Bases moleculares da contração cardíaca

Prévia do material em texto

Músculo = vários fascículos/feixes 
Cada feixe = várias fibras musculares 
Cada fibra = várias miofibrilas 
O músculo, fascículos e fibras são revestidos por 
tecido conjuntivo: epimísio, perimísio e 
endomísio, respectivamente. 
É por esse tecido conjuntivo que passam vasos e 
nervos que suprem o músculo, além dele 
promover uma grande união entre as fibras, 
fazendo que a contração seja levada pra todo o 
músculo. 
O sarcômero é formado por filamentos grossos e 
finos. 
Filamentos finos 
São compostos por: actina, tropomiosina e 
troponina. 
Actina → formada por 2 filamentos de actina F. 
Cada actina F é formada por monômeros de 
actina G (essas tem regiões que interagem com a 
miosina). 
Tropomiosina → 2 cadeias polipeptídicas 
localizadas nos sulcos entre as actinas F. 
Troponina → tem a porção TnC (afinidade ao 
cálcio), TnI (se liga a actina e impede a interação 
dela com a miosina, pq bloqueia o sítio ativo 
dela) e TnT (une o complexo da troponina à 
tropomiosina). 
 
 
Filamentos grossos 
Formados pela miosina. Ela tem um lado 
proeminente, a cabeça. 
OBS: ela tem capacidade ATPásica (hidrolisa o 
ATP). 
Nessa cabeça existem 2 sítios ativos: 
• Um se liga com a actina 
• O outro com o ATP (sempre haverá uma 
ATP ligada a miosina) 
Ela é divida em duas partes: meromiosina leve 
(corpo) e meromiosina pesada (cabeça + porção 
terminal). Entre essas partes tem outra que é 
flexível, o que permite a movimentação da 
cabeça. 
 
A miosina se liga à linha Z do sarcômero pela 
proteína titina. 
Organização do sarcômero 
“situado entre 2 linhas Z consecutivas e contém 
1 banda A e 2 semi-bandas I. No meio da banda 
A existe a banda H. Essa banda H está dividida 
pela linha M.” 
 
Linha Z → local de partida dos filamentos finos 
Linha M → local de partida dos filamentos 
grossos 
Banda A → tem filamentos finos e grossos 
Semi-banda I → apenas filamentos finos 
Banda H → apenas filamentos grossos 
Na contração: a área de sobreposição dos 
filamentos aumenta; diminui o tamanho da 
semi-banda I e da banda H. 
Túbulos T 
São invaginações do sarcolema que ajudam na 
condução do estímulo nervoso para todas as 
miofibrilas. 
No tecido muscular cardíaco, cada sarcômero 
possui apenas 1 túbulo, que está na linha Z. 
Ao lado dos túbulos, existem as cisternas 
terminais (projeções do RE). 
No músculo cardíaco, é mais comum formarmos 
díades (1 túbulo + 1 cisterna). 
O coração necessita do Ca++ extracelular pra 
contrair. Os túbulos T são maiores e eles mesmos 
tem canais de cálcio. 
Esses canais de cálcio são do tipo L 
dependente de voltagem e eles são os 
responsáveis pela longa duração do 
potencial de ação no músculo cardíaco. 
A quantidade de Ca++ (cálcio disparador) que 
entra na célula não é muito grande, mas ela serve 
como gatilho para liberação de Ca++ pelo 
retículo sarcoplasmático (RE do tecido 
cardíaco). 
Aí, quando a célula despolariza, os íons cálcio 
extracelulares entram no citoplasma. De lá, 
podem 
• seguir e iniciar a contração ou 
• ir para o RE 
Em cada sarcômero, a região terminal do RS está 
ao lado dos túbulos T e do sarcolema e essas 
regiões têm muitos receptores de rianodina 
(RYR). 
RYR = é um canal de liberação de cálcio no RS. 
Ou seja, ele permite a passagem de cálcio do RS 
para o citosol. 
Acoplamento excitação-contração no músculo 
esquelético = eletromecânico 
Acoplamento excitação-contração no músculo 
cardíaco = eletroquímico 
 
