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BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF FISIOLOGIA CARDÍACA RESUMÃO ANATÔMICO CICLO CARDÍACO O coração contrai e relaxa durante um ciclo cardíaco que possui duas fases: diástole, o tempo durante o qual o músculo cardíaco relaxa, e sístole, período durante o qual o músculo contrai. Pensando sobre o fluxo sanguíneo durante o ciclo cardíaco, lembre-se de que o sangue flui de uma área de maior pressão para uma de menor pressão, e que a contração aumenta a pressão, ao passo que o relaxamento a diminui. 1. O coração em repouso: diástole atrial e ventricular. Começamos o ciclo cardíaco no breve momento durante o qual tanto os átrios como os ventrículos estão relaxados. Os átrios estão se enchendo com o sangue vindo das veias e os ventrículos acabaram de completar uma contração. À medida que os ventrículos relaxam, as valvas AV entre os átrios e os ventrículos se abrem e o sangue flui por ação da gravidade dos átrios para os ventrículos. Os ventrículos relaxados expandem-se para acomodar o sangue que entra. 2. Término do enchimento ventricular: sístole atrial. A maior quantidade de sangue entra nos ventrículos enquanto os átrios estão relaxados, mas pelo menos 20% do enchimento é realizado quando os átrios contraem e empurram sangue para dentro dos ventrículos. (Isso se aplica a uma pessoa normal em repouso. Quando a frequência cardíaca aumenta, como no exercício, a contração atrial desempenha um papel mais importante no enchimento ventricular.) A sístole, ou contração atrial, inicia seguindo a onda de despolarização que percorre rapidamente os átrios. A pressão aumentada que acompanha a contração empurra o sangue para dentro dos ventrículos. Embora as aberturas das veias se estreitem durante a contração, uma pequena quantidade de sangue é forçada a voltar para as veias, uma vez que não há valvas unidirecionais para bloquear o refluxo do sangue. Esse movimento do sangue de volta para as veias pode ser observado como um pulso na veia jugular de uma pessoa normal que está deitada e com a cabeça e o peito elevados cerca de 30°. (Olhe no espaço formado onde o músculo esternocleidomastóideo passa por baixo da clavícula.) Um pulso jugular observado mais acima BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF no pescoço em uma pessoa sentada ereta é um sinal de que a pressão no átrio direito está acima do normal. 3. Contração ventricular precoce e primeira bulha cardíaca. Enquanto os átrios se contraem, a onda de despolarização se move lentamente pelas células condutoras do nó AV e, então, pelas fibras de Purkinje até o ápice do coração. A sístole ventricular inicia no ápice do coração quando as bandas musculares em espiral empurram o sangue para cima em direção à base. O sangue empurrado contra a porção inferior das valvas AV as faz se fecharem, de modo que não haja refluxo para os átrios. As vibrações seguintes ao fechamento das valvas AV geram a primeira bulha cardíaca, S1, o “tum” do “tum-tá”. Com ambos os conjuntos de valvas AV e válvulas semilunares fechadas, o sangue nos ventrículos não tem para onde ir. Entretanto, os ventrículos continuam a se contrair, comprimindo o sangue da mesma forma que você apertaria um balão cheio de água com as mãos. Isso é similar a uma contração isométrica, na qual as fibras musculares geram força sem produzir movimento. Retomando a analogia do tubo de creme dental, é como apertá- lo ainda com a tampa: alta pressão é gerada no interior do tubo, mas o creme dental não tem por onde sair. Essa fase é chamada de contração ventricular isovolumétrica, a fim de destacar o fato de que o volume sanguíneo no ventrículo não está variando. Enquanto os ventrículos iniciam sua contração, as fibras musculares atriais estão repolarizando e relaxando. Quando as pressões no átrio atingem valores inferiores às pressões nas veias, o sangue volta a fluir das veias para os átrios. O fechamento das valvas AV isola as câmaras cardíacas superiores das inferiores e, dessa forma, o enchi mento atrial é independente dos eventos que ocorrem nos ventrículos. 