Fisiologia Cardiovascular

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BBPM III - FISIOLOGIA 
FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR 
Ritmicidade do coração 
• As contrações são disparadas por impulsos elétricos gerados espontaneamente por células marca-passo do nodo 
sinoatrial, ou nó sinoatrial (NSA), e são transmitidas sequencialmente ao miocárdio atrial, ao nódulo atrioventricular, ou 
nó atrioventricular (NAV), ao feixe de His, às fibras de Purkinje e ao miocárdio ventricular 
• A origem e a propagação dos impulsos elétricos por células excitáveis em geral (cardíacas, inclusive) dependem de dois 
fatores fundamentais: existência de gradientes iônicos através da membrana plasmática e mudanças rápidas e transitórias 
na permeabilidade da membrana 
Potenciais de ação cardíacos 
• Potencial de membrana das células cardíacas e 
ventriculares (cardiomiócitos) é estável e tem um 
valor de aproximadamente -80 mV 
• O potencial de repouso dos cardiomiócitos 
apresenta um valor muito próximo do potencial de 
equilíbrio 
• A hipocalemia (redução da [K]ext) e o aumento da 
permeabilidade da membrana ao K+ deslocam o 
potencial de repouso para valores mais negativos 
(hiperpolarização). 
• Por outro lado, a hipercalemia (aumento da [K]ext) 
e a redução da permeabilidade da membrana ao K+ 
deslocam o potencial de repouso para valores mais 
positivos (despolarização). 
• Quando o cardiomiócito é estimulado por uma 
onda despolarizante, se o potencial da membrana 
for rapidamente deslocado até um valor crítico 
(potencial limiar) ocorre um evento transitório denominado (potencial de ação) 
• Potenciais de ação do tipo rápido; 
- são composto de cinco fases: 
FASE 0: é a rápida despolarização do potencial de membrana até atingir o pico do potencial de ação 
FASE 1: é a repolarização breve que ocorre após o pico do potencial de ação 
FASE 2: é o platô de longa duração e mantém o potencial de membrana em torno de 0mV 
FASE 3: é a repolarização final, em que o potencial de membrana retorna dos valores do platô (0mV) até os de potencial 
de repouso ( cerca de -80mV) 
FASE 4: o potencial de repouso (ou diastólico) é a fase 4 do potencial de ação rápido 
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- nas células do feixe de His e nas fibras de 
Purkinje, a fase 4 é instável e é chamada de 
potencial marca-passo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Potenciais de ação do tipo lento 
- está associado à automaticidade das células marca-
passo do NSA e à baixa velocidade de propagação do 
impulso elétrico nas células do NAV 
- fase 0, fase 3 
- valor de potencial diastólico máximo: - 60 mV 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Base iônica dos potenciais de ação cardíacos 
• Correntes iônicas que fluem através da membrana plasmática 
• Depende das propriedades biofísicas dos canais iônicos: seletividade iônica, condutância, dependência de voltagem e 
cinética de abertura, inativação e fechamento 
• Canais iônicos são proteínas integrais de membrana e estão inseridos na bicamada lipídica, formando poros aquosos com 
seletividade a íons específicos 
• Canais dependentes de voltagem: abrem-se em resposta às mudanças no potencial de membrana 
• Tipos de canais: No coração, encontramos dois tipos de canais para Ca 2+ , responsáveis pelas correntes de Ca 2+ tipo L 
(do inglês long lasting) (ICa,L ) e tipo T (do inglês tiny) (ICa,T ). O grupo dos canais para K + é ainda mais diversificado, com 
vários tipos responsáveis pelas várias correntes repolarizantes que são ativadas durante o decurso temporal do potencial 
de ação, tais como: canal Ito (do inglês transient outward), que produz uma corrente transiente de efluxo de K + ; canais 
IKr e IKs (do inglês rapid e slow, respectivamente), que produzem uma corrente de efluxo de K + com retificação 
retardada; e canal IK1 (do inglês inward rectifier), chamado de retificador de influxo (ou retificador anômalo), que produz 
uma corrente de efluxo de K + durante a fase 4 do potencial de ação do tipo rápido, entre outros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• Correntes iônicas associadas ao potencial de ação cardíaco do tipo rápido: 
FASE 0 
-O potencial de ação rápido tem fase 0, que ocorre à custa da entrada (corrente de influxo) de íons Na + através de 
canais para Na + dependentes de voltagem (INa). 
