de condução, o tempo de ativação ou condução elétrica será maior, uma vez que outras células não estão tão especializadas na condução rápida de eletrecidade. Conforme o estímulo elétrico vai sendo conduzido por esse caminho elétrico de forma rápida (já que essas células são especializadas em condução elétrica), os cardiomiócitos especializados em contração muscular começam também a se despolarizar. Essa grande massa celular despolarizando concomitantemente gera uma atividade elétrica que é possível se registrar! O que vem em seguida da despolarização é o abalo muscular, gerando a contração muscular. O caminho do estímulo elétrico, então, será o seguinte: nó sinusal → Feixe de Beckman e nó átrio ventricular → Feixe de His → ramo esquerdo e direito → fascículos do ramo esquerdo e direito → Feixes de Punkinje. Quando o estímulo elétrico ganha os ventrículos, ele percorre uma trajetória pré-definida. Primeiro, o estímulo percorre o sistema de condução dentro do septo ventricular. Essa despolarização septal ocorre da esquerda para a direita devido o ramo esquerdo ter condução ligeiramente mais rápida e também pela massa ventricular esquerda ser maior. A despolarização septal ocorre da esquerda para direita e de cima para baixo (gravem isso – é um conceito fundamental para entender muita coisa aparentemente complexa posteriormente). Após a despolarização septal, ocorre despolarização das paredes ventriculares, conhecidas como paredes livres. Em seguida, o estímulo elétrico percorre as partes mais basais dos ventrículos, já chegando próximo aos átrios. Vale lembrar que, em um coração fisiológico, a única passagem do estímulo elétrico dos átrios para os ventrículos é o 5 nó AV. Existe ainda um anel fibroso entre átrios e ventrículos que impede a passagem elétrica entre eles, salvo pelo nó AV. Teoria do Dipolo (Se possível, assista as aulas de eletrofisiologia para ter uma compreensão muito mais clara sobre esse assunto). Imagine uma única célula polarizada. O meio interior está mais negativo que o exterior. Isso ocorre devido a concentração de Na+ (sódio) ser maior no meio exterior e também pelo K+ (potássio) ter maior concentração no meio intracelular. As proteínas do meio intracelular também possuem carga negativa. Nesse momento, não existe atividade elétrica percorrendo a célula. Logo, o meio extracelular está com carga positiva. Quando um estímulo elétrico vindo de outro lugar (do nó sinusal, por exemplo), a porção celular mais próxima a esse estímulo começa a se despolarizar, invertendo as cargas do meio intracelular com o extracelular. Nesse momento, começa a haver uma diferença das cargas no meio extracelular – entre as porções que já despolarizaram e as que ainda vão despolarizar. Percebam que existe um sentido de despolarização – nesse caso, da esquerda para direita. 6 Preste atenção no ponto de encontro da área despolarizada e a (ainda) polarizada: existe a formação de um dipolo na face externa da membrana celular. Esse dipolo vai percorrendo toda a célula até que ela esteja totalmente despolarizada, assim as cargas intracelulares ficam positivas e extracelular negativas. Quando ocorre a formação de um dipolo, um fenômeno elétrico surge: formação de um campo eletromagnético (Não se preocupe. Apenas acompanhe o raciocínio que você vai entender perfeitamente.) Quanto mais próximo um objeto estiver próximo dessa carga, maior será a influência que ele sofrerá do campo elétrico, seja negativo ou positivo. Ao se aproximar, mais exposto ao campo elétrico (negativo ou positivo) ele vai estar. Assim, se o dipolo é formado no encontro da porção celular que já sofreu despolarização com a que ainda vai sofrer, o dipolo vai percorrendo a célula de um ponto inicial até um ponto final. Então, esse campo eletromagnético também percorrerá a extensão da célula enquanto ocorre a despolarização? Exatamente! 7 Como esse campo elétrico possui três propriedades análogas a um vetor (módulo, direçãoe sentido), portanto, podemos representá- lo como um vetor. Esse dipolo pode estar no sentido horizontal, com direção para direita e com magnitude que pode se somar ou subtrair caso existam outros dipolos ocorrendo concomitantemente. Por convenção, esse dipolo/vetor é representado como uma seta, cuja ponta da seta é a carga positiva e a calda negativa. Nesse momento, é fundamental você observar que agora surgem duas setas: a seta que representa o sentido e direção da atividade elétrica (de onde começou a despolarização/repolarização e para onde se dirige) e outra que representa o vetor (cuja ponta significa a carga positiva do vetor). Como a célula