4. A bomba cardíaca: ejeção ventricular. Quando os ventrículos contraem, eles geram pressão suficiente para abrir as válvulas semilunares e empurrar o sangue para as artérias. A pressão gerada pela contração ventricular torna-se a força motriz para o fluxo sanguíneo. O sangue com alta pressão é forçado pelas artérias, deslocando o sangue com baixa pressão que as preenche, empurrando-o ainda mais adiante na vasculatura. Durante essa fase, as valvas AV permanecem fechadas e os átrios continuam se enchendo. 5. Relaxamento ventricular e a segunda bulha cardíaca. No final da ejeção ventricular, os ventrículos começam a repolarizar e a relaxar, diminuindo a pressão dentro dessas câmaras. Uma vez que a pressão ventricular cai abaixo da pressão nas artérias, o fluxo sanguíneo começa a retornar para o coração. Este fluxo retrógrado enche os folhetos (cúspides) em forma de taça das válvulas semilunares, forçando-os para a posição fechada, as vibrações geradas pelo fechamento das válvulas semilunares geram a segunda bulha cardíaca, S2, o “tá” do “tum-tá”. Uma vez que as válvulas semilunares se fecham, os ventrículos novamente se tornam câmaras isoladas. As valvas AV permanecem fechadas devido à pressão ventricular que, embora em queda, ainda é maior que a pressão nos átrios. Esse período é chamado de relaxamento ventricular isovolumétrico, porque o volume sanguíneo nos ventrículos não está mudando. Quando o relaxamento do ventrículo faz a pressão ventricular cair até ficar menor que a pressão nos átrios, as valvas AV se abrem. O sangue que se acumulou nos átrios durante a contração ventricular flui rapidamente para os ventrículos. O ciclo cardíaco começou novamente. BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF AS CURVAS DE PRESSÃO-VOLUME REPRESENTAM O CICLO CARDÍACO Uma outra maneira de descrever o ciclo cardíaco é com um gráfico pressão-volume, mostrado na figura 14.17 (acima), ela representa as mudanças no volume (eixo x) e na pressão (eixo y) que ocorrem durante um ciclo cardíaco. Lembre-se que o fluxo sanguíneo através do coração é regido pelo mesmo princípio que rege o fluxo de todos os líquidos e gases: o fluxo vai de áreas de maior pressão para áreas de menor pressão. Quando o coração contrai, a pressão aumenta e o sangue flui para as áreas de menor pressão. A figura representa as alterações na pressão e no volume que ocorrem no ventrículo esquerdo, o qual envia o sangue para a circulação sistêmica. O lado esquerdo do coração gera pressões mais elevadas do que o lado direito, o qual envia o sangue para a circulação pulmonar, que é mais curta. O ciclo inicia no ponto A. O ventrículo completou a sua contração e contém uma quantidade mínima de sangue, que ele manterá durante todo o ciclo. O ventrículo está relaxado e a pressão no seu interior também está em seu menor valor. O sangue está fluindo das veias pulmonares para o átrio. Quando a pressão no átrio ultrapassa a pressão do ventrículo, a valva mitral (AV esquerda), localizada entre o átrio e o ventrículo, abre (ponto A). Agora, o sangue flui do átrio para o ventrículo, aumentando seu volume (do ponto A para o ponto A’). À medida que o sangue entra, o ventrículo que está relaxando se expande para acomodar o sangue que está entrando, assim o volume do ventrículo aumenta, porém a pressão do ventrículo aumenta muito pouco. A última etapa do enchimento ventricular é concluída pela contração atrial (do ponto A’ para o ponto B). O ventrículo agora contém o volume máximo de sangue que ele manterá durante este ciclo cardíaco (ponto B). Como o enchimento máximo do ventrículo ocorre no final do relaxamento ventricular (diástole), este volume recebe o nome de volume diastólico final (VDF). Em