- Isso ocorre quando o potencial de repouso é subitamente perturbado, seja por correntes provenientes de um estímulo 
externo ou por correntes provenientes de células adjacentes (uma onda despolarizante), até que o potencial de 
membrana atinja um valor limiar de cerca de –65 mV. Se esse potencial limiar é atingido rapidamente, ocorre a abertura 
de uma porcentagem relativamente pequena de canais para Na + , suficiente para gerar uma corrente de influxo de Na + 
que irá despolarizar a membrana. Isso acarretará a abertura de mais canais para Na + , que vai despolarizar ainda mais a 
membrana. O influxo de Na + deveria cessar quando o potencial da membrana atingisse o potencial de equilíbrio deste 
íon (ENa). No entanto, a entrada de Na + termina muito antes que o ENa seja atingido, pois os canais para Na + se 
inativam (estado em que o canal torna-se não condutor, mas ainda não está fechado). A inativação do canal para Na + é 
um processo que depende de voltagem e tempo, de forma que esses canais só poderão ser reabertos novamente quando 
a célula retornar ao seu potencial de repouso. 
FASE 1 
-breve repolarização, ocorre devido à ativação e uma corrente transitória de efluxo de K+, denominada Ito 
FASE 2 
- platô de longa duração, ocorre devido ao desbalanço entre correntes despolarizantes ( por entrada de Ca 2+ via canais 
para Ca 2+ tipo L [ICa,L ]) e correntes repolarizantes (por efluxo de K+ via canais para K+ de retificação retardada [IKr e 
IKs]) 
FASE 3 
- ocorre repolarização completa/ final do potencial de ação 
- ocorre pelo desbalanço que havia na fae anterior 
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- Devido à despolarização prolongada do platô, há inativação do ICa,L , porém os canais IKr e IKs (canais de efluxo de K+ 
retificadores retardados) passam a ter ativação máxima. Isso desloca o potencial de membrana bem próximo aos valores 
de repouso 
FASE 4 
- Esses canais (IK1) são denominados retificadores de influxo, pois a sua condutância ao K+ aumenta com a 
hiperpolarização e diminui com a despolarização da membrana. 
- Os canais IK1 são responsáveis pela alta permeabilidade da membrana ao K+ durante a fase 4 e, portanto, pela 
manutenção do potencial de repouso. 
• Correntes iônicas associadas ao potencial de ação cardíaco do tipo lento: 
FASE 0 
- influxo de Ca2+ ocasionado pela abertura dos canais para Ca 2+ do tipo L (ICa,L ) 
FASE 3 
- A fase 3 é produzida por correntes de efluxo de K + através dos canais IKr e IKs 
FASE 4 
- As correntes que contribuem para a fase 4 do potencial de ação das células marca-passo do NSA são: If (do inglês funny), 
uma corrente ativada por hiperpolarização, e ICa,T , corrente de influxo de cálcio ativada por despolarização. 
- If: influxo de Na+ 
- Quando a despolarização induzida por If atinge potenciais de aproximadamente –50 mV, ocorre a ativação dos canais 
para Ca 2+ do tipo T (ICa,T ), gerando uma corrente de influxo de Ca 2+ que contribui para o terço final da despolarização 
diastólica lenta, ou fase 4 do potencial de ação lento 
- As correntes IKr e IKs têm papel importante no mecanismo iônico da atividade do marca-passo. A despolarização que 
ocorre na fase 0 do potencial de ação lento ativa os canais IKr e IKs , que se abrem e geram uma corrente que repolariza a 
membrana. A desativação desses canais quando o potencial de ação repolariza e atinge o potencial diastólico máximo 
permite que a corrente de influxo via If produza a despolarização diastólica que irá disparar o potencial de ação seguinte 
CORRENTE If (funny): A correnteIf também chamada de corrente marca-passo, uma vez que é típica das células que têm 
capacidade de se autodespolarizarem. É um canal cati6onico, seletivo a íons monovalentes, que permite o influxo de Na+ e o 
efluxo de K+ e é ativado pro hiperpolarização ( com limiar a partir de -40 a -50 mV). Embora o canal seja de fato mais 
permeável ao íon K+, a corrente resultante é a entrada de cargas positivas, despolarizando a membrana. Isso ocorre por que o 
Na+ encontra-se mais afastado do seu potencial de equilíbrio. Assim, a ativação do If ao final da fase 3 produz uma corrente 
de influxo de Na+, que lentamente despolariza a membrana durante a fase 4. 
