Aula 3 Eletrofisiologia cardíaca e o sistema condutor II

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Fisiologia 3 
Aula 3 – Eletrofisiologia cardíaca e o sistema condutor II 
 
Como ocorre a liberação de cálcio? 
 
Na musculatura estriada esquelética: 
Observando a imagem, conseguimos identificar um 
terminal sináptico, sendo uma placa motora e 
fazendo parte do sistema somático, logo, o corpo do 
neurônio pré-sináptico está presente no corno 
ventral da medula espinal. Observamos as 
invaginações da membrana, formando as fendas 
sinápticas da musculatura estriada esquelética e 
também os Túbulos T, que são invaginações do 
sarcolema da musculatura estriada esquelética. Outras 
observações na figura incluem a presença do retículo 
sarcoplasmático com a presença de cálcio em seu 
interior, lembrando que na musculatura estriada 
esquelética não há a presença de cálcio no interior 
dos Túbulos T; e a presença da molécula de 
troponina cobrindo a cabeça da miosina e impedindo 
a sua interação com a actina por meio de ligações de pontes cruzadas fortalecidas. 
No interior do terminal sináptico temos o armazenamento de acetilcolina, típicos de ações na musculatura estriada 
esquelética, sendo liberado na fenda sináptica e ligando-se com o receptor específico nicotínico, que promove a entrada 
de sódio e a saída de potássio, despolarizando a célula e permitindo que os canais voltaico dependentes nas fendas 
subneurais possam ser abertas e propagar o potencial de ação ao longo da membrana, lembrando que esse PA é 
bidirecional. 
Quando esse PA atinge as regiões que possuem Túbulos 
T, há a ativação de um receptor de dihidropiridina que 
ativa um segundo receptor, um receptor de rianodina, 
ao qual está acoplado. Esse receptor de rianodina está 
no retículo sarcoplasmático, logo, ao ser ativo, há a 
abertura dos canais de cálcio no meio intracelular. Uma 
vez esse cálcio liberado no meio intracelular haverá a sua 
ação em miofibrilas contrateis, ligando-se à troponina C 
e deslocando a tropomiosina de seu sítio de ligação da 
miosina com a actina, ou seja, promoverá a interação de 
miosina com actina e a contração da musculatura 
estriada esquelética. 
 
 
 
Na musculatura estriada cardíaca: 
Na representação podemos observar um esquema muito semelhante ao que vimos anteriormente. Agora, estamos nos 
referindo à musculatura estriada cardíaca. Temos então a membrana celular, com o túbulo T da musculatura estriada 
cardíaca e após a continuação da membrana. Esquematicamente, temos na membrana celular uma bomba trocadora de 
sódio-cálcio e uma bomba sódio-potássio ATPase. Há a presença de um canal de cálcio no Túbulo T, além de um receptor 
de rianodina e uma bomba de cálcio, conhecida como SERCA2, no retículo sarcoplasmático, bombeando cálcio para o 
interior do retículo. 
Como estamos falando de musculatura estriada 
cardíaca, não iremos considerar a ação da 
acetilcolina, mas sim a despolarização do nó sinoatrial 
e do seu complexo condutor. Temos então a 
chegada do PA na membrana das células cardíacas, 
atingindo as regiões dos túbulos T e lá há a ativação 
dos canais de cálcio presentes, fazendo com que o 
cálcio presente no túbulo T passe para o interior da 
célula. Esse cálcio extracelular é muito importante 
para a contração do músculo cardíaco, uma vez que 
o retículo sarcoplasmático do músculo cardíaco 
possui uma capacidade de armazenamento menor. 
Esse cálcio que entra no meio intracelular irá 
promover a contração da musculatura estriada cardíaca e também ativará o receptor de rianodina, liberando o cálcio que 
estava armazenado no retículo, que também irá atuar em um feedback positivo nos próprios receptores de rianodina. 
Após o potencial de ação, existem estruturas que serão importantes durante o relaxamento muscular, por meio de 
remoção do cálcio intracelular. Primeiramente, os receptores de rianodina são fechados com o fim do estímulo por cálcio, 
existindo também uma bomba (SERCA2) que bombeia o cálcio do meio intracelular para o interior do retículo 
sarcoplasmático, sendo ativada de uma forma muito rápida. Parte desse cálcio que está no citoplasma é também bombeado 
para fora da célula, por meio de um trocador chamado de trocador sódio-cálcio, sendo que o cálcio exocitado também 
pode se acumular novamente nos túbulos T para uma possível futura despolarização. Essa ação do trocador de cálcio-
potássio é modulada pela ação da bomba sódio-potássio. 
Iremos ver também que o sistema nervoso simpático e parassimpático irá agir aumentando alguns canais de cálcio, 
aumentando o trabalho de bombas sódio-potássio e das SERCA2. 
Na imagem podemos observar a funcionalidade e a importância da bomba 
sódio-potássio. O fármaco Digoxina possui um efeito Inotrópico Positivo, ou 
seja, o aumento da força de contração cardíaca, sendo assim, é utilizada 
naquele coração que possui uma ação contrátil diminuída. Essa Digoxina inibe 
a ação da bomba de sódio-potássio, o que causa uma permanência da 
concentração alta de sódio, fazendo com que não haja a ação dos trocadores 
de sódio-cálcio. Essa série de fatos acarreta em uma permanência do cálcio 
no meio intracelular, fazendo com que ocorra um aumento também da saída 
de cálcio do retículo sarcoplasmático por meio da ativação de receptores de 
rianodina e, a união de todos esses fatores, acarreta em um aumento da força de contração do músculo estriado cardíaco. 
 
