Fisiologia do músculo cardíaco

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O coração tem um sistema especializado de excitação condução que mantém seu próprio ritmo, 
começando um potencial de ação e enviando o impulso a todo o músculo cardíaco. 
O sistema é encarregado pela ritmicidade do coração. 
O coração humano está formado por duas bombas: um coração direito e um 
coração esquerdo. 
Basicamente através destas bombas que estão conformadas as duas câmaras 
que são as aurículas e os ventrículos. Cada aurícula recebe o sangue das veias 
e envia aos ventrículos. 
Os ventrículos são as verdadeiras bombas porque tem força suficiente 
para propulsar o sangue. 
O coração direito recebe pela aurícula direita o sangue periférico das veias 
cavas superiores e inferiores, bombeia o sangue pelo orifício aurículo 
ventricular ao ventrículo direito. 
O ventrículo direito propulsiona o sangue para o tronco pulmonar e depois 
da artéria pulmonar aos pulmões constituindo assim a circulação menor ou 
circulação pulmonar. Por este caminho vem todo o sangue desoxigenado. 
Os alvéolos estão cheios de oxigênio que são sequestrados pela 
hemoglobina nos eritrócitos e depois vão ao sangue. Os capilares enviam 
CO2 aos alvéolos para a retirada de gás carbônico, o que se chama de 
intercambio gaseoso. 
Uma vez que o sangue está oxigenado novamente ele retorna 
ao coração através das 4 veias pulmonares para a aurícula 
esquerda. 
A aurícula esquerda através da válvula mitral envia o sangue ao 
ventrículo esquerdo. A válvula aórtica se abre e o sangue passa 
do ventrículo esquerda a artéria aorta e depois para todos os 
órgãos periféricos levando nutrientes aos sítios necessários para 
o metabolismo das células, chamada de circulação maior ou 
sistêmica. 
 
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A única artéria do corpo que é representada pela cor azul é o tronco pulmonar e suas ramificações 
como as artérias pulmonares. A única veia que tem como representação vermelha são as veias 
pulmonares que leva o sangue a aurícula esquerda. 
 
Fisiologia do músculo cardíaco 
Podemos dividir os músculos do coração em três tipos de músculos: 
Músculos das aurículas cardíacas; 
Músculos dos ventrículos cardíacos; 
Músculo do sistema de excitação e condução (que são fibras musculares excitadoras e 
condutoras especializadas). 
 
 
O músculo auricular são aquelas células musculares cardíacas estriadas que se encontram nas aurículas. A 
duração da contração é maior que a do músculo esquelético devido a diferença de potencial que tem 
uma meseta. 
O mesmo ocorre no músculo ventricular, mas há uma separação entre os dois sendo que o músculo 
ventricular não está em contato direto com o músculo auricular, porque está dividido por um esqueleto 
fibroso onde fica a válvula e isso dá a característica do momento da contração ser diferente. 
Primeiro se tem a contração auricular e depois a ventricular, mas os ventrículos têm maior força de 
contração. 
As células especializadas se contraem de forma débil porque tem poucas miofibrilas contrateis em seu 
citoplasma, mas são muito excitáveis. 
Se auto excitam e conduzem o impulso elétrico, ou seja, o potencial de ação as células musculares 
auriculares e ventriculares e por este motivo o coração é autônomo. Por mais que tenha inervação dos 
sistemas simpáticos e parassimpáticos, o coração se auto excita por essas células musculares especializadas 
que estão conectadas com o sistema simpático e parassimpático para aumentar ou diminuir o seu trabalho. 
Como o músculo esquelético, parte das células cardíacas musculares tem nome próprio: 
Sarcolema = Membrana plasmática 
Sarcoplasma = Citoplasma 
Retículo sarcoplasmático = Retículo endoplasmático 
Estas células do sistema de excitação e condução não são neurônios e sim uma célula muscular especializada. 
 
