ELETROFISIOLOGIA CARDÍACA

A membrana celular é composta por uma dupla camada fosfolipídica, com diversas proteínas inseridas na matriz lipídica. Várias dessas proteínas atravessam por completo a estrutura da membrana, servindo de ponte para a passagem de íons, formando canais.



Existem diversos tipos de canais iônicos, sendo os principais para a formação do potencial elétrico os canais de Na+, Ca++, K+, Na+/K+ ATPase e Na+/Ca++, representados esquematicamente abaixo.



As diferenças de concentrações iônica entre o meio intra e extracelular durante a diástole são mantidas em equilíbrio pela ação dos canais iônicos celulares. Esta diferença gera um potencial elétrico entre o meio intra e extra celular, da ordem de -50 a -95 mV no interior das células miocárdicas, variando conforme o tipo celular. Este potencial elétrico é chamado de potencial de repouso transmembrana. Esse potencial de repouso é criado em virtude da troca de íons sódio por íons potássio durante o período de Repolarização. Os íons (sódio e potássio) não são transportados com a mesma velocidade: A Bomba de Sódio e Potássio transporta mais rapidamente íons Sódio (de dentro para fora) do que íons Potássio (de fora para dentro).

Para cada cerca de 3 íons sódio transportados (para fora), 2 íons potássios são transportados em sentido inverso (para dentro). Isso acaba criando uma diferença de cargas positivas entre o exterior e o interior da célula, pois ambos os íons transportados pela bomba (sódio e potássio) são cátions (com 1 valência positiva), e a Bomba de Sódio e Potássio transporta, portanto, mais carga positiva de dentro para fora do que de fora para dentro da célula. Cria-se assim um gradiente elétrico na membrana celular: No seu lado externo acaba se formando um excesso de cargas positivas enquanto que no seu lado interno ocorre o contrário, isto é, uma falta de cargas positivas faz com que o líquido intracelular fique com mais cargas negativas do que positivas.

Os canais especializados de cálcio na célula muscular cardíaca são denominados canais lentos de cálcio, demoram mais para abrir-se do que os canais de sódio e permanecem abertos por muito mais tempo. o cálcio que entra na célula cardíaca durante um potencial de ação desencadeia liberação de cálcio adicional do retículo sarcoplasmático das células musculares cardíacas. em menos de 0,1 segundo a concentração de cálcio livre no Citoplasma celular aumenta cerca de 100 vezes. Esses íons cálcio provenientes do Citoplasma ligam-se a proteína troponina. Essa ligação e emite a ativação da ponte transversa actina-miosina para iniciar a ciclo de contração. Quando os canais de cálcio se fecham no término do potencial de ação, o cálcio livre proveniente do Citoplasma é bombeado de volta ao retículo sarcoplasmático ou bombeado através da membrana celular para o líquido extracelular. A concentração de cálcio proveniente do Citoplasma retorna rapidamente o nível de repouso, e o músculo cardíaco relaxa-se.



Potencial de ação é um fenômeno eletroquímico onde correntes iônicas são liberadas através de canais específicos, fazendo com que a célula se despolarize, até perder quase totalmente a diferença de potencial elétrico entre os meios interno e externo.

Ele é desencadeado por um estímulo na membrana celular, que reduza o potencial elétrico (torne o meio o intracelular mais negativo que o meio extra celular) até um nível crítico chamado de potencial limiar (valor máximo negativo atingido pela célula). Atingido o potencial limiar o processo do potencial de ação é disparado. Após a fase de despolarização a célula recupera seu potencial de repouso (período refratário), fenômeno chamado de repolarização, completando o ciclo do potencial de ação. A conseqüência do fenômeno elétrico e da entrada e saída de íons na célula é o desencadeamento da contração muscular, por ação principalmente dos íons Ca++ (possuí a função de prolongar o potencial de ação).

A longa duração e do potencial de ação cardíaco e garante um período de relaxamento entre as batidas. Quando os canais de sódio se fecham após o pico do potencial de ação, eles se tornam inativados temporariamente. Ele não se abrirá até mesmo se o potencial de membrana da célula e emagrecer acima do limiar que normalmente desencadearia um potencial de ação. Assim, enquanto um canal de sódio estar inativado outro potencial de ação não pode ocorrer. Enquanto os canais de sódio estão inativados a célula é refratária à formação de um potencial de ação. Isso garante um período de relaxamento entre as contrações cardíacas.

O potencial de ação se subdivide em quatro fases:
FASE 0 - Fase inicial de rápida despolarização. Representa a abertura dos canais de Na+ com grande influxo desse íon para o interior da célula. No gráfico essa fase é representada por uma linha quase que vertical, característica das células chamadas de resposta rápida.

FASE 1 - É uma pequena e rápida repolarização. Representa o fechamento dos canais de Na+ , um efluxo de K+ e uma ação pequena e rápida de canais de Cl-.

FASE 2 - Conhecido como Platô, representa a fase de influxo de Ca++, que será em última análise responsável pela contração muscular. Ocorre em contrapartida mantendo a estabilidade do potencial durante o platô um efluxo de K+.