umhomem com 70 kg em repouso, o volume diastólico final é de aproximadamente 135 mL, porém o VDF varia sob diferentes condições, por exemplo, durante períodos de frequência cardíaca muito alta, quando o ventrículo não tem tempo para se encher completamente entre os batimentos, o VDF pode ser menor que 135 mL. Quando a contração ventricular inicia, a valva mitral (AV) se fecha. Com as valvas AV e as válvulas semilunares fechadas, o sangue no interior do ventrículo não tem para onde ir. Entretanto, o ventrículo continua a se contrair, fazendo a pressão aumentar rapidamente durante a contração ventricular isovolumétrica (ponto B-C). Quando a pressão no ventrículo ultrapassa a pressão na aorta, a valva da aorta se abre (ponto C). A pressão continua a se elevar enquanto o ventrículo se contrai ainda mais, porém o volume ventricular diminui conforme o sangue é ejetado para a aorta (ponto C-D). O coração não se esvazia completamente de sangue a cada contração ventricular. O volume sanguíneo deixado no ventrículo ao final da contração é chamado de volume sistólico final (VSF). O VSF (ponto D) é a menor quantidade de sangue que o ventrículo contém durante um ciclo cardíaco. O valor médio para o VSF em uma pessoa em repouso é de 65 mL, quase metade dos 135 mL (VDF) que estavam no ventrículo no início da contração, ainda estão lá no final dela. Ao final de cada contração ventricular, o ventrículo começa a relaxar e a pressão diminui. Quando a pressão no ventrículo cai a valores inferiores aos da pressão na aorta, a válvula semilunar se fecha, e o ventrículo mais uma vez se torna uma câmara isolada. O restante do relaxamento ocorre sem alteração no volume sanguíneo e, portanto, essa fase é chamada de relaxamento isovolumétrico. Quando finalmente a pressão ventricular cai a níveis inferiores aos da pressão atrial, a valva AV esquerda (mitral) abre-se e o ciclo inicia novamente. O volume sistólico é o volume sanguíneo bombeado em uma contração Qual a finalidade de o sangue permanecer nos ventrículos ao final de cada contração? A finalidade é que o VSF de 65 mL proporciona uma margem de segurança, uma reserva. Com uma contração mais eficaz, o coração pode diminuir seu VSF, enviando mais sangue para os tecidos. Como muitos órgãos do BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF corpo, o coração geralmente não trabalha “a todo vapor”. A quantidade de sangue (volume) bombeado por um ventrículo durante uma contração é chamada de volume sistólico. O volume sistólico não é constante e pode aumentar até 100 mL durante o exercício. O débito cardíaco é uma medida do desempenho cardíaco. Como podemos avaliar a eficácia do coração como uma bomba? Uma forma é medir o débito cardíaco (DC), o volume sanguíneo ejetado pelo ventrículo esquerdo em um determinado período de tempo. Uma vez que todo o sangue que deixa o coração flui através dos tecidos, o débito cardíaco é um indicador do fluxo sanguíneo total do corpo. Entretanto, o débito cardíaco não nos informa como o sangue é distribuído aos vários tecidos. Esse aspecto do fluxo sanguíneo é regulado nos tecidos. O débito cardíaco (DC) pode ser calculado multiplicando-se a frequência cardíaca (batimentos por minuto) pelo volume sistólico (mL por batimento, ou por contração): VDF - VSF = volume sistólico Volume sanguíneo antes da contração - volume sanguíneo após a contração = volume sistólico Débito cardíaco (DC) = frequência cardíaca - volume sistólico BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF POTENCIAL DE AÇÃO Fase 0 – É O MOMENTO NO QUAL O INFLUXO DE SÓDIO AUMENTA ABRUPTAMENTE NA CÉLULA MÚSCULAR CARDÍACA É a fase ascendente do potencial de ação, é causada por um aumento transitório da condutância do Na +. Esse aumento resulta em uma corrente de influxo de Na + que despolariza a membrana no pico de potencial de ação, o potencial de membrana aproxima-se do potencial de equilíbrio do Na + Fase 