Músculo cardíaco

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Lavínia Nogueira Cruz
Múscul� cardíac�:
A função do coração é bombear o sangue
pelo sistema circulatório por intermédio da
contração muito organizada das células
musculares cardíacas. Especificamente,
essas células conectam-se entre si para
formar um sincício elétrico, com fortes
conexões elétricas e mecânicas entre as
células de ação iniciadas em região
especializada é capaz de passar
rapidamente por todo o coração,
buscando facilitar a contração
sincronizada das células musculares
cardíacas.
O sincício faz conexão mecânica e elétrica,
fazendo com que um único potencial de ação
(gerado no interior do nó sinoatrial) curse por
todo o coração, de maneira que este se
contraia de modo sincrônico, semelhante a
ondas.
Organizaçã� básic� da� célula�
musculare� cardíaca�:
As células cardíacas conectam-se umas
às outras por discos intercalares, que
incluem a combinação de junções
mecânicas e conexões elétricas. As
conexões mecânicas, que evitam que as
células se soltem quando se contraem,
abrangem as junções de aderência e os
desmossomos. Por outro lado, as
junções comunicantes (gap) entre as
células musculares cardíacas formam
conexões elétricas, permitindo a
propagação do potencial de ação por todo
o coração.
Nas células musculares cardíacas, a
organização básica dos filamentos
grossos e finos é parecida com a dos
músculos estriados.É possível ver que as
bandas claras e escuras se repetem e
representam as bandas I e A,
respectivamente. A linha Z divide a banda
I e representa o ponto de aderência dos
filamentos finos. A região entre duas
linhas Z adjacentes representa o
sarcômero, que é a unidade contrátil da
célula muscular. Os filamentos finos são
compostos por actina, tropomiosina e
troponina e estendem-se para o interior
da banda A. Esta é constituída por
filamentos grossos, com certo grau de
sobreposição de filamentos finos. Os
filamentos grossos são compostos por
miosina e estendem-se do centro do
sarcômero em direção às linhas Z.
Os filamentos de miosina são formados
por moléculas de miosina dispostas em
posição cauda-cauda, no centro do
sarcômero, seguida por associação
cabeça-cauda, quando o filamento grosso
estende-se para a linha Z. Desse modo, o
filamento de miosina é polarizado e
preparado para puxar os filamentos de
actina para o centro do sarcômero. Corte
transversal do sarcômero, próximo à
extremidade da banda A, mostra que
cada filamento grosso é circundado por
seis filamentos finos e cada filamento fino
recebe ligações das pontes cruzadas de
três filamentos grossos. Essa disposição
complexa de filamentos grossos e finos
ajuda a estabilizar os filamentos durante a
contração muscular.
A titina âncora os filamentos grossos (miosina)
às linhas Z. Sendo atribuída a ela a função de
impedir o estiramento excessivo do sarcômero
Acredita-se, também, que a titina colabore
para a capacidade do músculo cardíaco de
aumentar a força sob estiramento.
O músculo cardíaco contém tecido
conjuntivo abundante. Isso ajuda a
prevenir a ruptura muscular, bem como o
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estiramento excessivo durante os
períodos de aumento do retorno venoso.
Ex: Durante o exercício intenso, o retorno
venoso pode aumentar muito. No entanto, o
coração é capaz de bombear esse volume
extra de sangue para o sistema arterial, com
apenas pequenas mudanças no volume
ventricular. Embora a abundância de tecido
conjuntivo no coração limite seu estiramento
durante os períodos de aumento do retorno
venoso, mecanismos reguladores adicionais
auxiliam-no a bombear o sangue extra que
recebe. De modo oposto, se o coração for
excessivamente estirado, espera-se que a
capacidade contrátil das células musculares
cardíacas diminua (por causa do decréscimo
da sobreposição dos filamentos grossos e
finos), resultando, assim, em bombeamento
insuficiente, aumento da pressão venosa e,
talvez, em edema pulmonar.