FASE 3 - Fase de repolarização; representa principalmente uma corrente de saída de potássio que restabelece a diferença de potencial elétrico.

FASE 4 - Fase de potencial de repouso, onde as concentrações iônicas são restabelecidas. Nas células com automatismo ocorre uma despolarização lenta nessa fase que, uma vez atingindo o potencial limiar, desencadeia novo potencial de ação. As células automáticas do nó sinusal possuem um potencial de repouso menor e uma forma de potencial de ação diferente chamada de resposta lenta.

Tipos de potencial de ação:
Dois tipos principais de potenciais de ação cardíaco podem ser registrados no coração. Um destes tipos, a Resposta Rápida, ocorre nas fibras miocárdicas comuns, nos átrios e ventrículos, e nas fibras especializadas de condução (fibras de Purkinje). O outro tipo de potencial de ação, a Resposta Lenta, é registrada no nodo sinusal (SA), a região de atividade marcapasso normal do coração, e no nodo atrioventricular (AV), o tecido especializado que participa da condução do impulso cardíaco dos átrios para os ventrículos, as fibras internodais.

Resposta Rápida
O típico potencial de membrana de uma fibra miocárdica inativa (fibra de Resposta Rápida) varia entre 80 e 100 mV, sendo o valor de 90 mV o mais aceito. O interior permanece negativo em relação ao exterior. Contudo, quando a célula é excitada, perde-se a diferença de potencial que, de fato, fica com sinal oposto (a cerca de + 20 a + 40 mV), indicando ter havido inversão de polaridade. Esta súbita ascensão inicial, chamada de despolarização é chamada de fase 0 e inclui a ultrapassagem (overshoot). Logo após a inversão de polaridade, iniciam-se os processos restauradores - a repolarização - e a diferença de potencial retorna ao seu valor de repouso.
Este processo possui três fases que incluem: a repolarização rápida (fase 1), que então se retarda em platô (fase 2). Após o platô, há outra vez uma onda rápida de repolarização (fase 3), até que o potencial em repouso ou período diastólico é atingido (fase 4). O decurso temporal do potencial de ação cardíaco diferirá ainda conforme o tipo de fibra; células do miocárdio atrial mostram um platô menos proeminente. Potenciais de ação obtidos do miocárdio ventricular e da rede de Purkinge, localizada e ramificada nessas câmaras (ventrículos), mostram um platô mais prolongado. - Ver imagem abaixo - Todavia, a fase 0 é semelhante nas fibras auriculares, ventriculares e de Purkinje, sendo bastante rápida na ascensão.

Resposta Lenta
A fase 4 demonstra uma despolarização diastólica contínua e lenta de modo que, durante a diástole, o potencial de membrana torna-se progressivamente menos negativo. Isto é chamado de pré-potencial. A grandeza do potencial de "repouso" é de cerca de 60 mV. Além disso, a fase 0 não é rápida; o overshoot é muito reduzido e, em muitos casos, não está presente (fase 1), já que a amplitude do potencial é menor. As fases 1 e 2 reúnem-se com a fase 3 e todo o processo de repolarização é lento. Depois da onda de repolarização há um declínio progressivo da grandeza do potencial de repouso (uma inclinação na curva da fase 4) de modo que, ao atingir o seu potencial limiar, a célula fica excitada de uma maneira auto-sustentada, o que resulta em despolarização completa.



Significado fisiológico dos diferentes tipos de potenciais:
As respostas rápidas podem ser convertidas em lentas, tanto de forma espontânea como em determinadas condições experimentais. Por exemplo, em fibras miocárdicas, o deslocamento gradual do potencial de membrana em repouso, de seu valor normal de -90 mV para cerca de -60 mV, converte os potenciais de ação que se seguem em respostas lentas. Essas conversões podem ocorrer espontaneamente nas regiões do coração onde o suprimento sanguíneo tenha sido intensamente reduzido, gerando focos de despolarização ectópicos ("fora do lugar"). Portanto, as células cardíacas são potencialmente capazes de desenvolver automaticidade intrínseca - todas as células do miocárdio, especialmente as células marca-passo - apresentam este sinal característico de lenta despolarização diastólica.

O curso temporal dos potenciais de ação de resposta lenta tem grande significado fisiológico devido ao fato de a freqüência e ritmicidade cardíacas dependerem da grandeza do potencial de repouso, nível do potencial limiar, inclinação ou velocidade de subida da despolarização diastólica. A amplitude do potencial e o grau de inclinação da deflexão rápida inicial são determinantes importantes da velocidade de propagação. Por conseguinte, no tecido cardíaco caracterizado por respostas lentas, a velocidade de condução é muito menor e os impulsos têm maior probabilidade de serem bloqueados nos tecidos que apresentam respostas rápidas. Assim sendo, a despolarização diastólica lenta é responsável pela propriedade de automaticidade, já que ela determina a freqüência na qual os disparos devem ocorrer; enquanto o nível do potencial de membrana determinará a excitabilidade (capacidade de resposta do músculo) e a condução (ativação do músculo como todo).

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