está se DESpolarizando, o sentido da atividade elétrica é o mesmo do vetor. Ambos apontam para a direita, nesse caso (a carga positiva sempre fica no sentido para onde a atividade elétrica se dirige). Ora, então podemos colocar um eletrodo no meio extracelular para registrar esse campo elétrico, saber sua magnitude, e sua direção! Ao colocar um eletrodo numa região da célula, ele irá registrar uma atividade elétrica. Quando esse dipolo se aproximar do eletrodo, maior será a exposição do eletrodo ao campo eletromagnético e maior será o registro. Se o dipolo for se aproximando da carga positiva do eletrodo, maior será o registro positivo. Coloca-se então dois eletrodos no meio extracelular: um eletrodo referência e um explorador. O eletrodo referência possui a função apenas de parâmetro para que o eletrodo explorador possa captar e registrar a diferença de potencial que existe ente ele e o eletrodo referência (portanto, devem ficar em posições distintas para se medir a diferença elétrica entre cada regição celular). Dessa forma, cada eletrodo deve ser posicionado numa extremidade da célula. 8 Eletrodo explorador (E) e referência (R). Inicialmente, não existe diferença de potencial entre um ponto inicial e um ponto final. Portanto, não há registro. Quando a célula começa a se despolarizar, surge o dipolo e ele vai percorrendo a célula. Concomitantemente, o campo elétrico (representado pelo vetor) também. Quando mais próximo ele chega do eletrodo E (explorador), maior será o registro de uma atividade positiva. O registro volta a zero quando o eletrodo explorador não está mais sobre influência do campo elétrico, logo, a célula está toda despolarizada. Toda boa célula que se despolarizou vai se repolarizar! A repolarização celular se inicia no mesmo ponto onde começou a despolarização. MUITA atenção agora: o sentido da atividade elétrica é o mesmo! Da esquerda para direita! No entanto, as cargas elétricas vão se inverter (na repolarização, a carga negativa é que fica do lado para onde vai o sentido da atividade elétrica). No esquema acima, temos a primeira célula ainda no seu estado despolarizado, então, cargas negativas no meio extracelular. Quando ela começa a se repolarizar, ocorre novamente um dipolo, no entanto, com representação ao contrário da que tínhamos na despolarização. Agora, a carga negativa é quem vai se aproximando cada vez mais do eletrodo explorador. Logo, um registro negativo será feito. Portanto, na REpolarização, o vetor possui direção oposta a direção da atividade elétrica. “As setas apontam para extremidades diferentes”. 9 Faça um exercício: como seria o registro gráfico caso o eletrodo explorador estivesse no meio da fibra durante a despolarização? Teríamos um registro inicialmente positivo (uma vez que a parte positiva do dipolo se aproxima do eletrodo explorador) e depois negativo (uma vez que o dipolo passou pelo meio da célula, onde está o eletrodo explorador, e agora a porção negativa do dipolo estará mais próxima do eletrodo explorador). Como pode perceber, a onda registrada será negativa ou positiva conforme for a posição do eletrodo e, também, do sentido da atividade elétrica e do vetor. Uma mesma atividade elétrica pode ser registrada de forma diferente se mudarmos a posição do eletrodo explorador. Como existe uma grande massa de células se despolarizando ou repolarizando ao mesmo tempo no coração, esses vetores podem se somar ou se subtraírem, formando um vetor resultante daquela atividade elétrica que está acontecendo naquela área específica do coração, naquele instante específico. Por exemplo: após a despolarização atrial, o septo interventricular se despolariza. Naquele instante, somente o septo está em atividade elétrica. Os vetores formados por cada célula septal se somam, gerando um único vetor resultante: o vetor septal. Vamos trazer isso para o mundo do eletrocardiograma. O eletrocardiógrafo é um equipamento que possui essa propriedade: captar a atividade elétrica resultante e transformá-la num registro gráfico. Sabemos que cada célula em atividade elétria gera um vetor! Os vetores das células em atividade naquele instante se somam, 10 formando um vetor resultante. É exatamente isso que o eletrocardiograma registra! O vetor resultante da ativação dos átrios, septo, septo, paredes livres etc e as patologias que podem interferir nessa normalidade. Dessa forma, cada vetor resultante dará origem a uma onda que vemos num papel eletrocardiográfico. Vamos a elas. As ondas A ativação atrial gera um vetor resultante que aponta da direita para a esquerda e de cima para baixo. Isso gera a onda