A hipertrofia cardiomiopática familiar
(HCF) é a causa de morte súbita em
adultos saudáveis. Está associada a
defeitos genéticos em várias proteínas
dos sarcômeros cardíacos, incluindo a
miosina, a troponina, a tropomiosina e a
proteína C de ligação à
miosina-proteína estrutural localizada
no meio da banda A do sarcômero. A
HCF é uma doença autossômica
dominante, e estudos transgênicos
indicam que a expressão de apenas
pequena quantidade da proteína
mutada pode resultar no
desenvolvimento do fenótipo
cardiomiopático. Além disso, a mutação
de aminoácido único, na molécula de
miosina, é suficiente para provocar
HCF. No entanto, a patogênese da HCF
é variável, no que concerne a início e
gravidade, mesmo em uma família com
um só defeito genético, sugerindo a
presença de loci modificante.
Control� d� atividad� d� múscul�
cardíac�:
O músculo cardíaco é um músculo
involuntário, com marcapasso intrínseco.
O marcapasso representa células
especializadas (localizada no nó sinoatrial
do átrio direito), que é capaz de
despolarizar-se espontaneamente e gerar
potenciais de ação. Uma vez que
determinada célula se despolarize
espontaneamente e inicie um potencial de
ação, esse propaga-se então, por todo o
coração (pelas vias especializadas de
condução e contato célula-célula).
Portanto, é necessária, apenas, a
despolarização de uma célula para iniciar
uma onda de contração no coração.
Quando um potencial de ação é iniciado
no nó sinoatrial, propaga-se pelas células
atriais por meio das junções
comunicantes, bem como por fibras
especializadas de condução, no átrio. O
potencial de ação passa por todo o átrio.
Para atingir os ventrículos, o potencial
deve passar pelo nó atrioventricular, em
seguida por todo o ventrículo por vias de
condução especializadas (feixe de His e
sistema de Purkinje) e junções
comunicantes, nos discos intercalares de
miócitos cardíacos adjacentes. Essa
condução rápida promove a contração
quase sincrônica das células musculares
cardíacas.
● Acoplamento
Excitação-Contração
O coração requer Ca++ extracelular para
contrair-se. Assim, um coração isolado
continua a bater, quando perfundido com
solução salina fisiológica, oxigenada,
morna mas cessa os batimentos na
ausência de cálcio. A ausência de
contrações em meio deficiente de cálcio é
observada, também, em corações
estimulados eletricamente, demonstrando,
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portanto, a importância do cálcio
extracelular para a contração do músculo
cardíaco.
A longa duração do potencial de ação do
músculo cardíaco decorre da lenta
corrente de cálcio para o interior, através
do canal de cálcio tipo L
voltagem-dependente, no sarcolema. A
quantidade de cálcio que entra na célula
muscular cardíaca é relativamente
pequena e serve como gatilho para a
liberação de cálcio do RS. Na ausência
dele, ainda é possível iniciar o potencial
de ação no músculo cardíaco, embora
seja de duração mais curta e incapaz de
iniciar uma contração. Portanto, o influxo
de cálcio, durante o potencial de ação, é
fundamental para provocar a liberação de
cálcio do RS e, assim, iniciar a contração.
O canal de cálcio é composto por cinco
subunidades. A subunidade alfaj é
denominada receptor de diidropiridina
(DHPR), porque liga-se a fármacos
bloqueadores de canal de cálcio da classe
das diidropiridinas.
Em cada sarcômero do músculo cardíaco,
as regiões terminais do RS localizam-se
ao lado dos túbulos T e do sarcolema.
Essas regiões funcionais são ricas em
receptores de rianodina (RYRs; canais
de liberação de cálcio do RS). O RYR é
um canal de cálcio , cálcio-dependente,
de modo que o influxo de cálcio, durante o
potencial de ação, é capaz de iniciar a
liberação de Ca++ do RS do músculo
cardíaco.
Regulaçã� d� forç� d� contraçã�:
➔ Cálcio intracelular
O coração desenvolveu estratégias
alternativas para aumentar a força de
contração. O longo potencial de ação no
músculo cardíaco, decorrente da ativação
do canal de Cálcio voltagem-dependente,
resulta em longo período refratário.
Entretanto, a modulação do influxo de
Cálcio durante o potencial de ação,
propicia, ao coração, o mecanismo que
altera a concentração de cálcio citosólica
e, portanto, sua força de contração.