Marca-passo cardíaco 
• O estímulo para ativação elétrica das câmaras cardíaca origina-se no NSA 
• Células marca-passo são aquelas que têm a capacidade de iniciar um potencial de ação na ausência de qualquer estímulo 
externo 
• AUTOMATISMO → NSA, NAV, feixe de His e fibras de Purkinje 
• Essas células não possuem potencial de repouso fixo = despolarização diastólica lenta 
• Esta fase, ao atingir determinado potencial limiar, desencadeia a despolarização mais rápida (fase 0) por ativação de ICa,L 
nas células do NSA e NAV, e INa nas células do feixe de His e fibras de Purkinje. 
• Quanto maior a densidade de canais If presente nas células marca-passo mais inclinada a fase 4 e maior a frequ6encia de 
disparo das mesmas 
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• O NSA é considerado o marca-passo dominante pois possui fase 4 mais inclinada (atingem o limiar em menor tempo, têm 
maior frequência de disparo) 
Condução do impulso elétrico 
• Sincício funcional: a excitação de uma única célula resulta na excitação de todas as células do tecido. Batimento 
sincronizado do coração 
• Isso se deve à presença de discos intercalares nas células miocárdicas, que formam nexos ou junções comunicantes 
• Tratos intermodais anterior, médio e posterior: vias de condução rápida entre o NSA e o NAV 
• Feixe de Bachmann: via de transmissão rápida dos impulsos elétricos do átrio direito e o átrio esquerdo 
• Entre as câmaras atriais e ventriculares existe o tecido conjuntivo do esqueleto fibroso = isolamento elétrico 
• Feixe átrio ventricular/ Feixe de His: única via de transmissão entre átrios e ventrículos. Entretanto o impulso 
proveniente do NSA somente atinge o feixe de His via NAV. O NVA possui velocidade de condução baixa, favorecendo 
que no momento de contração atrial, os ventrículos estejam relaxados, favorecendo o enchimento ventricular. 
• Fibras de Purkinje: atividade elétrica nos ventrículos tem início no septo e no ápice interventricular e depois progride 
para a base ventricular. Em cada região da parede ventricular, o impulso progride da camada endocárdica para a 
epicárdica 
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Excitabilidade e períodos refratários 
• Estímulo limiar é aquele que produz transferência de cargas através da membrana em quantidade suficiente para 
mover o potencial de membrana até o valor limiar para o disparo do potencial de ação 
• PERÍODO REFRATÁRIO ABSOLUTO (PRA): o período de tempo durante o qual um estímulo, por mais intenso que seja, 
não é capaz de desencadear um segundo potencial de ação 
- estende-se do início da fase 0 até mais ou menos metade da fase 3 do potencial de ação 
• PERÍODO REFRATÁRIO RELATIVO (PRR): é aquele em que a excitabilidade da membrana, ainda deprimida, só permite 
gerar um segundo potencial de ação mediante um estímulo de grande intensidade 
-estende-se do final do PRA até o final da fase 3 
• PERÍODO REFRATÁRIO EFEITVO (PRE): menor intervalo de tempo entre o início do primeiro potencial de ação e o 
tempo em que um segundo potencial de ação propagável pode ser iniciado 
 
EFEITOS DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO SOBRE O CORAÇÃO E 
VASOS 
• A atividade do NSA é modula pelo SNA 
SNA SIMPÁTICO 
• As fibras nervosas simpáticas provenientes dos gânglios 
estrelados descem pelos nervos cardíacos e inervam os 
átrios e os ventrículos 
• Mecanismo de ação: A descarga de norepinefrina pelas 
terminações simpáticas, assim como a epinefrina 
circulante liberada pela medula adrenal, estimulam os 
receptores β1-adrenérgicos do coração, que, por 
intermédio de proteínas G excitatórias (Gs), ativam a 
enzima adenilato ciclase a produzir adenosina-3’,5’-
monofosfato cíclico (AMPc). O aumento da concentração 
intracelular de AMPc leva à ativação de uma proteína 
quinase dependente de AMPc (PKA), que fosforila, entre 
outras proteínas, canais iônicos, aumentando suas 
respectivas correntes. 