 
 
 
Ritmicidade Cardíaca e seus Potenciais de Ação 
 
Essa figura já foi vista anteriormente e trata sobre os diferentes potenciais de ação. No músculo esquelético há uma 
despolarização, com um rápido pico e uma rápida polarização, podendo haver hiperpolarização. No músculo cardíaco há 
uma rápida despolarização, seguida por um platô e uma polarização suave. Já no nódo sinoatrial temos uma lenta 
despolarização, com um pico e uma 
repolarização. 
Outro ponto que podemos identificar na figura 
são dos diferentes potenciais de membrana em 
repouso. Nas células do sistema condutor, o 
potencial de repouso de membranas se mantém 
próximo a -60 mV. Já na musculatura estriada 
cardíaca, esse potencial de membrana fica em torno de -80 mV. 
 
Potencial de ação e suas condutâncias 
 
Na figura podemos observar dois tipos de potencial de ação, sendo uma imagem representativa dos músculos 
esqueléticos/neurônio e a outra imagem representativa do músculo cardíaco. 
Na célula muscular esquelética temos 
que inicialmente a célula estava em 
repouso e houve a abertura de canais 
de sódio, gerando um influxo intracelular 
e, consequentemente, os canais de 
sódio voltaico dependentes foram 
abrindo-se mais e mais conforme o limiar 
de excitabilidade foi sendo atingido. No 
momento que a condutância do sódio 
começa a cair, a condutância ao potássio 
da célula começa a se elevar. Isso se 
deve devido ao fato de que o potássio 
está saindo da célula, sendo um canal de abertura e fechamento lentos, ocasionando a hiperpolarização da célula, uma 
vez que o potencial chega a níveis inferiores ao de repouso da membrana. 
No músculo cardíaco nós temos uma despolarização rápida e um platô. O potencial de ação da musculatura cardíaca 
possui mais fases do que a observada na musculatura esquelética e nos neurônios. Inicialmente temos a fase de 
despolarização, conhecida como fase 0, sendo seguida por um pico do potencial de ação, denominada de fase 1, seguida 
pela fase 2, que é a fase de platô do potencial de ação, seguida pela fase 3 que engloba a fase de repolarização e por 
último uma fase 4, que já é o retorno ao potencial de membrana de repouso. Quando essa célula está em repouso ela 
possui um potencial de membrana de cerca de -85 mV. Quando ocorre um estímulo nessa célula, seja externo ou 
intercelular, há a geração de uma despolarização da membrana, sendo inicialmente causadas pela abertura de canais de 
sódio. Se essa despolarização não atinge o limiar de excitabilidade, a célula volta para o estado de repouso. Se a 
despolarização atingir o limiar de excitabilidade, que fica em torno de -65mV, há a geraçãode um potencial de ação, 
fazendo com que o sódio comece a adentrar a célula, sendo que essa abertura de canais de sódio voltagem dependentes 
aumentam conforme a célula vai ficando menos negativa. 
Na fase 1 há um período de repolarização transitória, diminuindo a permeabilidade da membrana ao sódio. Os canais de 
sódio se fecham mesmo sem atingir o equilíbrio pela ação de 
comportas de inativação de sódio, que fecham os canais de 
sódio, uma vez que são voltagem dependentes. Na fase 2 
temos a presença do platô da musculatura cardíaca, que faz 
a contração cardíaca ser cerca de 15x mais duradoura do que 
a contração da musculatura esquelética. Esse platô é gerado 
pelo aumento da permeabilidade de cálcio na membrana 
celular cardíaca. No final 
da fase 2, a 
permeabilidade de cálcio 
começa a diminuir, 
havendo fechamento 
dos canais de cálcio e 
aumento da 
permeabilidade de potássio, ocorrendo a repolarização até chegar no limiar de 
repouso, na fase 4. Na fase 4 também há permeabilidade de potássio pela presença 
de canais vazantes de potássio. 
A imagem à esquerda apresenta as fases do potencial de ação na parte superior e 
as correntes de potássio, sódio e cálcio na figura de baixo. Todas correntes de influxo 
são representadas para baixo e todas as correntes de efluxo são representadas para 
cima. 
 