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Anatomia e fisiologia do músculo cardíaco 
Célula estriada, núcleos centrais, formato de calças. 
As fibras cardíacas são a união de várias células, estão conectadas umas as outras pelos discos intercalares. 
O músculo cardíaco é um sincítio que é uma célula com vários núcleos, basicamente é a fusão de várias 
células que estão interconectadas dando aspecto de uma única célula com vários núcleos. 
As fibras cardíacas se referem a várias células cardíacas 
interconectadas entre si por isso é importante compreender o que é 
um sincítio. 
Quando falamos de uma fibra cardíaca falamos de várias células que 
não se serve onde começa e onde termina. Sempre tem a 
característica das estrias porque nas miofibrilas contem os filamentos 
de actina e miosina entrelaçados entre si que vão delimitar o centro 
do sarcômero para a contração. 
No corte longitudinal em histologia é fácil identificar o músculo cardíaco esquelético porque encontramos 
os discos intercalares que são como pequenas linhas que separam as células. 
No corte transversal vamos observar os núcleos que se forem centrais é um músculo cardíaco se forem 
periféricos é um músculo esquelético. 
 
O miocárdio como sincício 
Uma fibra muscular não é o mesmo que uma célula muscular cardíaca. Uma fibra muscular cardíaca é 
composta por várias células unidas entre si que são cortadas longitudinalmente pelos discos intercalares. 
Discos intercalares: São membranas que separam uma célula da outra, separa uma membrana 
plasmática de outra. Dentro dos discos tem uma membrana dupla. A união entre elas se chama 
que também podem ser chamadas de ou ou 
 ou . Dentro desta membrana tem vários canalículos e 
uniões em nexo o que permite a rápida difusão dos íons permitindo que o potencial de ação 
se movimente livremente se uma célula para outra. 
Os íons são encarregados de mudar os potenciais elétricos. 
 
 
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Composto por dois sincitios: 
Auricular 
Ventricular 
Não há comunicação direta entre eles devido ao esqueleto fibroso que é um isolante elétrico. Não passa 
diretamente o impulso elétrico de uma célula auricular a uma ventricular porque p esqueleto fibroso corta 
esta comunicação. 
Para conduzir o impulso elétrico aos ventrículos precisa de um 
sistema de excitação condução especializado que é capaz de 
atravessar o esqueleto fibroso para levar o impulso aos 
ventrículos. É importante também a separação destes sincitios 
devido a diferença de massa 
As aurículas se contraem primeiro porque recebe primeiro o 
impulso elétrico o que permite que o sangue aos ventrículos. 
Se a aurícula e o ventrículo se contraíssem ao mesmo tempo 
o sangue permaneceria parado. 
 
Potencial de ação do músculo cardíaco 
Potencial de ação: É um estímulo que provoca a despolarização. É uma interação de voltagem ao 
longo da fibra muscular. Mudança do meio intracelular por inversão do potencial de membrana que 
atravessa a membrana da célula. O potencial de ação do músculo cardíaco tem um promédio de 105mV. 
 
Promedio = 105mV 
 
 
 
 
 
 
 
Espiga inicial 
Período de meseta 
Repolarização súbita 
A meseta do músculo cardíaco dura de 3 a 15 
vezes mais que do esquelética. O músculo 
esquelético não tem meseta. 
 
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O músculo ventricular tem um promedio de 105mV de potencial de ação que é a diferença entre o 
maior e o menor valor de potencial elétrico do interior da célula. 
Geralmente o potencial de ação é de – 85 até -95 mV. + 20mV é o ponto máximo então de – 85 mV 
até +20mV vamos ter 105 mV. 
Para que a membrana seja despolarizada leva um tempo de 0,3 segundos e logo volta a fase de 
repolarização para que a célula cardíaca se contraia e tenha a repolarização para o músculo relaxar. 
Meseta: Períodoem que se prolonga o potencial de ação. Depois da meseta teremos a 
repolarização e começa um potencial em repouso para chegar a um novo impulso. 
 
O que produz o potencial de ação prolongado ou meseta? 
R. Canais iônicos: 
Abertura dos canais de sódio permitindo a entrada dele desde o líquido extracelular 
até o interior do sarcoplasma da célula fazendo a despolarização: músculo 
esquelético 
Ocorre da mesma maneira, mas além destes canais rápidos de sódio temos os 
canais lentos de cálcio ou canais de cálcio sódio, estes últimos canais não existem 
no músculo esquelético. 
Na despolarização temos a rápida entrada de sódio devido a abertura dos canais de 
sódio. Eles se fecham e a partir daí abrem os canais lentos de cálcio permitindo a 
entrada de cálcio e sódio prolongando o potencial de ação e formando a meseta. 
Os canais lentos de cálcio também podem ser chamados de canais cálcio sódio ou 
canais L. 
O segundo motivo é pela diminuição da permeabilidade de potássio: 
A entrada de cálcio e sódio pelos canais lentos, essa entrada de cálcio se interpõe 
a saída rápida de potássio ao exterior e não pode despolarizar e por isso se tem 
uma diminuição da permeabilidade de potássio na membrana plasmática cardíaca. 
Em algum momento os canais lentos se fecham deixando de entrar cálcio 
recuperando a permeabilidade de potássio. O potássio (K) sai da célula e a 
membrana volta a ser negativa e tem a repolarização. 
 