• EFEITO CRONOTRÓPICO POSITIVO: aumento da FC 
mediado pela estimulação adrenérgica 
- No NSA, a estimulação β-adrenérgica aumenta as 
correntes If e ICa,L , acelerando tanto a velocidade de 
despolarização diastólica do potencial marca-passo 
quanto a velocidade de despolarização da fase 0, o que 
resulta em aumento da frequência de disparo de 
potenciais de ação pelas células sinusais, elevando a 
frequência cardíaca (FC) (Figura 25.7 A). A corrente IKs 
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também é aumentada, acelerando a repolarização (fase 3) e diminuindo o período refratário do potencial de ação 
sinusal 
• EFEITO DROMOTRÓPICO POSITIVO: incremento na corrente de cálcio tipo L pela estimulação β-adrenérgica aumenta 
também a velocidade de despolarização da fase 0 do potencial de ação das células do NAV, elevando a velocidade de 
condução do impulso elétrico dos átrios para os ventrículos. 
• EFEITO INOTRÓPICO POSITIVO: Adicionalmente, a estimulação simpática de receptores β1-adrenérgicos aumenta a 
contratilidade dos miocárdios atrial e ventricular. Esse efeito, denominado inotrópico positivo, é mediado pela via 
AMPc-PKA, mencionada anteriormente. Da ativação da PKA resultam: (1) fosforilação de canais para Ca 2+ tipo L 
(ICa,L ), aumentando o influxo de Ca 2+ durante a fase 2 do potencial de ação das células miocárdicas. O aumento na 
quantidade de Ca 2+ que sensibiliza os receptores de rianodina (RyR2 ) do retículo sarcoplasmático (RS) leva ao 
aumento na liberação de Ca 2+ via RS; (2) fosforilação dos RyR2 do RS, aumentando a corrente de Ca 2+ que sai do RS 
via RyR2 , que acarreta o aumento na liberação de Ca 2+ via RS. Como vimos, as fosforilações sobre o ICa,L e os RyR2 
levam ao aumento de Ca 2+disponível no citoplasma das células, que, em condições fisiológicas, propicia maior 
interação entre as proteínas contráteis, aumentando a força de contração. 
• EFEITO LUSITRÓPICO POSITIVO: Normalmente, a fosfolambana (proteína que modula a atividade da bomba de CA++ 
do RS) tem um efeito inibitório sobre a SERCA2 , de modo a diminuir o trabalho de bombeamento de Ca 2+ para o 
retículo. Uma vez fosforilada pela PKA, a fosfolambana diminui sua interação com a SERCA2 (deixando de inibi-la), o 
que resulta em aumento da velocidade de captação e maior armazenamento de Ca 2+ por essa organela; (4) 
fosforilação da troponina I, o que faz com que haja diminuição da afinidade da troponina C pelo Ca 2+ . Esses dois 
últimos efeitos (fosforilação da fosfolambana e da troponina I) levam ao aumento na velocidade de relaxamento dos 
cardiomiócitos 
SNA PARASSIMPÁTICO 
• As fibras nervosas parassimpáticas dos nervos vagos inervam o NSA e o NAV e também o miocárdio atrial 
• A estimulação vagal libera acetilcolina que ativa receptores muscarínicos (M2) localizados na membrana dos 
cardiomiócitos 
• Esse subtipo de receptor está acoplado a uma proteína G inibitória que inibe a síntese de AMPc pela adenilato ciclase 
• A diminuição intracelular de AMPc reduz a atividade das proteínas quinases dependentes de AMPc, favorecendo a 
desfosforilação e consequente redução da atividade das proteínas reguladas pela PKA. No NSA, isso causa a 
diminuição de If , ICa,L , IKs , o que diminui a velocidade da despolarização diastólica do potencial marcapasso, reduz 
a velocidade de despolarização da fase 0 e aumenta a duração do potencial de ação, respectivamente 
• A ACh também ativa canaisde K+ → efluxo de K+ = hiperpolariza a membrana = aumento do limiar de ativação do 
potencial de ação sinusal → reduz a frequência de disparo de potenciais de ação das células sinusais = reduz a 
frequência cardíaca → EFEITO CRONOTRÓPICO NEGATIVO 
• EFEITO DROMOTRÓPICO NEGATIVO: diminuição da velocidade de condução do NAV. Ocorre mediante diminuição de 
ICa,L e ativação de IK,Ach , 
• EFEITO INOTRÓPICO NEGATIVO: diminuição da contratilidade do miocárdio atrial. Consequência da diminuição do 
influxo de Ca 2+ pela inibição do ICa,L e ativação do IK,Ach . 
