Eletrofisiologia cardíaca

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Eletrofisiologia Cardíaca
Referências: Fisiologia de Berne & Levi
Eletromorfologia do Coração
 (
Feixes das células de Purkinje
) (
Feixes de His
) (
Nó sino-atrial
) (
Nó atrioventricular
)
 A nível macroscópico a estimulação elétrica responsável pelo funcionamento do coração, se inicia com a auto estimulação de células cardíacas não contráteis, excitáveis e auto-rítmicas do nó sinoatrial (marca passo do coração) que gera um potencial elétrico, este que é conduzido aos átrios, e propagado por feixes de fibras finas que chegam até o nó atrioventricular, e é conduzido a partes dos ventrículos, e é posteriormente retransmitido para os feixes de His, estes que propagam esse potencial para o miocárdio e as paredes dos ventrículos e para as fibras de Purkinje, essas que realizaram a condução desse potencial para toda a periferia do coração. Essa integração na condução do potencial de ação (sincício) é que garante a presença de um ritmo cardíaco e o antiparalelismo dos movimentos entre átrios e ventrículos que asseguram a condução do sangue, além disso, a organização das fibras de Purkinje, do ápice para a base do coração, garante que a condução do impulso de contração se dê de baixo para cima no ventrículo criando uma força de impulso para cima durante a contração que é fundamental para que o processo de ejeção ventricular ocorra. A nível microscópico a geração desse potencial se dá com uma serie de mecanismos celulares de que envolve canais de membrana, e os movimentos e concentrações dos íons nos meios intra e extracelular. 
OBS: O nó sinoatrial assume esse papel como marca passo cardíaco, pois tem uma freqüência maior na realização desse ciclo de despolarização e repolarização sendo o primeiro a transmitir esse estímulo, contudo se ele chegar a falhar o nó atrioventricular pode assumir essa função, mas assume de forma deficiente com uma contração mais demorada, com batimentos mais lentos e mais fracos. 
Potencial de ação cardíaco
Dentro do coração há dois tipos de potencial de ação o potencial de resposta lenta que é o apresentado nos nós cardíacos (sinusal e atrioventricular) e o potencial de resposta rápida que é apresentado nos cardiomiócitos de átrios, ventrículos e nas fibras e feixes especializados (His e Purkinje). O potencial de resposta rápida tem uma despolarização imediata, tem uma velocidade de despolarização e amplitude de potencial de ação maior, e seu potencial de repouso é mais negativo. Já a resposta lenta tem uma despolarização mais devagar, não possuem a fase inicial de repolarização seu potencial de ação se propaga mais lentamente e a condução é mais facilmente bloqueada que no tecido de resposta rápida, pois o período refratário vai compreender as fases 0 a 3, diferente da resposta rápida que vai da fase 1 a 3. A condução lenta e uma tendência a bloqueios aumentam a probabilidade de ocorrência de alguns distúrbios do ritmo e de resposta lenta.
 
Potencial de resposta rápida
 Na resposta rápida para se produzir um potencial de ação, o estimulo tem que atingir um limiar de ação que modifique o potencial da célula, segundo a lei do tudo nada, caso ele não seja atingido nada ocorre. Inicialmente a célula estará em repouso, quando ele recebe o estimulo e os canais de sódio se abrem e começa a haver um influxo de íons positivos pelas junções comunicantes dos discos intercalares dos cardiomiócitos, esse influxo cria um potencial graduado que varia de (-90mV para -65 mv) quando chega aos -65 mv o limiar é atingido, e os canais rápidos de sódio ativados por voltagem são ativados e se abrem e há um grande influxo de sódio que gera a despolarização, essa fase é chamada despolarização rápida (fase 0 no gráfico). Essa despolarização se continua até que o limiar de +20mv é atingido nesse ponto os canais de sódio ficam inativos (não permitindo a passagem do sódio por uma mudança de conformação), e têm se assim o inicio do período refratário absoluto, pois o influxo de sódio é bloqueado, e inicia-se a repolarização e os canais de potássio dependentes de voltagem começam a se abrir e há um pequeno efluxo de potássio, tendo uma repolarização inicial rápida ( fases 1 no gráfico). 
