Contratilidade Cardíaca

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Amanda Lima – Med UFES 103 
LIVRO 
CONTRATILIDADE MIOCÁRDICA 
o Há três tipos de células musculares no organismo humano 
o 2 referentes a cardíaca e esquelética → possuem disposição organizada do material contrátil em seu 
interiro 
o O terceiro tipo são as células musculares lisas → material contrátil em diferente organização 
ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO 
o Conjunto de mecanismos que são desencadeados pela excitação elétrica gerada pelo potencial de ação e 
promovem a contração 
o Acoplamento entre esses processos dependem do ion Ca++, ele é o mensageiro que ativa o processo 
contrátil 
DISTRIBUIÇÃO DE CALCIO NAS CELULAS 
o Para amater as concentrações intracelulares em níveis adequados → existência de bombas e canais 
o Em baixa concentração, o Ca++ não precipita, permanecendo em solução no mioplasma 
o O potencial de ação, ao excitar uma célula, promove o aumento do cálcio mioplasmatico 
o No miocárdio, o potencial de ação promove o influxo de cálcio na fibra, durante a despolarização 
o O Ca++ está compartimentalizado em uma série de locais dentro e fora da célula → as modificações de 
sua concentração resultam na modulação da atividade contrátil 
COMPARTIMENTO A 
o É o cálcio ionizado liquido extraceluar 
o Se aumentar, cresce a força de contração. 
o Pode ser elevado por ações diretas de sais de cálcio ou hiperparatireoidismo 
o Se diminuir, reduz a força de contração → agentes quelantes podem diminuir sua concentração 
COMPARTIMENTO B 
o É o Ca++ ligado nos sítios aniônicos do revestimento externo de glicocálix 
o Durante a excitação, penetra na célula pelos canais iônicos 
o Na+ e o Ca+ competem nos sítios aniônico → o aumento de Na+ desloca Ca++ desses sítios e 
consequentemente reduz a contração. 
o A diminuição de Na+ extracelular pode desencadear uma contração 
COMPARTIMENTO C 
o Passa a existir durante uma contração → é o cálcio que penetra na célula via sarcolema 
o Controle desse canal lento --. Relacionado com as concentrações de AMPc 
o Catecolaminas e xantinas → aumentam o AMPc → aumento da corrente de Ca++ e da contração 
o Acetilcolina → ativa a proteína G → aumento de GMPc → diminui o AMPc → diminui a contração 
o Variação na concentração de K+ extracelular atuam via potencial de membrana → sua diminuição 
excessiva ou seu aumento discreto pode acarretar em despolarização das células miocardiacas 
 
 
 