P. Essa onda será registrada de forma positiva ou negativa conforme for a localização do eletrodo explorador em referência a onda. Se o vetor da despolarização atrial (vetor resultante atrial) apontar/se dirigir para o eletrodo explorador, ele registrará uma onda P positiva e, negativa, caso o eletrodo esteja posicionado numa área em que o vetor “foje” do eletrodo. No ECG, temos eletrodos exploradores em vários lugares. Logo, teremos ondas P positivas e negativas, mas é a mesma onda P! Mesma atividade atrial! Após a onda P – despolarização atrial, existe um tempo em que o nó AV segura o estímulo elétrico, momento em que não há atividade elétrica, portanto, sem registro! Sem vetores sendo formados! Logo após, os ventrículos se despolarizam – primeiro o septo, depois as paredes ventriculares, seguido pela última parte dos ventrículos (partes basais – subindo as paredes livres, já chegando próximo aos átrios). A despolarização ventricular como um todo gera a formação de ondas chamadas de complexo QRS. Depois de um período de recuperação, o ventrículo se repolariza, originando a onda T. Ativação ventricular Se colocarmos um eletrodo explorador na ponta do ventrículo esquerdo, teremos, nesta sequência, o seguinte registro: 1 – Um vetor formado pela ativação septal, que gera uma pequena 11 onda negativa formada pela ativação septal que ocorre da esquerda para direita, uma vez que o ramo esquerdo despolariza mais rápido e, também, porquê o VE (ventrículo esquerdo) possui maior massa ventricular. Surge assim a onda q, representando a despolarização septal. A onda q é registrada negativa porque o eletrodo explorador está à esquerda. O vetor resultante septal foge do eletrodo explorador (vai da esquerda para a direita – aponta para a direita). 2 – Uma onda positiva de grande amplitude – onda R, resultante do registro de um vetor importante que se dirige de cima para baixo e da direita para esquerda. Esse vetor possui essa direção e sentido pelo fato de o ventrículo esquerdo ter maior massa. Portanto, o vetor da ativação de paredes livres aponta para o ventrículo esquerdo. 3 – Por último, uma onda negativa de pequena amplitude – onda s, resultado do registro da ativação das porções basais dos ventrículos. A despolarização ventricular gera uma sequência de ondas chamadas genericamente de “QRS”. Vale lembrar que essa mesma atividade elétrica teria representação gráfica diferente caso o eletrodo explorador estivesse à direita docoração. O eletrodo explorador capta e registra uma onda positiva caso o vetor resultante se dirija para ele e negativa caso essa mesma atividade elétrica se dirija em diração contrádia a dele. Após a despolarização, ocorre a repolarização. Dessa forma, temos a formação da onda P – QRS – T 12 Muita atenção agora – esse conceito exige um pouco mais de concentração. A despolarização das paredes ventriculares se inicia no endocárdio e se direciona para o epicárdio. Como está havendo DESpolarização, o vetor e atividade elétrica possuem o mesmo sentido. Um eletrodo explorador em “X” vai registrar uma onda R (positiva). Se na REpolarização o vetor tem sentido oposto ao da atividade elétrica, fazendo com que a carga negativa se aproxime cada vez mais do eletrodo explorador (gerando uma onda negativa), por quê a onda T não é negativa (polaridade oposta ao QRS)? Uma das teorias mais aceitas é que, durante a sístole ventricular, ocorre uma isquemia fisiológica e transitória no endocárdio por causa das altas pressões nesse momento do ciclo cardíaco, provocando um atraso na repolarização do endocárdio. Desse modo, o epicárdio começa a se repolarizar primeiro (e não o endocárdio, onde a despolarização se iniciou). Assim, a atividade elétrica inverte seu sentido e o vetor resultante da despolarização continua no mesmo sentido. https://www.todamateria.com.br/ponto-de-interrogacao/ https://www.todamateria.com.br/ponto-de-interrogacao/ 13 Portanto, a onda T fica positiva para o eletrodo “X”, com mesma polaridade que o QRS. A onda T invertida pode representar uma isquemia maior no epicárdio que no endocárdio, simbolizando um achado possivelmente patológico. Potencial de ação Como já mensionamos, existem dois grandes protótipos de grupos celulares: um formado por células mais especializadas por geração e condução de estímulo elétrico e outro por contarção celular. Ocorre que o potencial de ação desses dois grandes grupos também podem ser estudados de forma diferente. Nesse ponto, vamos apenas relembrar você somente o que mais pode ser relevante no estudo desses potenciais de ação. Há muito o que discutir, mas nem tudo possui