• EFEITO LUSITRÓPICO NEGATIVO: diminuição da velocidade de relaxamento dá-se pela desfosforilação da 
fosfolambana e da troponina I 
• A estimulação simpática dos receptores β2-adrenérgicos promove vasodilatação, enquanto a estimulação dos 
receptores α1 e α2-adrenérgicos promove a vasoconstrição dos vasos sanguíneos. A ação vasodilatadora do 
parassimpático sobre os vasos sanguíneos é mediada por receptores muscarínicos (M3) e envolve a liberação de 
óxido nítrico (NO) 
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Eletrocardiograma (ECG) 
• Registro indireto da atividade elétrica do coração 
obtido por meio de eletrododos colocados em 
diferentes pontos da superfície do corpo 
• A célula miocárdica possui potencial de repouso 
negativo. Nas fases 0, 1 e 2 do potencial de ação, o 
potencial de membrana atinge valores positivos, 
havendo inversão local da polaridade da membrana 
• Assim, ocorre uma inversão de cargas na superfície 
da célula, onde a área ativa (local onde está 
ocorrendo despolarização) fica mais negativa em 
relação à área inativa (local onde a despolarização 
ainda não começou), formando um dipolo 
• DIPOLO: dois pontos próximos com cargas elétricas 
opostas e de mesmo módulo. Em um meio condutor, 
cria um campo elétrico 
• O ECG registra a variação temporal do potencial de 
dipolo entre dois pontos na superfície do corpo 
• Onda P: despolarização atrial 
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• Segmento isoelétrico PR: período de condução do impulso elétrico no NAV, no feixe de His e nas fibras de Purkinje. 
Ele é isoelétrico porque essas estruturas são muito pequenas quando comparadas às massas dos músculos atral e 
ventricular, não permitindo a captação do potencial de ação propagado 
• Conjunto de ondas Q, R e S = Complexo QRS: despolarização ventricular 
• Segmento ST: não se registra diferença de potencial na superfície corporal, porque todas as células da parede do 
coração estão com o mesmo valor de potencial de membrana (fase 2, platô) 
• Onda T: repolarização ventricular 
• Intervalo PR: é o período entre o início da despolarização atrial e o início da despolarização ventricular. 
- o aumento da duração do intervalo PR pode indicar bloqueio parcial da condução do NAV ou no feixe de His 
• Intervalo QT: é o período entre o início da despolarização ventricular e o final da repolarização ventricular 
- correlaciona-se diretamente à duração do potencial de ação ventricular e é dependente da frequência cardíaca 
• Uso clínico do ECG: detecção e diagnose de irregularidades de condução elétrica no coração, como arritimias, 
isquemia miocárdica e aumento relativo do tamanho das câmaras cardíacas 
• Síndrome do QT longo: A síndromedo QTo longo(SQTL)é uma doença cardíaca caracterizada por um intervalo QT 
prolongado, indicando um retardo na repolarização do potencial de ação ventricular (Figura 25.9). Um potencial de 
ação marcadamente prolongado predispõe o coração a um tipo específico de arritmia, denominada torsade de 
pointes, que pode levar a fibrilação ventricular e morte. A SQTL pode ser congênita ou adquirida 
• Frequência cardíaca (FC): é expressa em número de batimentos cardíacos por minuto (BPM). No ECG ela é obtida 
dividindo-se 60 pela duração em segundos de um intervalo entre duas ondas R consecutivas 
- taquicardia: FC acima do normal 
- bradicardia: FC abaixo do normal