Quando tem pouco Ca++ intracelular: ligação da 
miosina com a actina é bloqueada pela 
tropomiosina. 
Aí, quando temos um potencial de ação, começa 
a aumentar a quantidade de Ca++ intracelular (já 
vimos como). Com isso, esse cálcio se liga a 
porção TnC da troponina (aka troponina C) e 
altera a conformação do complexo troponina-
tropomiosina. 
A actina tem sítios de ligação à miosina, mas eles 
ficam “escondidos” pela tropomiosina. Quando 
acontece essa alteração na conformação, esses 
sítios ficam visíveis. 
1. Aí, enquanto existir uma grande 
quantidade de cálcio dentro da célula, 
esses sítios ficam abertos e a miosina se 
liga à actina 
2. A miosina gera uma força que puxa o 
filamento de actina pro centro do 
sarcômero. 
OBS: lembre que a miosina tem um ATP 
“grudado” na cabeça dela. À medida que 
essa energia vai sendo gasta, o ADP + Pi 
é liberado 
3. A ligação de um outro ATP a miosina 
diminui a afinidade dela pela actina e aí 
ela vai se “soltar” da actina. 
4. Aí, a miosina vai hidrolisar esse ATP para 
“erguer” a cabeça e ficar pronta para um 
novo ciclo. 
O nome desse ciclo é ciclo de ponte cruzada. 
OBS: dosamos proteína T e I para ver se a pessoa 
infartou. 
A contração do músculo cardíaco é regulada 
pelos filamentos finos! 
O tecido muscular cardíaco tem a capacidade de 
regular o aumento do nível de Ca++ intracelular. 
Isso é importante para modular a força da 
contração sem recrutar mais células ou 
desenvolver tétano. 
Pq não pode recrutar mais células? Porque todas 
as células já estão recrutadas! 
Para que o músculo cardíaco relaxe, o Ca++ é 
reabsorvido pelo RS pela ATPase de cálcio do 
retículo endoplasmático sarcoplasmático 
(SERCA)/bomba de Ca++ do RS. 
Só que, lembra que para a contração começar, 
entrou uma quantidade de Ca++ na célula (Ca++ 
disparador)? Então, ele também precisa ser 
retirado, porque se não ele continuaria 
estimulando continuamente a contração das 
células cardíacas. 
Esse Ca++ é expulso da célula pelo antiportador 
3Na+-Ca++ e pela bomba de Ca++ do 
sarcolema. 
O antiportador leva 3 íons de Na+ para dentro da 
célula em troca de 1 íon Ca++ para fora → esse 
mecanismo é eletrogênico e cria uma corrente 
despolarizante. 
Já a bomba de Ca++ do sarcolema usa ATP. 
Existe mais antiportador do que bomba de Ca++, 
mas a bomba tem mais afinidade ao cálcio e 
por isso contribui mais para sua regulação no 
repouso. 
Como já foi dito, o coração não pode aumentar a 
força de contração recrutando outras células 
porque todas as células já estão sendo utilizadas. 
A modulação do influxo de cálcio durante um 
potencial de ação é um mecanismo para regular 
a concentração de cálcio intracelular e, 
consequentemente, a força de contração. 
A quantidade de Ca++ intracelular transitório e a 
força de contração aumentam pela estimulação 
simpática. 
Essa estimulação acontece por ativação dos 
receptores β-adrenérgicos pela norepinefrina ou 
epinefrina. 
Geralmente, a velocidade de relaxamento 
também aumenta → a contração fica mais curta 
→ aumento na frequência de contrações 
Obs: isoproterenol é um agonista β-adrenérgico 
que aumenta muuito a quantidade de Ca++ 
intracelular transitório, promovendo uma 
contração mais forte. 
Inotropismo positivo = aumento na força de 
contração 
Lusitropismo positivo = aumento da taxa de 
relaxamento muscular 
Cronotropismo positivo = aumento da 
frequência das contrações 
Estimulação simpática = contrações mais fortes, 
mais breves e mais frequentes. 
Agonistas β-adrenérgicos 
A estimulação simpática ativa os receptores β-
adrenérgicos nas células cardíacas → eles 
ativam adenilato ciclase → aumenta a 
concentração de AMPc → fosforilação de muitas 
proteínas. 
Uma proteína quinase dependente de AMPc 
fosforila os canais de cálcio do tipo L dependente 
e a proteína fosfolambano (está associada à 
SERCA). 
Pq essas fosforilações acontecem? 
Canais de cálcio = mais Ca++ disparador entra na 
célula 
Fosfolambano = aumenta a atividade da SERCA 
(mais Ca++ fica acumulado no RS). 
Resultado final: durante o próximo potencial de 
ação, o RS vai liberar mais Ca++ no citosol → 
promove mais interações actina-miosina → 
maior força de contração. 
Obs: o AMPc aumenta o relaxamento, porque 
ativa a fosfolambano (causando lusitropismo). 
Ele ocorre em períodos de retorno venoso 
aumentado (ex: exercício físico).O estiramento aumenta a força de contração e 
ajuda o coração a bombear o volume total de 
sangue que recebe. 
Ele também aumenta a tensão passiva, ajudando 
a evitar o estiramento excessivo (o tecido 
conjuntivo e titina tem relação com essa 
resistência passiva). 
A miosina usa ATP para gerar força, por isso o 
estoque dele deve ser reabastecido. Esse 
reabastecimento é realizado pelo metabolismo 
aeróbico (oxidação de gorduras e carboidratos). 
Em períodos de isquemia, o estoque de fosfato 
de creatina pode diminuir. Ela é quem converte 
ADP em ATP. 
Quando o musculo cardíaco fica completamente 
sem O2 (ex: isquemia por interrupção de fluxo) 
por causa da oclusão de vasos coronários, as 
contrações cessam rapidamente, mas isso não é 
por conta da depleção de ATP nem de fosfato de 
creatina. 
Hipertrofia fisiológica 
• Causado por ex. por corrida de 
resistência 
• Melhora o desempenho cardíaco 
• Causa hipertrofia das células cardíacas 
• Aumento do volume sistólico 
• Aumento do consumo de O2 
• Relaxamento preservado 
No entanto, se existir uma sobrecarga crônica à 
pressão, o coração pode ter dois tipos de 
hipertrofia ventricular esquerda, que pioram o 
funcionamento do coração: 
Hipertrofia ventricular esquerda 
concêntrica 
• Espessamento da parede ventricular 
esquerda 
• Ela é compensatória para a carga 
aumentada 
• Diminui a resposta contrátil à 
estimulação β-adrenérgica → limita a 
reserva contrátil 
Hipertrofia ventricular esquerda dilatada 
• Aumento do volume ventricular (volume 
diastólico final) 
• Diminui a resposta contrátil à 
estimulação β-adrenérgica → limita a 
reserva contrátil 
• Prejudica a resposta de Frank-Starling 
(?) e a função contrátil