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Aula 3 - Eletrofisiologia Cardíaca O coração é constituido funcionalmente por dois tipos celulares: - Miocárdio contrátil: apresenta propriedade de inotropismo (sístole e diástole) e da excitabilidade (todas as células cardíacas são excitáveis, se elas forem estimuladas podem gerar um potencial de ação). Então pode se falar em: potencial de ação do miocárdio atrial, potencial de ação do miocárdio ventricular, pois existe a propriedade da excitabilidade. Todo sincício atrial e todo sincício ventricular possuem além da propriedade da excitabilidade, a propriedade da condução do PA. Uma vez que um miócito atrial, uma célula, é estimulado, ele passa a informação elétrica através da junções do tipo gap para p ara as outras células atriais, até todo o sincicío si ncicío atrial ser despolarizado. A despolarização leva uma célula contrátil à sua sístole (a produzir a entrada de cálcio na célula). O sincicio atrial se encontra separado do sincício ventricular pelo esqueleto fibroso que sustenta as válvulas cardíacas, consequentemente o impulso elétrico não consegue passar diretamente do sincício atrial para o ventricular. Importante lembrar que o miocárdio contrátil não gera espontaneamente o potencial de ação, ele não tem automatismo. - Miocárdio especializado: é o responsável pela geração espontânea de potenciais de ação, ele comanda o coração, ele quem gera o rítmo cardíaco, a frequência cardíaca. As estruturas do miocárdio especializado são: - O nodo sinoatrial: localizado na parte póstero-superior do átrio direito - O nodo atrioventricular: - As fibras de Purkinje (fibras do feixe de Hiss): penetram pela massa muscular até 1/3 em relação a massa ventricular, mas não cobrem a área toda. Há trechos onde elas não passam e que a condução do PA será feita pelo próprio miocárdio ventricular. OBS: Vias internodais: vias de ligação entre o nodo sinoatrial e o nodo AV. Elas não tem um papél muito relevante dentro da fisiologia cardíaca. Então todas as células do miocárdio especializado apresentam o automatismo cardíaco. Quando essas células geram um PA, despolarizam, repolarizam e voltam ao repouso, elas não ficam no repouso, não é um repouso estável, todas elas apresentam correntes iônicas espontâneas (sem que ninguem estimule essas correntes) que são despolarizantes e levam essas células espontaneamente ao limiar de excitabilidade. Quando analisamos uma preparação de nodo sinoatrial isolado do coração, com que frequência ele bateria, ou seja, quantos potenciais de ação ele pode gerar espontaneamente em 1 minuto? Isso seria 70/80 potencias de ação/min, seria a frequencia intrínseca do nodo sinoatrial (isso tem a ver com a excitabilidade e automatismo dele). Se o nodo atrioventricular comandasse o coração (fisiologicamente isso não acontece), qual seria a frequencia de disparo dele? 50/60 batimentos/min. Ele tem um automatismo menor do que o nodo sinoatrial, e isso se deve as propriedades eletrofisiologicas. As fibras de purkinje também tem automatismo, mas geralmente elas gerariam abaixo de 40-30 batimentos por minuto, ou seja, o automatismo das fibras de purkinje é menor do que em qualquer outra área do coração. Nodo Sinoatrial: 70-80 PA/min Nodo AV: 50-60 bat/min Fibras de Purkinje: 30-40 bat/min Todas essas estruturas tem automatismo, mas quem comanda a frequencia cardíaca normal é o nodo sinoatrial pois ele bate com maior frequencia. Por exemplo: O nodo
D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 2 atrioventricular está gerando um PA, depois que ele chega ao repouso ele vai lentamente tentando gerar um novo PA, mas antes que ele consiga, e muito antes que a fibra de purkinje consiga, o nodo sinuatrial consegue chegar no limiar antes dos outros, ele impõe o ritmo dele às outras estruturas, por isso o nodo sinoatrial é considerado o marcapasso fisiológico. O nodo AV e as fibras de Purkinje são considerados considerados os marcapassos latentes pois eles só vão trabalhar como marcapasso se houver uma lesão do nodo sinoatrial, tem atividade de marcapasso mas ela não se manifesta na fisiologia normal. O coração então é comandado pelo nodo sinusal. O nodo sinusal é o rítmo que o coração tem (ritmo sinusal), e o coração interiro obedece ao nodo sinusal (ex: o nodo AV não vai bater com uma frequencia diferente do nodo sinusal). Ele quem comanda a frequencia cardíaca, determina o rítmo cardíaco de uma pessoa e faz isso automaticamente, não depende de inervação simpática/parassimpática (apesar de ele ser inervado por fibras S e PS). As influencias do nodo sinoatrial, são influências opostas: S: quando o simpático libera NOR ou ADR na corrente sanguínea, essa atua no nodo sinoatrial, havendo um aumento da atividade