 
 
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Fases do potencial de ação no músculo cardíaco 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na Fase 3 se tem a saída de potássio deixando a membrana mais negativa. 
Fase 4 é a fase de repouso na qual se tem a atuação da bomba de sódio e potássio que são 
encarregadas de trazer o equilíbrio novamente a célula. Se inicia novamente o ciclo todo com a chegada 
de um novo potencial de ação. 
O valor de voltagem do potencial de membrana em repouso no músculo cardíaco ventricular é de -
85mV. Na fase de despolarização vai de -85 a + 20mV. 
 
 
 
 
Fase 0 = Despolarização 
Fase 1 = Repolarização inicial 
Fase 2 = Meseta 
Fase 3 = Repolarização rápida 
Fase 4 = vai de -85 a -95 mV. 
 
Na fase 0 a voltagem fica mais positiva até +20mV devido 
a entrada de sódio no interior da célula cardíaca, através 
da abertura dos canais rápidos de sódio. 
Ao fechar os canais rápidos de sódio, o potássio começa 
a sair e por isso vamos ter a Fase 1 que é caracterizada 
pela repolarização inicial. Nessa fase a membrana fica mais 
negativa novamente que vai ser interrompida pela fase 
meseta. 
Na Fase 2 os canais de potássio se fecham e abrem os 
canais lentos de cálcio sódio impedindo a saída de potássio 
e mantendo o interior da membrana mais positiva 
favorecendo a contração muscular. 
Depois de 0,2 segundos os canais lentos de sódio cálcio se 
fecham e por isso as células musculares cardíacas voltam 
a ter permeabilidade normal ao potássio e a sua saída faz 
com que a membrana se torne negativa outra vez. 
 
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Velocidade da condução do músculo cardíaco 
Os músculos ventricular e auricular conduzem os potenciais de ação a uma velocidade de 
aproximadamente 0,3 a 0,5 m/s. 
As fibras de purkinje conduzem mais rápido o potencial de ação a uma velocidade de 4m/s. 
 
Período refratário do músculo cardíaco 
Período no qual não se pode excitar novamente. É importante que exista um período em que o coração 
não volta a excitar outra vez. 
É o intervalo em que um impulso cardíaco normal não pode excitar outra vez uma zona do músculo 
cardíaco que já está excitada e já tem um potencial de ação. 
O período refratário normal do ventrículo, ou seja, que ele não pode ser excitado de novo é de 0,25 a 
0,3 segundos. O do músculo auricular é de 0,2 segundos que é praticamente o valor da meseta do 
potencial de ação que é de 0,2 segundos também. 
Durante o período refratário só se pode excitar de novo com um estímulo elétrico muito mais potente 
o que faz com que diminua o tempo do período refratário. 
 
 
 
 
 
 
 
Acomplamento entre a excitação e a contração. Função 
do íon cálcio e do tubo T. 
Sequência de eventos que convertem o potencial de ação em contração muscular através dos tubos 
T. 
Durante o período refratário relativo é onde pode ocorrer 
o estímulo elétrico mais potente. 
Quando não se respeita o período refratário pode ter 
extrassístoles cedo ou de forma tardia que é um tipo de 
ocorrência quando não funciona bem o ritmo cardíaco, por 
isso é importante que se respeite o período refratário do 
músculo cardíaco. 
 