 
Amanda Lima – Med UFES 103 
COMPARTIMENTO D 
o É o Ca++ ligado à face interna da membrana 
o A afinidade do Ca++ varia com o estado de polarização da célula. 
o Grade afinidade → quando a célula está polarizada 
o Menor afinidade → durante a despolarização 
o Assim. Libera cálcio para o mioplasma durante o potencial de ação 
COMPARTIMENTO E 
o Ca++ ligado ao reticulo 
o Acumula Ca++ por um processo ativo. → essa ação é parcialmente responsável pelo processo de 
relaxamento do musculo 
o O Ca++ acumulado é levado para as vesículas laterais das tríades → depois disso, o Ca++ pode ser 
novamente liberado para o mioplasma. Seja pela despolarização a partir dos túbulos transversos, ou por 
mecanismos de liberação de cálcio 
o Essa liberação de Ca++ dos retículos é feita por diversos mecanismos 
o São descritos dois tipos de canais: 
o Receptores de Rianodina (RyR) → são ativados por Ca++, sofrem ativação por meio de vários 
fármacos (cafeína, heparina e rianodina). O numero de receptores de rianodina se reduz com a 
isquemia. 
o A modulação dos RyR é realizada por varias proteínas. A CaM liga-se a ele e afeta a abertura do 
canal, diminuindo sua sensibilidade ao Ca++. 
o A PKA fosforila o RyR e acelera a liberação de cálcio do reticulo 
o Receptor de IP3 
COMPARTIMENTO F 
o Corresponde al cálcio mioplasmatico → atua sobre a troponina e desencadeia interação entre as 
proteínas contrateis. 
o O cálcio mioplasmatico constitui o pont de convergência final dos demais locais 
o A capacidade das células de tamponar o cálcio mioplasmatico é limitada → pode ser vencida pelo 
excesso de cálcio 
INFLUENCIA DA TROCA SODIO-CALCIO NA CONTRATILIDADE 
o A interação de Na+ e Ca++ mostra um aumento de força de contração ventricular 
o A diminuição da concentração de Na+ aumenta a quantidade de locais aniônicos livres → isso acarreta no 
influxo de cálcio, porém, após alguns minutos, a força declina 
o Em células miocárdicas em repouso, a troca Na+/Ca++ criaria uma corrente despolarizante 
o Durante a despolarização, a troca de Na+/Ca++ se inverte e contribui para a elevação do Ca++ 
o Com a repolarização, o Ca++ passa a ser retirado da célula e contribui para a sua diminuição 
ALTERAÇÃO DO Na+ INTRACELULAR E VARIAÇÃO DE FREQUÊNCIA 
o Depende do mecanismo de troca de Na+/Ca++ → causa efeito ionotropico positivo → aumento de 
frequência cardíaca 
o O numero de despolarizações por unidade de tempo depende da entrada da Na+ → isso provoca a 
elevação do sódio intracelular e reduz a velocidade da troca Na+/Ca++ → aumenta o cálcio 
mioplasmatico 
o O aumento de Na+ intracelular faz crescer a força desenvolvida e diminui parâmetros temporais da 
contração. 
Amanda Lima – Med UFES 103 
AUMENTO DE SODIO INTRACELULAR POR INIBIÇÃO DA BOMBA DE Na+/K+ 
o Determina o aumento da Na+ pois a extrusão do sódio diminui ou cessa. 
o Com o crescumento da Na+ intracelulat, reduz-se a troca Na+/Ca++ → resulta em um aumento da força 
desenvolvida 
o Queda do K+ extracelular reduz a atividade da bomba e provoca o aumento do Na+ → força se eleva 
devido ao aumento do Ca++ 
TROCA Na+/Ca++ COMO GERADORA DE CORRENTE DESPOLARIZANTE NA GÊNESE DE 
MARCA-PASSOS ECTOPICOS 
o Calcio elevado no mioplasma estimula a troca de sódio e cálcio 
o Essa troca é eletrogenica e gera correntes despolarizantes 
o Pesquisas indicam que essa troca pode ser responsável pela gênese de marca passos ectópicos durante 
uma sobrecarga intracelular de Ca++ 
o O excesso de Ca++ estimularia a troca dessa bomba e geraria correntes despolarizantes que, atingindo 
magnitude adequada, disparariam a atividade marca-passo. 
o Mecanismos fisiopatológicos podem ter como base a troca dessa bomba. 
o Atenção especial deve ser dada a medicamentos que alteram as concentrações intracelulares de Na+ e 
Ca++ 
MECANISMOS ENVOLVIDOS NA REGULAÇÃO DA CONTRATILIDADE MIOCARDICA 
o Existem 3 maneiras de modular a força de contração: 
o Pela alteração de Ca++ livre intracelular 
o Pela mudança da sensibilidade dos miofilamentos contrateis ao cálcio 
o Pela mudança na força máxima ativada por cálcio 
o Podem ser ativados ao mesmo tempo ou isoladamente 
o A elevação do Ca++ pode trazer prejuízo funcional para a célula e até mesmo a sua morte. 
o O aumento desse ion pode levar a uma sobrecarga de cálcio → provoca uma sobrecarga no reticulo 
sarcoplasmático e causa liberação espontânea de Ca++ no mioplasma → colabora com o surgimento de 
correntes arritmogênicas 
o O aumento da concentração intracelular de cálcio promove um crescimento da força de contração → é 
responsável pela elevação do consumo metabólico → aumenta o consumo de energia no miocárdio 
o Considerando a energia metabólica consumida, é mais vantajoso para aa célula aliar maior produção de 
força a menores modificações nos níveis de Ca++ 
o Existem evidencias de que algumas intervenções ionotropicas são capazes de melhorar a eficiência da 
maquinaria contrátil → assim, o aumento de força não requer necessariamente maior consumo de 
energia 
o Uma possível desvantagem dos agentes que aumentam a sensibilidade do sistema contrátil ao Ca++ é o 
crescimento da tensão e demorando no processo de relaxamento → isso pode prejudicar o enchimento 
ventricular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Amanda Lima – Med UFES 103 
ASPECTOS MOLECULARES DA MODULAÇÃO DA SENSIBILIDADE DOS MIOFILAMENTOS AO 
CALCIO PELA AFINIDADE DA TROPOMIOSINA C 
o A modulação da sensibilidade dos miofilamentos ao cálcio pode ocorrer de duas maneiras: 
