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FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR LUIZA LOPES CARVALHO Sistema Circulatorio -Coração ocupa uma localização central na caixa torácica (Mediastino). -Garante o aporte de nutrientes para as partes do corpo, assim como recolhe os produtos do metabolismo celular. -Ativação do sistema nervoso autônomo Regulação da função cardíaca (Parassimpático diminui a sua função) e dos vasos sanguíneos (Geralmente pelo aumento do SIMPÁTICO). Controle local do fluxo sanguíneo: Os vasos sanguíneos (Grandes vasos) quase não apresentam inervação parassimpática. -Coração (órgão muscular) não precisa de um comando neural ou endócrino para trabalhar o mínimo necessário de sua função. -A facilidade com que o sangue chega nas estruturas corporais não é a mesma. A gravidade ajuda no deslocamento de sangue para os membros inferiores (coração apresenta uma localização anatômica distante de alguns pontos do organismo). Para o encéfalo é contra a ação da gravidade (deve bombear de maneira vigorosa para superá-la). Vale ressaltar que a gravidade contra a circulação para a porção superior do corpo faz com que o sangue chegue ao encéfalo com menos pressão (algo até adequado para que o encéfalo não seja prejudicado fisicamente – Delicadeza do tecido nervoso). -Regiões no organismo que precisam de mais sangue do que outras (fatores que facilitam a angiogênese) depende da atividade metabólica basal, células mais ativas e/ou numerosas, por exemplo serão eficientemente vascularizadas Coração, Musculatura Esquelética e Encéfalo. -Vasos sanguíneos sofrem dilatação (os que apresentam mais receptores Beta 2 adrenérgico- SIMPÁTICO – Significa que estão levando sangue para locais muito nobres) para que não haja nenhum prejuízo para a Musculatura esquelética (armazena pouquinho glicogênio). Mesmo em uma falha sistêmica, essa musculatura deve continuar recebendo o mesmo aporte sanguíneo necessário em uma situação normal do organismo. Precisa manter a frequência do aporte de sangue. -Coronárias (coração) apresentam muitos receptores Beta 2 adrenérgicos Fibras cardíacas não apresentam reserva energética -Vasos sanguíneos apresentam características diferenciadas. Uns são mais calibrosos do que outros, já uns sofrem mais vasodilatação do que vasoconstrição (maioria) em comparação a outro. OBS: O SNA (Simpático) vai garantir que os vasos que levam sangue para o Encéfalo e para os Músculos esqueléticos sejam dilatados. Assim como, vai garantir ao mesmo tempo que os vasos, por exemplo, que vão para os dedinhos dos pés sofram vasoconstrição. -A partir da Artéria Aorta, o sangue será direcionado para os vasos locais para os sistemas. -Para a recuperação da pressão arterial (volume de sangue reduzido), uma das estratégias é priorizar o aporte de sangue para locais nobres (dilatação- a pressão do vaso cai, mas a sistêmica se mantém); limitação de sangue para locais que não necessitam tanto, promovendo um reajuste da distribuição sanguínea. As ações mencionadas anteriormente são exercidas pelo SNA, posteriormente o sistema endócrino irá ajudar (um tipo celular percebe a necessidade de produção de determinado hormônio – processo demorado). FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR LUIZA LOPES CARVALHO OBS: Teoria da Demanda de Oxigênio Quando a concentração de oxigênio no tecido aumenta acima de determinado nível, os esfíncteres pré capilares e das metartéríolas, presumivelmente se fecham até que as células consumam o excesso de oxigênio. Em contrapartida, quando o excesso de oxigênio é utilizado, sua concentração cai para um nível suficientemente baixo, os esfíncteres abrem-se mais uma vez, iniciando um novo ciclo. -Na gestação, são feitos ajustes da circulação materna para se adequar às necessidades fetais. No início da gravidez, as mães se encontram mais sonolentas, ou seja, estão se ajustando para essa nova fase. -SIMPÁTICO atua em arteríolas (Momento de Hipotensão) Vai acontecer a dilatação dos vasos grandes e a constrição dos vasos periféricos. -Se as células não estiverem sendo atendidas nutricionalmente (Oxigênio), há a dilatação (não no mesmo local que o simpático atua) do vaso sanguíneo local para haver melhor redistribuição de sangue, a partir da liberação de fatores, os quais atuam na transição de arteríolas para os capilares (esfíncteres pré-capilares e das metarteríolas). Limita o aporte de