Período refratário do miocárdio 
 
Assim como ocorre na musculatura estriada esquelética e nos neurônios, no músculo cardíaco também ocorre períodos 
refratários, sendo um absoluto e um relativo. Na fase 1 ocorre o fechamento das comportas de inativação dos canais de 
sódio, sendo que esse sódio não alcança seu equilíbrio antes dos fechamentos dos canais. A partir desse momento temos 
caracterizado o período refratário absoluto. Essas comportas de inativação fecharam os canais porque as membranas 
celulares atingiram certa voltagem, logo, para que a comporta de inativação perca sua funcionalidade é necessário que 
ocorra uma mudança do potencial elétrico da célula, que é o que ocorre no período refratário relativo. Sendo assim, 
durante todo o período refratário absoluto é 
impossível que se gere um novo potencial de ação, 
uma vez que todas as comportas de inativação se 
encontram ativas. Esse potencial de ação só poderá 
iniciar no fim da fase 3, ou seja, no período 
refratário relativo, em que uma porção das 
comportas já se encontram na sua forma inativa. 
Lembra-se que a dinâmica do canal de sódio é 
realizada por 2 tipos de comportas, sendo que a 
de ativação é aberta durante o potencial de ação 
e a de inativação que fecha o canal com a alteração 
de voltagem, já quando a voltagem está ficando 
mais negativa temos que a comporta de ativação 
que é a responsável por fechar os canais. 
 
 
Geração e condução do estímulo no NSA 
 
Em células autoexcitáveis, temos que o potencial de ação possui uma despolarização 
do tipo lento e sem a presença de platô, além do fato de o potencial de repouso ser 
menos negativo (-65 mV) do que o potencial de membrana das células musculares 
cardíacas (-85 mV). Temos que a concentração de sódio no meio extracelular é alta, 
logo, a tendência é de que haja uma entrada do sódio no interior da célula. 
 
O limiar de excitabilidade das células musculares cardíacas era de cerca de -65 mV e 
uma vez que esse limiar era atingido havia a despolarização da célula. Já as células 
autoexcitáveis possuem canais catiônicos abertos, o que favorece a entrada de sódio 
na célula o tempo todo, fazendo com que essas células se despolarizem de forma lenta até atingir o limiar de excitabilidade. 
Portanto, nesse momento, mesmo que essa célula atinja o seu período de potencial de membrana em repouso, essa 
membrana é muito permeável ao sódio, fazendo com que esse sódio entre cada vez mais e gere um potencial de ação. 
Existe um período que chamamos de pré-potencial (PP), um de potencial de ação (AP) e uma repolarização que chega 
a um ponto máximo, conhecido como potencial diastólico máximo (MDP), onde a célula está com seu potencial de 
membrana o mais negativo possível. Nesse período pré-potencial o potencial 
elétrico fica cada vez menos negativo devido ao vazamento de íons para o 
interior da célula, até que se atinja o limiar de excitabilidade e a despolarização 
esteja completa. 
O período pré-potencial pode ocorrer de forma mais lenta, ou ainda mais rápida. 
Essas alterações influenciam diretamente no tempo necessário para atingir o 
potencial de ação e na frequência cardíaca. Portanto, evidencia-se a importância 
de ter essas etapas do potencial de ação das células autoexcitatórias em mente 
e interpretar as suas alterações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alterações da frequência cardíaca provocadas pela alteração do potencial do marcapasso: O SNA 
 