o No filamento fino, pela modificação na afinidade da TnC 
o No filamentogrosso, pela fosforilação da cadeia leve fosforilável da miosina 
FILAMENTOS FINOS 
o Não são meros escravos dos níveis citoplasmáticos de Ca++ 
o Estão envolvidos ativamente no controle da função cardíaca por meio de mecanismos neurais, hormonais 
e via mecanismo de Frank-Starling 
o Esse mecanismo gera uma condição que aumenta a sensibilidade da maquinaria contrátil ao Ca++ 
o Outras situações podem diminuir a sensibilidade → acidose, aumento do fosfato inorgânico intracelular, 
hipóxia, anoxia e elevação de proteinoquinases (PKA) 
o Isso demonstra a ampla capacidade de determinadas intervenções fisiológicas ou fisiopatológicas para 
modularem a responsividade do sistema contrátil ao Ca++ 
o Mudança na sensibilidade ao cálcio: 
o Aumento na sensibilidade ao Ca++ →provocam maior força para dada concentração. O 
relaxamento fica prejudicado, pois para as menores (?) concentrações de cálcio, a ligação da TnC 
é maior 
o Redução da sensibilidade → diminuem a força para determinada concentração de Ca++. 
Aceleram a velocidade de relaxamento 
o A alteração na ocupação da TnC pelo cálcio parece ser o mecanimo mais conhecido para alterar a 
sensibilidade a este ion 
INTERVENÇÕES QUE AFETAM A RESPONSIVIDADE MIOFIBRILAR AO CALCIO 
o Estimulação alfa e beta adrenérgico 
o Mudança na isoenzima da miosina 
o Fosfato inorgânico 
o pH intracelular 
o hipóxia e isquemia 
o sensibilizadores naturais e sinestésicos 
o estiramento 
ESTIMULAÇÃO ALFA E BETA ADRENERGICA 
o Agentes ionotropicos como os agonistas beta adrenérgicos → aumentam o AMPc → ativam a PKA → 
fosforilam a TnI 
o Esse mecanismo envolve interações alostericas entre as proteínas do filamento fino e reduz a afinidade d 
TnC pelo cálcio 
o Agonistas desses receptores são capazes de promover efeito ionotropico positivo pela entrada de cálcio 
o Isso acontece pela fosforilação de canais de cálcio voltagem-dependentes → também ocorre aumento de 
frequência cardíaca 
o Mais cálcio vai entrar a célula durante o processo de acoplamento excitação-contração, porém mais 
cálcio terá que ser expulso em um menor período de tempo 
o Aumento de AMPc tem uma serie de efeitos sobre o coração: aumenta a força de contração, aceleram o 
relaxamento muscular, aumentam a velocidade de condução do impulso elétrico e elevam a frequência 
cardíaca 
o Os alfa adrenérgicos além de aumentarem o cálcio intracelular, via subida de IP3 também aumentam a 
afinidade do sistema contrátil ao cálcio 
Amanda Lima – Med UFES 103 
FOSFATO INORGÂNICO 
o O Pi é mantido em concentrações baixas, apesar de estar continuamente sendo produzido pela quebra 
de ATP. 
o O Pi é um dos maiores reguladores da produção de ATP mitocondrial → se o Pi aumenta, a produção de 
ATP a partir de ADP + Pi se acelera 
o Sistemas reguladores internos mantêm certa constância nos níveis, por exemplo, quando o trabalho 
cardíaco dobra, o Pi se eleva, porém, a eficiência do sistema circulatório torna-se falha durante a 
isquemia cardíaca. 
o Durante a formação das pontes cruzadas e geração de força muscular, a miosina se liga ao monômero de 
actina, havendo liberação de Pi. 
o A presença de mais Pi deslocaria o equilíbrio no sentido contrario da produção da força. → resulta na 
redução do numero de pontes cruzadas passiveis de gerar força muscular 
MUDANÇA NO pH INTRACELULAR 
o O transporte transmembranal de H+ regula o pH intracelular 
o O pH pode variar em certas condições de acidose 
o A causa da acidose pode ser fisiológica, farmacológica ou mesmo patológica 
o Essas variações podem afetar muitos sistemas celulares, incluindo as bombas e os canais iônicos de 
membrana 
o Durante a acidose, não apenas o numero de pontes cruzadas está reduzido, mas também reduz a 
eficiência da contração muscular em termos de força produzida por molécula de ATP consumida 
EFEITOS DA HIPOXIA E DA ISQUEMIA 
o Deve-se ao aumento dos níveis de cálcio subsequente à acidose 
o Durante a primeira exposição à anoxia → quebra dos estoques de glicogênio eleva a produção de acido 
lático e a acidose resultante aumentaria o cálcio 
o Em exposições repetidas → diminui os estoques de glicogênio e reduz o acido lático, caindo a acidose e o 
cálcio. A depleção do glicogênio reduz a duração dos PAs e isso também diminui a concentração de Ca++ 
o A afinidade da troponina ao cálcio está diminuída na acidose 
SENSIBILIZADORES NATURAIS E SINTETICOS 
o Cafeína é um agente sensibilizador dos miofilamentos ao cálcio → ela mimetiza a ação de substancias 
endógenas 
o Compostos que aumentam a sensibilidade do sistema contrátil ao cálcio geralmente dispõem-se também 
de outras ações. 
o Sulmazol → afeta tanto a concentração do cálcio quanto a responsividade dos miofilamentos 
MECANISMO DE FRANK-STARLING 
o Desenvolve a função de uma bomba ejetora com capacidade de regular seu debito 
o É capaz de controlar seu estado contrátil dentro de uma larga escala 
o Se baseia na propriedade fundamental do musculo de variar sua capacidade de encurtar e desenvolver 
tensão em função de seu comprimento de repouso 
o Esse conceito estabelece que o volume sanguíneo que entra para a cavidade ventricular será ejetado, 
garantindo que o retorno venoso seja igual ao debito cardíaco 
o Esse mecanismo pode ser considerado como uma resposta adaptativa funcional a curto prazo, onde a 
dilatação causada pelo aumento do retorno venoso eleva a contratilidade miocárdica 
 