sangue para os capilares proveniente das arteríolas. -As arteríolas são reguladas via SNA Simpático e hormônios – vasoconstrição -, assim como os esfíncteres são regulados pelos fatores locais, para que haja a modificação de aporte de sangue direcionado aos capilares dependendo de quem seria o órgão que receberia. Eletrofisiologia do Coração: -Principais tipos de Músculo Cardíaco: *Músculo Atrial *Músculo Ventricular *Fibras musculares especializadas excitatórias e condutoras: Contração fraca (poucas fibras contráteis); Ritmicidade e velocidade de condução variável. -Processo contrátil semelhante ao do músculo esquelético, porém mais duradouro (para entrar cálcio em quantidade significativa para suportar a contração; canal de cálcio abre um pouco depois do que o canal de sódio durante a despolarização, porém se mantém aberto durante um bom tempo em determinadas células cardíacas). Ou seja, haverá relação com a concentração de íons Ca++ no sarcoplasma, a partir do seu potencial de ação, entretanto não há necessidade de uma informação neuronal para a contração ocorrer. -As fibras musculares cardíacas são formadas por muitas células individuais conectadas em série entre si por junções comunicantes, o que facilita a passagem do impulso por todas as células em alguns centésimos de segundos. -Os potenciais de ação não atravessam a ‘’barreira fibrosa’’ que circunda as Valvas AV. São conduzidos por um sistema especializado de condução (feixe AV). -Nó Sino Atrial Encontrado na parede superior do Átrio direito. Disparam potenciais de ação automaticamente e posteriormente células vizinhas (no eixo de condução) disparam potenciais de ação. As fibras intermodais se distribuem pelos átrios direito e esquerdo se convergindo para o Nó Atrioventricular (células pequenas e não tão bem acopladas por junções comunicantes ‘’Atrapalha’’ a fluidez do potencial de ação; Maior resistência da passagem de íons). OBS: O Nó Atrioventricular retarda a passagem do potencial de ação para que Átrios e Ventrículos não contraiam ao mesmo tempo. Garantir o correto bombeamento do sangue. OBS: Esqueleto fibroso garante a objetividade da condução do potencial de ação. FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR LUIZA LOPES CARVALHO OBS: O Nó Sinoatrial não é o único marca-passo do coração Nó Atrioventricular (40-60 x/min) e Fibras de Purkinje (15-40 x/min) também. Porém o Nó Sinoatrial (70-80 x/min) é o principal por dar início e os restantes dependem dele. -Por que as fibras nodais não se mantêm continuamente despolarizadas? *Inativação dos canais Na+/Ca++ em 100-150 m/s após a abertura coincidentemente com a abertura de canais de K+. *Abertura prolongada dos canais de K+. MARCAPASSOS ECTÓPICOS: Fora da localização regular. Potenciais de ação: Ondas Lentas e Rápidas Células de resposta rápidaMiócitos atriais e ventriculares; Fibras de Purkinje. Células de resposta lenta Nó Sinoatrial (seu disparo ser automático não significa que seja resposta rápida) e Nó atrioventricular. -Há algumas células que ao gerar o potencial de ação, sua condução é mais lenta. LENTA:-A célula em repouso já apresenta um potencial de membrana alto; Canais de sódio de corrente engraçada muito numerosos (não é de comportamento ‘’tradicional’’) -Não apresenta a fase inicial de repolarização (fase 1 da rápida). -0:Abertura de canais de cálcio dependentes de voltagem (Canais de Cálcio tipo L). -2: Resposta despolarizante. Canais de potássio > Canais de cálcio. -3: Repolarização: Inativação dos canais de Ca++ e aumento da condutância ao K+ pelos canais Ik1 e Ik. -4: Potencial de repouso *Não existe um potencial de repouso fixo nas células de resposta lenta A repolarização ao final de um potencial de ação é seguida de uma despolarização lenta da membrana (despolarização diastólica lenta ou fase 4 dos potenciais de ação automáticos). *Potencial de repouso variável (CÉLULAS AUTORRÍTMICAS- corrente cardíaca intrínseca), o potencial de membrana está variando (íons Na+ entrando continuamente -processo lento-, mas não estaria disparando potenciais); Fase preparatória para a abertura dos canais que marcam o início do potencial de ação. *Presença de canais de Na+ que apresentam comportamento diferentes dos que a gente já conhece – ativos por ligantes, deformação mecânica, dependentes de voltagem. São os canais de Na+ de corrente engraçada – sempre abertos, mas às vezes estão mais ou menos abertos - (corrente marcapasso). Regulada pelo sistema nervoso autônomo regula essa corrente (facilitação da entrada de sódio para facilitar a deflagração do potencial de ação, agilizando a chegada ao limiar, no caso do aumento da frequência cardíaca). * A entrada contínua desses íons permite a chegada do potencial de ação que favorece a abertura de canais de Ca++. *Essa fase permite que haja o fluxo de cargas para as células de resposta rápida que saem do estado de repouso e garantem a abertura dos seus canais de Na+ para dispararem potenciais de ação para que haja a contração. Tudo que ocorre se alastra para restante do coração, pois são acopladas umas às outras por junções comunicantes. FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR LUIZA LOPES CARVALHO RÁPIDA (Canais mais numerosos e melhores defenidos): -0: À medida que o potencial de membrana aumenta, há a abertura de entrada e saída de potássio, sódio... Despolarização rápida, entrada rápida de canais de sódio. MUITO CANAL DE SÓDIO ABERTO. Já tem canal de cálcio se abrindo. *Canais rápidos de sódio ativados por voltagem. *Os canais de Na+ permanecem em seu estado inativo até o início da repolarização, ocasião em que começa a ocorrer a mudança para o estado fechado. -1: O potencial de membrana cai um pouco. Canais de sódio fecharam. Potássio saiu da célula. Repolarização Parcial. Presença de canais de potássio de corrente transitória. *Caracterizada pela saída de K+ por uns canais já abertos na fase 0 Só percebe isso quando cessa a entrada de Na+. *Ativação da corrente transitória de efluxo Cargas positivas no interior da célula e (K+)i > (K+)e . -2: Se mantém despolarizada por um tempo Despolarização Prolongada/ PLATÔ Abertura de canais lentos (uma vez aberto, não fecha tão rápido) de Cálcio. Sustenta o potencial de membrana elevado. Canais de potássio abertos. *Abertura de canais de Cálcio do tipo L e T (ativados e desativados mais lentamente do que os de sódio) *Influxo de Ca++ contrabalançado pelo efluxo de K+. *Corrente de influxo carreada pelo trocador Na+/Ca++. *Acoplamento excitação-contração: Liberação de cálcio induzida pelo cálcio. *Norepinefrina e outras catecolaminas (noradrenalina/ adrenalina e dopamina): aumento da atividade dos canais. Elas ativam o receptor B e este está acoplado a proteína Gs, e o AMPciclico vai estimular uma proteína quinase que vai fosforilar elementos celulares e vai fazer com que os canis de cálcio demorem a fechar ainda mais que o normal. Aumentando sua atividade, entrando mais cálcio no retículo. Já a Acetilcolina, diminui a atividade dos canais. *A fosforilação da troponina(i) vai inibir a fosfonina C e que vai inibir a associação da miosina/actina e fosforila a fosfolamba que permite mais cálcio no retículo. *Esses processos não acontecem na mesma intensidade pois precisa ter tempo diferente na sístole e na diástole. A intenção da adrenalina é dar as melhores condições para a contração do coração e ganhar velocidade no processo de sístole e diástole. OBS: Não existe apenas um subtipo de canal de potássio. O problema em algum deles pode causar algum tipo de Arritimia. Pode prolongar o período de Despolarização, mais do que deveria (menos canais de potássio). Se tiver mais, diminui o platô. -3: Repolarização decorrente do fechamento dos canais de Ca++ e do efluxo de K+ quando canais adicionais de K+ controlados por voltagem se abrem. -4: Potencial de repouso consideravelmente mais negativo do que o das células de resposta lenta. Restauração das concentrações iônicas. *Trocador sódio/cálcio; Grande proteína transportadora, grande presença nas células cardíacas. O sódio entra de forma passiva e a saída do cálcio ocorre de forma ativa. Nesse caso denominamos de transporte ativo secundário, funcionando pela energia promovida pelo sódio. *Bomba de Sódio + Bomba de Cálcio. OBS: Quanto mais rápido a célula despolarizar e repolarizar, mais rápido estará disponível para uma nova despolarização. OBS: O que impede uma célula de resposta rápida é o tempo que o canal de sódio passa no Período Refratário Absoluto. OBS: Período Refratário Relativo O canal já pode abrir, mas a célula precisa receber um sinal acima do regular. OBS: Superar o período refratário absoluto para receber um novo potencial Estímulo do SNA. FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR LUIZA LOPES CARVALHO Concentrações de Potássio: -Corrente de K+ ativada por Acetilcolina (Ik, Ach): Importante no NSA, no NAV e nas células atriais. Permite o efluxo/saída de potássio, resultando na hiperpolarização da membrana, na diminuição da frequência cardíaca e da velocidade de propagação do potencial de ação no NSA e no NAV. (Acetilcolina liberada pelo Parassimpático – responsável pela regulação basal do coração -, diminuindo sua frequência). -Corrente de K+ ativada por ATP (Ik, ATP): Esse tipo de canal ficará mais ou menos aberto dependendo dos níveis de ATP na célula. Com a diminuição do nível de ATP, os canais de K+ abrem Ou seja, o potencial de membrana cai fazendo com que seja mais difícil as células dispararem potenciais de ação (alteração na frequência cardíaca), não sobrecarregam o coração momentaneamente. Assim como, serão mantidos fechados com o nível normal de ATP. Funcionam como válvulas de escape. *Estabelece uma conexão entre o potencial da membrana e o estado metabólico da célula. *Os canais Ik, ATP são inibidos por níveis fisiológicos de ATP, mas são abertos por condições que resultam na diminuição do nível de ATP intracelular. *São importantes na cardioproteção (Ex: Isquemia miocárdica) -Corrente de K+ retificadora de Influxo (Ik1): Impede que a célula cardíaca hiperpolarize. Não é o mesmo mecanismo dos canais de K+ dependentes de voltagem. As bombas de Na+/K+ concentram potássio dentro da célula, assim como esse tipo de canal – corrige o potássio (não deixam o potássio extravasar para o líquido extracelular, ou seja, não entra potássio propriamente dito, ele só impede que o que já está lá saia). Tentam evitar que a alta de potássio no LEC interfira do potencial de membrana da célula cardíaca. São ‘’sensores’’ de potássio. *Apesar de regulados por voltagem, os canais de Ik1 não compartilham o mecanismo clássico de sensorde voltagem dos canais Kv. *Exibem baixa condutância em potenciais mais positivos que o Ek (potencial de equilíbrio do potássio), o que os impede de se contraporem à despolarização de membrana associada ao influxo de Na+ durante a fase 0 do potencial de ação; compromete, porém, pequenas despolarizações, tornando-as subliminares. Tentativa de tirar a célula de repouso O canal de K+ restringe a saída de potássio (quando o potencial de membrana está mais positivo que o potencial de equilíbrio de potássio). Célula cardíaca não têm canais de vazamento de potássio como em neurônios. Tende a preservar ao máximo o potássio dentro dele. A célula cardíaca não deixa concentrar muito potássio diante do aumento dele no LEC (Líquido extracelular). Quando o K+ cai na LEC, esse canal não deixa o potássio sair (As outras células do corpo perderiam K+ para a LEC, as células cardíacas são extremamente dependentes do K+) Protege a excitabilidade da célula cardíaca (Preserva o K+ – ‘’A situação lá de fora está tensa’’). Essa situação favorece a entrada de Na+ e de Ca++, ou seja, a despolarização da célula, aumenta a excitabilidade celular, não queria que ela caísse. Basicamente esses canais de potássio existem na célula cardíaca porque é "menos pior" baixar o K+ no plasma do que baixar p K+ na célula cardíaca. Em neurônio quando há pouco K+ no meio extracelular o comportamento do K+ é querer sair de forma exagerada, mas nas células cardíacas esta saída exagerada de potássio por mudança no meio não pode ocorrer, com isso ativa o canal de potássio retificador de influxo. OBS: Quanto menos potássio no LEC de neurônios Tende a não excitabilidade (O K+ tende a sair da célula ficando em um estado permanente de hiperpolarização, se distanciando do potencial de disparo de ação). OU SEJA, AO CONTRÁRIO DO AXÔNIO NEURONAL, NO CORAÇÃO OBSERVA-SE DESPOLARIZAÇÃO TANTO NA CONDIÇÃO DE HIPERPOTASSEMIA (Coração dilatado e flácido Parada cardíaca em diástole) QUANTO NA DE HIPOPOTASSEMIA (Parada cardíaca em sístole). FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR LUIZA LOPES CARVALHO Hiperpotassemia → coração dilatado e flácido → parada cardíaca em diástole. Tanto potássio no líquido extracelular, os canais não foram muito sucedidos e inevitavelmente vão concentrar muito potássio em seu interior e ela não comporta a entrada de sódio e de cálcio para que possa ocorrer a contração e a célula cardíaca para com o potencial de membrana lá em cima *É atribuída ao bloqueio do poro do canal por elementos, como o Mg++, que atingem o poro pelo lado citoplasmático.
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