1 – É O MOMENTO NO QUAL TEMOS UMA CORRENTE TRANSITÓRIA PARA FORA DE POTÁSSIO DA CÉLULA RESULTANDO EM REPOLARIZAÇÃO PRECOCE Trata-se de um breve período de repolarização inicial. A repolarização inicial é causada por uma corrente de efluxo, em parte pelo movimento dos íons K + (favorecido pelos gradientes tanto químico quanto elétrico) para fora da célula e, em parte, pela diminuição na condutância do Na + Fase 2 – É O MOMENTO NO QUAL TEMOS A ATIVAÇÃO PROGRESSIVA DE CANAIS DE CÁLCIO E A CONTINUAÇÃO DA ATIVIDADE DOS CANAIS DE POTÁSSIO É o platô do potencial de ação; é causada por uma elevação transitória da condutância do Ca 2+, que resulta em uma corrente de influxo de Ca 2+, e por um aumento na condutância do K + Durante a fase 2, as correntes de efluxo e de influxo são aproximadamente iguais, de modo que o potencial de membrana se encontra estável no platô Fase 3 – É O MOMENTO NO QUAL OS CANAIS DE CÁLCIO SE FECHAM E PERMANECEM ATIVOS OS CANAIS DE POTÁSSIO PARA A REPOLARIZAÇÃO FINAL É a repolarização, durante a fase 3, a condutância do Ca 2+ diminui, enquanto a condutância do K + aumenta e, portanto, predomina A elevada condutância do K + resulta em uma grande corrente de efluxo de K + (IK), que hiperpolariza a membrana de volta ao potencial de equilíbrio do K + Fase 4 - É O MOMENTO NO QUAL A VOLTAGEM RETORNA ÀS CONDIÇÕES INICIAIS (-90Mv) E O POTÁSSIO ENTRA EM EQUILÍBRIO QUÍMICO E ELETROSTÁTICO É o potencial de repouso da membrana; é um período durante o qual as correntes de influxo e de efluxo são iguais e o potencial de membrana aproxima-se do potencial de equilíbrio do K + CONCEITOS IMPORTANTES Pré-carga: É o volume diastólico final, que está relacionado com a pressão atrial direita, quando o retorno venoso aumenta, o volume diastólico final aumenta e estira ou alonga as fibras musculares ventriculares - lei de Frank-Starling Pós-carga: Para o ventrículo esquerdo, é a pressão aórtica. Os aumentos da pressão aórtica provocam elevação da pós-carga (sobrecarga pressórica) no ventrículo esquerdo, para o ventrículo direito, é a pressão arterial pulmonar. Os aumentos da pressão arterial pulmonar provocam elevação da pós-carga no ventrículo direito Ocasionalmente, as cordas falham, e a valva é empurrada para dentro do átrio durante a contração ventricular. Essa condição anormal é conhecida como prolapso Células auto excitáveis - células marca-passo As células musculares cardíacas se contraem sem inervação 1. As fibras musculares cardíacas são muito menores do que as fibras musculares esqueléticas e, em geral, possuem um núcleo por fibra 2. As células musculares cardíacas individuais ramificam-se e juntam-se com as células vizinhas, criando uma rede complexa. As junções celulares, conhecidas como discos intercalares, consistem em membranas interligadas. Os discos intercalares têm dois componentes: os desmossomos e as junções comunicantes. Os desmossomos são conexões fortes que mantêm as células vizinhas unidas, permitindo que a força criada em uma célula seja transferida para a célula vizinha. 3. As junções comunicantes nos discos intercalares conectam eletricamente as células musculares cardíacas umas às outras. Elas permitem que as BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF ondas de despolarização se espalhem rapidamente de célula a célula, de modo que todas as células do músculo cardíaco se contraem quase simultaneamente. Neste aspecto, o músculo cardíaco assemelha-se ao músculo liso unitário 4. Os túbulos T das células miocárdicas são maiores do que os do músculo esquelético e se ramificam dentro das células miocárdicas 5. O retículo sarcoplasmático miocárdico é menor que o do músculo esquelético; por isso, o músculo cardíaco depende, em parte, do Ca2 extracelular para iniciar a contração. Nesse aspecto, o músculo cardíacoassemelha-se ao músculo liso 6. As mitocôndrias ocupam cerca de um terço do volume celular de uma