Após isso, ainda no período de repolarização, os canais de cálcio do tipo L (dependentes de voltagem) se abrem e o cálcio adentra a célula, a voltagem não se altera inicialmente, pois esses canais se abrem lentamente, com isso tem se uma repolarização lenta, pois há um equilíbrio, a medida que está acontecendo a saída do potássio há a entrada do cálcio, essa fase é a fase 2 representada no gráfico e é conhecida como o platô do potencial de ação, é durante essa fase que há o pico da contração miocárdica. Posteriormente, nesse ponto os canais de cálcio não conseguem mais, compensar a saída de potássio, pois a -20mv os canais de cálcio do tipo L são fechados e a quantidade de canais de potássio aberto excede a quantidade de canais de cálcio, ou seja, a saída de potássio tende por exceder a entrada de cálcio, gerando o processo de repolarização, representada pela fase 3 do gráfico, esse processo se dá até a célula atingir a voltagem de -90mV, que é quando se dá o retorno ao estado de repouso por ação da bombas que vão agir na membrana e no reticulo sarcoplasmático (bomba de cálcio), principalmente da bomba de sódio e potássio (Na+,K+-ATPase), que coloca o sódio para fora e o potássio para dentro da célula, reequilibrando as coisas e colocando a célula novamente em seu estado de repouso, isso até que um novo estimulo se reinicie o processo. 
OBS: O estado fechado dos canais de sódio dependente de voltagem difere do estado inativo, o estado inativo o canal é indiferente a variações de potencial, ele não responde a variação de potencial, e no estado fechado como se encontra na repolarização, ele resiste mais pode sim, responder a mudanças no potencial e isso é muito importante, porque garante que somente um estímulo despolarizante aconteça/ seja conduzido por vez, esse período em que os canais de sódio estão inativos é chamado de período refratário efetivo ou absoluto (fase 1 a 3, no gráfico). Já quando os canais saem da sua forma inativa e caminham para sua forma fechada é um período chamado período refratário relativo (fase 3 a 4, no gráfico). No período refratário absoluto, todos os canais de sódio estão inativos (fase 1 a 3 no gráfico, entre +20 mV e -65mV), já no período refratário relativo alguns canais de sódio estão inativos outros estão apenas fechados (fase 3 a 4 no gráfico). 
OBS: No coração há dois tipo de canais de cálcio tipo L e tipo T, ambos são dependentes de voltagem e ambos são ativados durante a despolarização mesmo que só sendo abertos já na repolarização, os canais de cálcio do tipo L são canais mais lentos e mais abundantes no coração, e os canais de cálcio tipo T são canais que se abrem mais rapidamente e são inativados mais rapidamente também, são ativados em potenciais mais negativos (cerca de –70 mV) que os canais do tipo L, sendo abertos já na repolarização no período refratário relativo (fase 3 a 4, no gráfico). 
OBS: O músculo cardíaco tem o potencial de ação e um potencial refratário mais longo que o músculo esquelético, sendo mais difícil para ele entrar em tetania (contração persistente do músculo cardíaco por estimulo de despolarização constante). Isso por que o período refratário coincide com a contração muscular, ou seja, o estimulo gerado pra colocar o músculo na contração de tetenia é mais dificilmente processado já que no período refratário os canais de sódio estão inativos e as células resistem a uma nova despolarização. 
 
Fases do potencial de ação rápido
· Fase 0: Despolarização, a célula em repouso recebe o estimulo, cria um potencial graduado, atinge o limiar e despolariza pelo influxo de sódio. 
· Fase 1: Repolarização inicial rápida, o influxo de sódio cessa pela inativação dos canais de sódio, os canais de cálcio tipo L se abrem e inicia-se a repolarização.
· Fase 2: Fase de platô, os canais de potássio se abrem e há um efluxo depotássio esse é compensado pela entrada do cálcio, um equilíbrio é mantido.
· Fase 3: Repolarização lenta, o equilíbrio entre cálcio e potássio acaba, pois os canais de cálcio tipo L se fecham e os de potássio continuam aberto gerando um grande efluxo de potássio, durante esse período os canais do tipo T se abrem rapidamente para contrabalancear a saída de potássio, mas logo se fecham.
· Fase 4: Repouso, o potencial da célula atinge o limiar mínimo e os canais de potássio se fecham, e por ação das bombas o equilíbrio iônico é restabelecido. 
Correntes no potencial
Dentro do potencial de ação com a circulação dos íons, além da existência de um gradiente químico há também um gradiente elétrico que também influencia no potencial da célula, esses dois podem ou não está em um mesmo direcionamento dentro da célula dependendo da fase que estarão na curva do potencial. 
ito – corrente transiente de efluxo iK – correntes retificadoras tardias iK1 – corrente retificadora de influxo
Canais e correntes no potencia 
· Fase 0: Canais rápidos de sódio
· Fase1: ITO
· Fase 2:ITO e IK’S (IKR e IKS)
· Fase 3:IK1
· Fase 4: IK1
Potencial de ação de resposta lenta
Esse potencial acontece nos nós cardíacos, e consistem em quatro componentes principais: despolarização (fase 0), platô (fase 2), repolarização (fase 3) e repouso (fase 4), nessa resposta despolarização é bem menos rápida, pois os canais de sódio que compõem essas célula são canais de sódio do tipo lento, e também não há repolarização inicial (fase 1) e o platô é menos longo e manos estável e sua transição para a repolarização não é tão distinta, isso por que há canais de potássio e cálcio do tipo rápido e sua abertura rápida não permite a criação de picos na curva do potencial. 