implicação clínica. Assim, nos deteremos ao estudo apenas do fundamental. As células mais especializadas em contração muscular também são chamadas de “células de resposta rápida”, uma vez que se despolarizam rapidamente em resposta de algum estímulo elétrico. As demais, “células de resposta lenta”, já que seu potencial de ação se eleva gradativamente até que haja uma despolarização automática, numa frequência pré determinada (Ex: nó sinusal despolariza numa frequência de 50 a 100 vezes em um minuto, determinando a FC do coração. Em caso de falha, outro grupo celular pode assumir o comando, porém com frequência menor, já que essas células não são tão especializadas em geração de estímulo – como o nó AV, com 14 frequência de 40 – 60 estímulos em um minuto.) Potencial de ação de resposta rápida. Algumas breves observações: vamos estudar o modelo do potencial de ação de uma célula única, mas podemos extrapolar esse modelo para nos dirigirmos a atividade elétrica ventricular como um todo. É fundamental o entendimento dos tempos desse potencial de ação e correlacioná-los com a sequência de despolarização e repolarização ventricular. Fazemos essa correlação principalmente com os ventrículos porquê é onde o entendimento do potencial de ação pode ter maior importância clínica. O potencial de ação da(s) célula(s) de resposta rápida é dividido em 4 fases: Na fase 4, a célula está polarizada. Ela responde se despolariza rapidamente devido algum estímulo elétrico – fase 0, em que ocorre rápida entrada de Na na célula, elevando seu potencial de ação. A célula de imediato já inicia sua repolarização – fase 1. Ocorre que, nesse instante, abrem canais de Ca²+ e ocorre uma entrada desse íon para o meio intracelular, impedindo temporariamente que a célula se - Fase 0 – ocorre rápida entrada de Na+ na célula - Fase 1 – diminuição permeabilidade ao Na+, saída de K+ e entrada de Cl - Fase 2 – Platô – saída de K e entrada de Ca²+ - Fase 3 – Início da repolarização: inativação da entrada de Ca²+ saída de K+ - Fase 4 - troca de íons. Saída de Na+ e entrada de K+ com gasto eneenergético, além da saída de Ca2+ 15 repolariza. Inclusive, esse cálcio que entrou será muito útil para a contração muscular. Durante esse tempo, ocorre um platô, no qual não há diferença de potencial de ação durante alguns milissegundos. Após determinado tempo, a célula inicia sua repolarização, com a saída de K+. Veja então que houve um tempo entre a despolarização e repolarização em que praticamente não houve diferença de pontencial de ação entre dois pontos, provocado pelo influxo de cálcio. Assim, no ECG, veríamos uma linha reta entre a despolarização (QRS) e repolarização (onda T) ventricular. Vale lembrar que patologias que alteram a concentração sérica de cálcio dará origem a essa parte isoelétrica entre o QRS e onda T (segmento ST). Patologias que alteram a concentração sérica de K, irão alterar principalmente a repolarização ventricular – onda T. O esquema abaixo tenta correlacionar o potencial de ação com o registro eletrocardiográfico ventrícular. Claramente existem vários potenciais de ação/despolarização/repolarização para que haja a formação do QRS. No esquema, tomamos a liberdade de representá- los de forma genérica num único registro de potencial de ação. Potencial de ação de resposta lenta. As células que possuem um potencial de ação de resposta lenta são as mais especializadas em geração e, em menor grau, as de condução elétrica. Logo, falamos principalmente de nó sinusal e nó átrio-ventricular. Estas, não possuem fase 0. Ocorre um influxo lento e gradual de cálcio por canais especializados, até um limiar de despolarização. Após a célula se repolariza com a saída de potássio e o ciclo novamente se inicia. 16 No próximo texto e aula, vamos aplicar todos esses conhecimentos no estudo do ECG normal. É fundamental que entenda bem eletrofisiologia e ECG normal para tornar o estudo do eletrocardiograma algo palpável e de fácil entendimento. ANOTAÇÕES Este resumo é vinculado ao curso ECG Fundamental – Facilitando Eletro (contatos na pág 2). Idealizado por Matheus de Freitas, interno do 6ºano do curso de medicina da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Supervisão e referência: Dr Nestor Rodrigues – ECG Ciência e Aplicação Clínica, 2016. Referência recomendada: NETO O. N. R. ECG - Ciência e aplicação clínica. 1. ed. São Paulo: Sarvier, 2016 - Não existe Fase 0 (entrada de Na). A despolarização ocorre pela entrada lenta de Ca por canais especializados (canais Funny). - O potencial se eleva gradativamente após cada despolarização, provocando automatismo. 17