Efeito Simpático 
Primeiramente iremos falar do efeito simpático exercido nesse nó sinoatrial. 
Temos o efeito cronotrópico positivo, que é o aumento da frequência 
cardíaca, e o efeito dromotrópico positivo, que é o aumento da velocidade 
de propagação do sistema condutor. Precisamos lembrar que a frequência 
de disparo de potencial de ação pelas células autoexcitáveis é função da 
velocidade de despolarização diastólica lenta, logo, quanto maior for a 
quantidade de canais do sistema funny, maior vai ser a frequência de 
disparos. Com a ação do sistema simpático há uma inclinação maior do 
gráfico de despolarização devido ao aumento das correntes funny e de 
cálcio t, que fazem parte desse processo de despolarização. 
Esse fato ocorre devido à ação do simpático em receptores beta, que tem 
interações com a proteína Gs, que por sua vez aumenta o cAMP e fosforila 
uma série de proteínas e enzimas que culminam no aumento das correntes 
funny e de cálcio t, tornando a fase de despolarização mais rápida/inclinada. 
Além disso, como já dito antes, o simpático também tem um efeito dromotrópico positivo, aumentando as correntes no 
nó sinoatrial de cálcio l, fazendo com que a despolarização e repolarização também se dê de forma mais rápida, 
aumentando a frequência de disparos e a frequência cardíaca. 
Na imagem podemos observar outros 
dois efeitos do sistema simpático. 
Temos o efeito inotrópico positivo, 
que é referente à contração 
muscular, e o efeito lusitrópico 
positivo, que é o aumento da 
recapitação do cálcio via reticulo 
sarcoplasmático e relaxamento 
muscular. Pode-se pensar que essa 
recaptação de cálcio e relaxamento 
muscular não auxilia no aumento da 
contração e frequência cardíaca, porém, auxilia sim, uma vez que para que haja uma nova contração é preciso uma 
recaptação rápida de cálcio. 
 
 
Efeito Parassimpático 
O sistema parassimpático cardíaco, via liberação de acetilcolina, age sobre os receptores do timo M2, que são acoplados 
à proteína Gi. Essa proteína inibe a adenilato ciclase e diminui a cAMP e a atividade da proteína quinase dependente de 
cAMP. 
Os seus efeitos serão todos contrários 
àqueles gerados pela ação do simpático. 
Temos o efeito cronotrópico negativo, 
onde há a diminuição da frequência 
cardíaca via aumento do período pré-
potencial por meio da diminuição da ação 
dos canais funny e de cálcio l. Existe 
também um efeito dromotrópico 
negativo, ou seja, uma diminuição do 
tempo da condução dos potenciais de 
ação por meio de ativações de canais de 
potássio pela liberação de acetilcolina. O 
efeito inotrópico negativo também é presente, uma vez que o parassimpático também tem ação na diminuição da 
contração cardíaca por meio da diminuição do influxo de cálcio durante a despolarização dos canais do tipo L, diminuindo 
o cálcio intracelular. O efeito lusitrópico negativo se dá pela diminuição da recaptação de cálcio via retículo sarcoplasmático, 
uma vez que estamos ligando com a proteína Gi e sua consequente não fosforilação da fosfolambana, que por sua vez 
irá impedir a ação da SERCA2, diminuindo a velocidade de relaxamento muscular. 
 