Amanda Lima – Med UFES 103 
MECANISMOS ENVOLVIDOS NA GENESE DA FORÇA MUSCULAR 
FATORES FISICOS 
o O comprometimento muscular governa o formato das fibras e a disposição das estruturas internas 
o A redução da força contrátil é devida à interações inadequadas entre os miofilamentos. Também pode 
ser decorrente do surgimento de forças internas despertadas pelos conflitos entre filamentos finos que 
se opõem à força que se estabelece no sentido da contração 
EFEITOS DA ATIVAÇÃO 
o A ativação do sistema contrátil depende do comprimento muscular em repouso. 
o A força de contração pode ocorrer de duas maneiras principais: 
o Liberação de cálcio no mioplasma dependente de estiramento 
o Mudanças na sensibilidade dos miofilamentos ao cálcio 
LIBERAÇÃO DE CALCIO DEPENDENTE DE ESTIRAMENTO 
o Com o estiramento, poderia ocorrer variação na magnitude do transiente rápido de cálcio, iniciando uma 
contração muscular. 
 
Um possível mecanismo que explicaria as alterações estiramento-dependentes poderia ser devido ao 
efeito do estiramento nas propriedades físicas das estruturas da membrana sarcolemal. 
A deformação destas dobras foi obtida com o aumento do comprimento muscular, o que poderia levar 
a alterações no estado funcional de canais, bombas, carreadores e receptores contidos nas cavéolas, 
ativando mecanismos que poderiam mediar o efeito do estiramento sobre o fluxo iônico transarcolemal. 
 
 
MUDANÇAS NA SENSIBILIDADE DIS MIOFILAMENTOS AO CALCIO 
o há evidências de que a redução da ativação das miofibrilas pelo Ca2+, decorrente da diminuição do 
comprimento do sarcômero em repouso, deve-se à concomitante redução na sensibilidade das 
miofibrilas para este íon. 
o Este fenômeno representa uma propriedade intrínseca da miofibrila cardíaca e é extremamente 
importante na relação comprimento-tensão do sarcômero. 
o Mais recentemente, uma teoria com grande aceitação propõe que o comprimento do sarcômero 
interfere na sensibilidade ao cálcio → devido a mudanças no espaço entre os filamentos finos e grossos. 
→ aumentando a probabilidade de formação de fortes pontes actomiosínicas 
 
CONTRAÇÃO ISOMETRICA 
o O musculo tem suas extremidades fixas, e ao ser estimulado contrai-se, gerando força. Mas o músculo 
não se encurta. 
o Os sarcômeros encurtam-se sem haver o encurtamento externo 
 
CONTRAÇÃO ISOTONICA 
o É uma contração em que o músculo faz contra uma carga constante. 
o A força gerada torna-se igual à carga. O musculo encurta-se, movimentando a carga → o encurtamento 
diminui com o aumento dacarga suportada pelo músculo. 
o Também se observa que a velocidade máxima de encurtamento se reduz com o aumento de carga