fibra contrátil cardíaca, devido à grande demanda energética dessas células. Estima-se que o músculo cardíaco consome de 70 a 80% do oxigênio levado a ele pelo sangue, mais do que duas vezes a quantidade extraída por outras células do corpo BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF SOLUCIONANDO UM PROBLEMA: Quando as pessoas falam “ataque cardíaco”, elas estão na realidade se referindo a um coágulo que interrompe o suprimento sanguíneo para uma parte do coração, criando uma condição conhecida como isquemia. Em termos médicos, um ataque cardíaco é chamado de infarto do miocárdio (IM), referindo-se a uma área do músculo cardíaco que está morrendo por falta de suprimento sanguíneo. O coágulo na artéria coronária de Walter diminuiu o fluxo sanguíneo para parte do seu ventrículo esquerdo, e suas células estavam começando a morrer por falta de oxigênio. Quando alguém tem um infarto do miocárdio, a intervenção médica imediata é crítica. Na ambulância indo para a sala de emergência, os paramédicos deram oxigênio e um comprimido de nitroglicerina para Walter, conectaram ele a um monitor cardíaco e iniciaram uma infusão intravenosa (IV) de solução salina normal (isotônica). O acesso venoso de Walter foi mantido, caso outros medicamentos precisassem ser administrados rapidamente se a situação piorasse. Os paramédicos enviaram o (ECG) de Walter para o médico da sala de emergência. “Ele definitivamente teve um IM, quero que você comece o t-PA nele.” o t-PA (abreviatura para ativador do plasminogênio tecidual) ativa o plasminogênio, substância produzida no corpo que dissolve coágulos sanguíneos. Administrado dentro de poucas horas após o infarto do miocárdio, o t-PA pode ajudar a dissolver os coágulos que estão bloqueando o fluxo para o músculo cardíaco. Essa ajuda limita a extensão do dano isquêmico. Coletou seu sangue para a análise enzimática dos níveis de creatina-cinase (CK-MB). Quando as células do músculo cardíaco morrem, elas liberam várias enzimas, como a creatina-cinase, que servem como marcadores de um infarto do miocárdio. Um segundo tubo de sangue foi enviado para a análise dos seus níveis de troponina I. A troponina I (TnI) é um bom indicador de dano ao coração seguido a um infarto do miocárdio. O infarto do miocárdio de Walter provocou uma elevação do segmento S-T no seu ECG, um tipo de IM conhecido como infarto agudo do miocárdio com supradesnivelamento do segmento S-T (IAMCSST). O tratamento precoce com t-PA dissolveu os coágulos que bloqueavam sua artéria, prevenindo um dano significativo ao seu músculo cardíaco. Walter foi transferido para a unidade de cuidados cardíacos, onde o cardiologista o visitava. “Nós precisamos ficar de olho em você nos próximos dias. Existe uma possibilidade de que as lesões causadas pelo infarto do miocárdio possam levar a batimentos irregulares do coração.” Quando Walter ficou estável, ele foi submetido a uma angiografia coronariana, um procedimento no qual um corante opaco visível aos raios X mostra onde há estreitamento das artérias coronárias pelas placas ateroscleróticas. Quando uma artéria coronária é bloqueada, o dano ao músculo cardíaco pela falta de oxigênio pode causar a morte das células do miocárdio. A condução elétrica através do miocárdio deve, então, desviar das células mortas ou que estão morrendo. Para tentar minimizar tanto dano, adiciona-se um betabloqueador aos outros tratamentos de Walter. O ECG indicou que Walter sofreu um infarto do miocárdio, resultante de um bloqueio de vasos sanguíneos nutridores do ventrículo esquerdo. A exata localização do dano depende de qual artéria ou qual ramo foi obstruído P1: Por que os paramédicos deram oxigênio e nitroglicerina para Walter? P2: Qual é o efeito da injeção de solução salina isotônica sobre o volume do líquido extracelular de Walter? E sobre o volume intracelular? E sobre sua osmolalidade total do corpo? P3: Uma forma