Bases do Eletrocardiograma – ECG 
 
O eletrocardiogramanada mais é do que um registro indireto da atividade 
elétrica cardíaca. Precisamos lembrar que a célula cardíaca gera um 
potencial de ação, que gera o que chamamos de dipolo. Esse dipolo é dado 
pelo fato de que em algumas regiões teremos uma membrana 
despolarizada e em outras teremos uma polarizada, ou seja, quando ocorre 
uma despolarização da membrana há a passagem de cargas positivas para 
o meio intracelular , porém esse processo é dado de forma gradual, o que 
justifica algumas regiões da membrana ainda estarem com as cargas 
invertidas, ou seja, mais negativas no meio intracelular. 
Quando pensamos em um meio condutor temos que o dipolo pode gerar 
um campo elétrico. No nosso corpo temos um meio condutor, mesmo que 
heterogêneo, sendo possível conduzir essa corrente até a superfície da 
pele, captado pelo eletrocardiograma. 
 
Propagação do Estímulo e o ECG 
 
Nesta imagem podemos avaliar o que acontece durante o registro do eletrocardiograma, sendo que no final desses 
processos temos a representação de um batimento completo. Cada uma dessas figuras representa contração de 
determinada parte do coração e também parte dos registros do eletrocardiograma. Temos inicialmente as ondas P, 
seguida pelo complexo QRS e por fim uma onda T. 
Quando falamos de potencial de ação, temos que esse é deflagrado pelo nó sinoatrial e caminha em direção aos átrios e 
também para o nó atrioventricular. A despolarização atrial formará uma onda que observaremos no eletrocardiograma, a 
onda P. Quando esse potencial de ação já despolarizou todo 
o átrio e chegou no nó atrioventricular temos um período de 
linha isoelétrica no ECG, uma vez que não há a capitação dos 
estímulos no nó atrioventricular devido ao atraso. Quando 
esse potencial de ação começa a trafegar pelo septo 
interventricular há a o início da formação do complexo QRS, 
que significa a despolarização ventricular. Temos um período 
em que não temos um potencial de ação, gerando um 
intervalo isoelétrico após a contração ventricular e após esse 
intervalo há a geração de uma última onda, chamada de onda 
T, que representa uma repolarização dos ventrículos. 
 
 
 
Defeitos na condução do Impulso 
 
Temos representado na imagem uma geração normal de potencial de 
ação cardíaco no nó sinoatrial, despolarizando regiões cardíacas específicas 
por meio da condução elétrica. Porém, podem existir alguns defeitos de 
condução deste potencial de ação, podendo ser de reentrada ou de 
bloqueio 
No defeito de bloqueio há uma lesão miocárdica, seja ela qual for e quando 
é gerado o potencial de ação, há o trafego normal de um lado e do outro que está lesionado não há o trafego direto, 
ocorrendo que a condução irá chegar no tecido mas de uma forma mais lenta. O aumento do tempo QRS pode estar 
relacionado com esse acontecimento. Existe também o defeito de reentrada, que é comum na geração de arritmias 
cardíacas. Nesse defeito, a região lesada pode transmitir o potencial de ação, mas de maneira lerda, ou seja, quando esse 
PA atinge essas regiões, ele pode voltar para o seu local de origem, causando despolarizações precoces. 
 
Defeitos na Formação do Impulso 
 
A partir desses defeitos do trafego do potencial de ação, temos algumas arritmias que podem acontecer, geralmente de 
duas formas: Automaticidade alterada ou Atividade deflagrada. A atividade deflagrada pode gerar pós-despolarização 
precoce (PDP) ou pós-despolarização tardia (PDT). A precoce ocorre no período refratário relativo, onde o miocárdio não 
se repolarizou totalmente, já a tardia ocorre com um período de tempo aumentado para que se gere outra despolarização, 
sendo relacionada geralmente com as concentrações de cálcio no meio intracelular. As PDP podem estar relacionadas 
com fármacos antiarrítmicos como a Quinidina, que prolongam o PA. 
 
Síndrome do QT longo 
 
Essa síndrome do QT longo se apresenta como pontas retorcidas no eletrocardiograma e que podem levar o indivíduo 
à morte. Esse intervalo QT longo pode indicar uma falha na repolarização dos ventrículos e, quando temos um potencial 
de ação muito prolongado há uma disposição desse problema.