O aumento da concentraçãode cálcio
intracelular transitória e da força de
contração ocorre em resposta à
estimulação simpática. A estimulação
simpática ocorre durante períodos de
excitação ou de medo e envolve a
ativação de receptores beta-adrenérgicos
no coração, pela norepinefrina ou
epinefrina. O agonista beta-adrenérgico
isoproterenol provoca aumento drástico
da quantidade de cálcio intracelular,
levando como consequência, à contração
mais potente. O aumento na força de
contração é denominado inotropia
positiva. Em geral, ocorre também,
aumento da velocidade de relaxamento
que acompanha essa estimulação
beta-adrenérgica, que resulta em
contração mais curta. A elevação da
velocidade de relaxamento muscular é
chamada de lusitropia positiva. A
frequência das contrações cardíacas
aumenta, ainda, com a estimulação
beta-adrenérgica e recebe a
denominação de cronotropia positiva.
➔ Agonistas beta-adrenérgicos
No coração, o aumento dos níveis do
hormônio da medula suprarrenal, a
epinefrina, ou do neurotransmissor
simpático norepinefrina ativa os
receptores beta-adrenérgicos nas células
musculares cardíacas, que, por sua vez,
ativam a adenilato ciclase, aumentando o
AMPc e promovendo, assim, a
fosforilação AMPc-dependente das
numerosas proteínas nas células
musculares cardíacas.
➔ Estiramento
O estiramento do coração aumenta a
força de contração e é um mecanismo
intrínseco para a regulação da força
contrátil. In vivo, o estiramento ocorre
durante situações de aumento do retorno
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venoso, do sangue para o coração (p. ex.,
durante o exercício ou quando a
velocidade cardíaca diminui, ou ambos). A
lei do coração de Frank-Starling refere-se
à capacidade do coração de elevar sua
força de contração, quando estirado, o
que ocorre nas situações de aumento do
retorno venoso
Metabolism� d� múscul�
cardíac�:
A miosina usa a energia do ATP para
gerar força, de modo que o estoque de
ATP, que é pequeno, deve ser
continuamente reposto. Essa reposição é
efetuada pelo metabolismo aeróbico, que
inclui a oxidação de gorduras e
carboidratos. Durante situações de
isquemia, o estoque de fosfato de
creatina, que se converte em ADP ou
ATP, pode diminuir. Quando o músculo
cardíaco é completamente privado de
oxigênio,, em razão de oclusão de vaso
coronário, as contrações cessam
rapidamente. Isso não se deve à depleção
do ATP ou do fosfato de creatina, já que
seus níveis declinam mais lentamente.
Mesmo após 10 minutos de isquemia por
interrupção do fluxo, quando os níveis de
fosfato de creatina estão perto de zero e
apenas 20/6 do ATP permanece, a
reperfusão pode restaurar esses
depósitos de energia, bem como a
capacidade contrátil. Entretanto, a
isquemia, com prolongamento da
interrupção do fluxo por 20 minutos,
resulta em diminuição mais significativa
do ATP, de maneira que a reperfusão
apresenta efeito menos considerável,
com, apenas, restauração limitada dos
níveis de ATP e de fosfato de creatina ou
atividade contrátil.
Hipe�trofi� d� múscul� cardíac�:
O coração hipertrofiado entrega o melhor
desempenho cardíaco, avaliado pelo
aumento da ejeção do débito sistólico,
aumento do consumo de oxigênio e
relaxamento preservado. Portanto o
"coração de atleta" representa exemplo de
"hipertrofia fisiológica", com efeitos
contráteis benéficos.
Ao contrário, se exposto à sobrecarga
crônica de pressão, o coração pode
desenvolver hipertrofia ventricular
esquerda concêntrica ou a hipertrofia
ventricular esquerda dilatada, com
consequentes prejuízos funcionais.
A hipertrofia concêntrica caracteriza-se
pelo espessamento da parede do
ventrículo esquerdo e representa
hipertrofia compensatória para a carga
aumentada. A hipertrofia dilatada é
caracterizada pelo aumento do volume
ventricular (volume diastólico final).
Ambas as hipertrofias ventriculares
esquerdas, a concêntrica/compensatória e
dilatada, apresentam diminuição da
resposta contrátil à estimulação
beta-adrenérgica, limitando a reserva
contrátil. Na hipertrofia ventricular
esquerda dilatada, a função contrátil
normal e a resposta de Frank-Starling
podem estar prejudicadas.