Fases
· Fase 0- despolarização lenta pela entrada lente de íons sódio pelos canais de sódio tipo lento.
· Fase 2- abertura dos canais de cálcio e potássio do tipo rápido que geram o platô.
· Fase 3- os canais de cálcio se fecham e há um grande efluxo de potássio pelos canais rápidos de potássio para fora da célula gerando a repolarização, nesse ponto também inicia a abertura dos canais de sódio lentos que vão ter pouco efeito no potencial aqui, só se abrindo totalmente já na próxima despolarização.
· Fase 4- é a fase de repouso da célula onde os canais de potássio se fecham e as bombas agem para restaurar a homeostasia celular.
Regulação da condução do potencial de ação 
Esse processo de regulação pode ser feito por mecanismos intrínsecos e extrínsecos. Os mecanismos extrínsecos dizem respeito ao sistema endócrino e ao sistema nervoso com ação vagal, no sistema nervoso o sistema simpático vai agir estimulando o aumento dos batimentos fazendo com que esse processo de despolarização e repolarização seja mais frequente e mais rápido, por ação de neurotransmissores que atuam na permeabilidade da célula ao cálcio e ao sódio aumentando a velocidade de despolarização e repolarização, tendo uma contração mais potente (inotropia positiva), uma maior velocidade de relaxamento, que resulta em contração mais curta (lusitropia positiva), aumento da velocidade de condução (dromotrópico positivo) e um aumento da frequência das contrações cardíacas (cronotropia positiva). O sistema parassimpático vai atuar de forma oposta (inotropia negativa, lusitropia negativa e dromotrópia negativa), seus neurotransmissores vão atuar reduzindo a permeabilidade ao cálcio, estimulando a entrada de potássio na célula pela abertura de canais de potássio, com isso há uma despolarização mais lenta, a redução da freqüência cardíaca, diminuição do débito cardíaco (redução da força de contração do átrio), vasodilatação generalizada (mediada pelo NO) e queda da pressão arterial. No sistema endócrino (humoral) a ação de hormônios como a adrenalina vão agir estimulando esse processo aumentado a freqüência cardíaca, a vasodilatação central, que vai influenciar no ciclo de despolarização e repolarização fazendo o acontecer mais frequentemente e mais rapidamente.
Os mecanismos intrínsecos são o próprio sistema de condução, mecanismos de estiramento (lei de Frank-Starling) e o hormônio polipeptídeo atrial natriurético. O sistema de condução faz a regulação produzindo impulsos mais fortes ou mais fracos, com ajustes no marca-passo cardíaco a cada situação como situações de exercício físico extenuante vai ter uma estimulação maior, situações de sono ou saciedade vai haver uma estimulação menor. No mecanismo de estiramento cardíaco a redução da distancia entre as fibras cardíacas faz com que a força de contração aumente e o aumento dessa força de contração implica num platô mais demorado, uma retenção maior de cálcio intracelular. O hormônio polipeptídeo atrial natriurético vai agir dentro e fora do coração no coração regulando o debito cardíaco estimulando a vasodilatação e fora estimulando diurese, natriurese, mecanismo em que ele exerce influência sobre a aldosterona para fazer regulação na pressão sanguínea. 
Conexão com o ciclo cardíaco
A despolarização rápida (fase 0) precede o desenvolvimento da força de contração integra a sístole, e a repolarização completa, coincide aproximadamente, com o pico de força, platô ou seja na contração período se sístole ventricular. O relaxamento do músculo ocorre, entre a fase 3 a fase 4 do potencial de ação, período de diástole ventricular. A duração da contração é equivalente, em condições normais, à duração do potencial de ação, de 0 a 2 seria a sístole e 3 e 4 a diástole, isso considerando a resposta rápida.
Gráfico do potencial de resposta lenta no Nó Sinoatrial
Olhar clínico: 
O canais de sódio dependente de voltagem podem ser bloqueados pela toxina do baiacu, tetrodotoxina. Além disso, muitos fármacos usados para tratar certos distúrbios do ritmo cardíaco (arritmias cardíacas) atuam pelo bloqueio desses canais rápidos de Na+.
 Canais de cálcio do tipo L são bloqueados por antagonistas do canal de Ca++, tais como verapamil, amlodipina e diltiazem. Vários neurotransmissores e fármacos podem influenciar substancialmente o gradiente de cálcio (gCa). Norepinefrina (neurotransmissor adrenérgico), isoproterenol (agonista do receptor β-adrenérgico) e várias outras catecolaminas aumentam a gCa, enquanto que a acetilcolina (neurotransmissor parassimpático) diminui a gCa. O aumento do gCa por catecolaminas é o principal mecanismo pelo qual elas aumentam a contratilidade musculatura cardiaca.
 
	Gabriela Sodré