semelhante de creatina-cinase, CK-MB, é encontrada no músculo esquelético. Como são chamadas as formas relacionadas de uma enzima? P4: O que é troponina e por que seus níveis sanguíneos elevados indicam dano cardíaco? P5: Como os sinais elétricos passam de célula a célula no miocárdio? P6: O que acontece com a contração de uma célula miocárdica contrátil se a onda de despolarização desviar dela? P7: Se um ventrículo do coração for danificado, em qual onda ou ondas do ECG se esperaria ver essa alteração anormal? P8: O betabloqueador dado a Walter é um antagonista dos receptores 1-adrenérgicos. O que esse medicamento fez com a frequência cardíaca de Walter? Por que essa resposta é útil após um infarto do miocárdio? P9: Se o infarto do miocárdio de Walter tivesse danificado o músculo de seu ventrículo esquerdo, o que aconteceria ao seu débito cardíaco? . BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF BRUNA VIDAL – ENFERMAGEM - UNIVASF RESUMO DA AULA DE ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO- CONTRAÇÃO E JUNÇÃO NEUROMUSCULAR. 1. A junção neuromuscular é uma sinapse especializada em liberar grandes quantidades de acetilcolina que geram um potencial pós-sináptico excitatório de placa motora, sempre supralimiar. a. Cada fibra muscula esquelética recebe apenas uma sinapse (placa motora). b. Não existe transmissão inibitória sobre o músculo. 2. A unidade motora compreende o motoneurônio e as fibras musculares inervadas por ele. a. Quanto mais fino o trabalho do músculo, menor a unidade motora. 3. O acoplamento excitação-contração é como o sinal elétrico (potencial de ação) é convertido em contração muscular. 4. O potencial de ação gerado na região da junção neuromuscular se propaga pelo sarcolema, e invade os túbulos T. 5. Nos túbulos T, os receptores de dihidropiridina, que são canais de cálcio dependentes de potencial, sente a despolarização, e altera a conformação do canal de cálcio do retículo sarcoplasmático, o receptor de rianodina. a. Essa comunicação entre as duas proteínas é física, já que elas interagem fisicamente entre si. 6. O cálcio sai então do retículo sarcoplasmático e interage com a troponina, que afasta a tropomiosina e expõe os sítios de ligação da miosina na actina, permitindo assim a formação da ponte cruzada, e o início do ciclo do ATP e o encurtamento do sarcômetro. 7. O cálcio é recaptado pela Ca-ATPase do reticulo sarcoplasmático (SERCA) diminuindo o cálcio mioplasmático, que se desliga da troponina que retorna a tropomiosina para a sua posição original, impedindo a formação das pontes cruzadas. 8. A tensão desenvolvida pela fibra muscular é proporcional ao número de pontes cruzadas formadas. a. A tensão é proporcional ao nível de sobreposição dos filamentos finos e espessos no sarcômero. 9. No músculo cardíaco o acoplamento é químico. O cálcio que entra pelos canais de cálcio dependentes de potencial, se liga aos receptores de rianodina, que então libera o cálcio reticular. 10. No músculo liso o cálcio mioplasmático pode vir tanto do meio extracelular quanto do retículo sarcoplasmático. 11. No músculo liso o cálcio se liga a calmodulina, que ativa a miosina quinase, que fosforila as cadeias leves da miosina, permitindo então a formação das pontes cruzadas.12. A miosina fosfatase desfosforila a miosina, impedindo então a formação das pontes cruzadas. a. Se a miosina fostatase desfosforilar a miosina antes do fim do ciclo do ATP, a ponte cruzada é mantida e nesse modo o ciclo é mais lento, o que leva a uma contração tônica mais forte e com menor gasto de ATP. Porém ao fim do ciclo uma nova ponte cruzada só pode ser feita se a miosina quinase fosforilar novamente a miosina. Por isso para entrar nesse modo é necessário ter uma concentração de cálcio mioplasmática intermediária para termo uma ativação de uma fração das moléculas da miosina quinase.
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