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Mecanismo, processo no qual um potencial de ação pode fazer possível que as miofibrilas do músculo 
cardíaco se contraiam. Quando um potencial de ação passa pelo sarcolema e chega aos tubos T (que 
são invaginações da membrana plasmática que aumentam sua superfície) transmitindo um potencial aos 
tubos sarcoplasmáticos para liberar cálcio que dentro do sarcoplasma pode atuar dentro do filamento de 
actina e miosina e permite a contração. 
O cálcio vem dos potenciais de ação e dos tubos T. 
Todo processo inicia com a chegada do potencial de ação até uma célula muscular cardíaca que vai 
propagá-lo ao longo do sarcolema fazendo a despolarização pela entrada rápida de sódio e depois a 
entrada de cálcio na meseta. 
Este potencial de ação passa por todo o tubo transverso (T), o que permite a entrada de grandes 
quantidades de íons sódio e cálcio que vão modificar a voltagem do retículo sarcoplasmático porque tem 
uma continuação entre os tubos T e o retículo sarcoplasmático longitudinais permitindo a liberação de 
cálcio que está sequestrado no interior do retículo sarcoplasmático até o citoplasma para ter contato 
com as miofibrilas. 
Além disso tem uma entrada extra de cálcio diretamente dos tubos T desde o líquido extracelular. 
No interior do tubo T tem líquido extracelular e também grandes quantidades de cálcio. 
Os cálcios que penetram nos canais iônicos rápidos de cálcio pelo tubo T penetram no sarcoplasma 
permitindo a abertura dos canais específicos chamados de Os canais de cálcio do 
tubo T são canais de voltagem e o último são canais de receptores de Rianodina. 
O próprio cálcio que penetra no sarcoplasma permite a abertura dos canais de Rianodina fazendo a 
liberação de mais cálcio para ter maior cálcio disponível que vão entrar em contato com a troponina. 
A diferença com o músculo esquelético é que: 
Os túbulos T tem 5 vezes mais volume no músculo cardíaco que no esquelético. 
São muito desenvolvidos por isso pode permitir uma entrada extra de cálcio desde 
o líquido extracelular ao interior da fibra muscular cardíaca. No músculo esquelético 
não tem um desenvolvimento tão importante do tubo T. 
O túbulo T do músculo cardíaco é tão desenvolvido que o retículo sarcoplasmático 
não tem tantas quantidades de cálcio suficientes para o músculo cardíaco como no 
esquelético onde seu retículo sarcoplasmático bem desenvolvido o que permite a 
saída de cálcio suficiente para a contração muscular, mas como no músculo cardíaco 
não é bem desenvolvido então necessita de ajuda. 
 
 
 
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Os componentes das miofibrilas 
Filamentos de actina e miosina que basicamente deslizam umas sobre as outras 
permitindo a contração. 
Troponina e a tropomiosina: moléculas que fazem a interação entre a actina e a 
miosina, ou seja, regulam essa interação. A troponina tem 3 componentes: C, A e 
a I. 
Uma vez que o cálcio se une a troponina tem mudanças na conformação das miofibrilas para a 
tropomiosina deixar livre a actina para que esta possa se fixar sobre a miosina para se contrair. 
Uma vez fechado os canais lentos de cálcio voltaa permeabilidade do potássio a membrana, ao sair o 
potássio ocorre a repolarização e as miofibrilas se relaxam. 
O cálcio que foi liberado não pode permanecer dentro do sarcoplasma uma porque pode gerar diversas 
contrações, outra porque o calcio pode ser liberado para relaxar o músculo impedindo uma tetanização 
e por último porque pode induzir a morte celular, ou seja, a apoptose. 
Precisar tirar todo o cálcio e esse cálcio é eliminado de duas formas: 
Pelas bombas de cálcio: Estáo na membrana do retículo sarcoplasmático 
dependentes de ATP que por energia voltam a reingressar no retículo e encher 
novamente os depósitos intracelulares de cálcio 
Cálcio que ingressa diretamente do exterior: Bombeia ao exterior celular saindo 
através do intercambiador sódio cálcio. Retira o cálcio e coloca sódio. É usado pela 
bomba de sódio potássio ATPasa até chegar ao seu estagio inicial e aí termina o 
processo de contração-excitação-relaxamento. 
O cálcio é absorvido pela bomba CA – ATPasa do retículo sarcoplasmático que se 
desconecta da troponina e devolve a tropomiosina a sua posição original evitando 
a formação de pontes transversais. 
O coração precisa de mais cálcio porque tem mais contrações que o músculo liso 
e esquelético. 
 
 Duração da contração 
Depende da duração do potencial de ação da meseta 
0,2 segundos músculo auricular e 0,3 segundos músculo ventricular.