automática. Ex: Uma pessoa quando vai praticar exercício ou leva um susto, liberando ADR, a frequencia cardíaca aumenta, pois o nodo sinoatrial está sobre a influência da inervação simpática e a NOR atuando no receptor beta-1 vai produzir um aumento do automatismo do nodo sinoatrial = taquicardia (aumento do cronotropismo/frequência cardíaca). Todas as células do miocárdio contrátil respondem a ADR com efeito inotrópico positivo, todas as células do miocárdio especializado respondem à ADR com aumento da excitabilidade. Então a ADR aumenta a excitabilidade não só no nodo SA, mas ela aumenta a condução, também, no nodo AV, nas fibras de purkinje. Ex: Quando o indivíduo está sobre efeito da cocaína, anfetamina, que são substâncias que aumentam muito a concentração de ADR e NOR, pode formar no coração focos ectópicos, ou seja, estruturas ventriculares que passam a querer competir com o o nodo sinusal pelo comando do coração, gerando as chamadas arritmias adrenérgicas, que representam uma série de arritmias aceleradas. PS: o nervo vago inervando o coração vai liberar Acetilcolina que vai exercer no nodo sinoatrial um efeito contrário ao da NOR, ele vai desacelerar o automatismo do nodo sinoatrial produzindo um quadro de bradicardia sinusal. O coração é inervado, mas essa inervação não é essencial a seu rítmo. A inervação exerce uma atividade moduladora para adequar a frequencia cardíaca e a fisiologia cardíaca conforme a necessidade, mas não é essencial. Acetilcolina: tanto a distribuição da inervação colinérgica quanto os receptores muscarínicos se concentram mais no nodo sinoatrial (onde faz bradicardia) e no nodo AV (onde diminui a velocidade de condução pelo nodo AV), mais no miocárdio especializado. Há pouca inervação à nivel ventricular. Então a ação da Ach não é no coração inteiro. ADR/NOR tem ação no coração inteiro.
Sequência de ativação do coração/ Ciclo elétrico do coração (sequencia de ativação do coração em 1 ciclo cardíaco) Quem começa o ciclo, eletricamente falando, é o nodo sinoatrial que vai sofrer despolarização espontânea (já que ele tem automatismo). Como ele é o primeiro a se despolarizar, e ele está localizado na parte póstero-superior do átrio direito, a primeira região que vai despolarizar é a região vizinha ao nodo sinoatrial, ou seja, na sequência de ativação a primeira coisa que vai acontecer é a despolarização do átrio direito. Do momento que o PA surgiu no nodo sinuatrial, quanto tempo vai demorar para
D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 3 despolarizar todo o átrio? Apesar de no átrio não haver um sistema especializado de condução e a condução ocorrer pela própria célula miocárdica, essa condução vai ocorrer numa velocidade muito rápida: 0,08 segundos. (lembrado que todo o ciclo cardiaco vai durar menos do que 1 segundo). Apesar da velocidade e do tempo de ativação atrial ser muito curto, vai existir um breve momento em que as células que estão próximas do nodo sinuatrial já vão ter se despolarizado e as outras estruturas mais afastas ainda não vão ter sido despolarizas, então vai haver no coração uma corrente. Essa corrente vai ser dada pelas células que já se despolarizaram, empurrando a onda despolarizante para as células que ainda não se despolarizaram. Isso vai criar no miocárdio uma diferença de potencial (ddp) entre as células que já se despolarizaram e as que ainda estão em repouso (céls do AE por exemplo). Quando há uma ddp, por exemplo, entre o átrio direito e o átrio esquerdo, ela é possível de ser medida através da eletrocardiografia, que é um aparelho que capta o momento da despolarização convertendo isso numa atividade gráfica para ser analisada e interpretada, podendo medir-se as ondas. Onda P é a onda que o eletrocardiogama nos fornece quando ele está fazendo a leitura dessa ddp, que é o processo de despolarização atrial, a onda P representa a ddp do átrio. A onda P tem a mesma duração de toda despolarização atrial = 0,08 segundos. A onda P então representa o início do ciclo cardíaco, eletricamente falando. Quando terminar a despolarização, não há mais ddp e a onda acaba, volta pra linha de base. Essa ddp no átrio só vai existir novamente quando o átrio começar a repolarizar. Seguindo a sequência de ativação (agora com o átrio despolarizado), a medida que esse impulso elétrico fluiu do nodo sinusal para o sincício atrial, nada contem sua ida ao nodo atrioventricular, só que ao chegar ao nodo AV, o nodo AV não deixa passar a informação para o ventrículo com velocidade/rapidez, porque se ele deixasse a sístole atrial iria coincidir com a sístole ventricular, e isso não pode ocorrer. Cada vez que o átrio entra em sístole o ventrículo tem que estar em diástole, então o nodo AV vai fazer o retardo nodal, deixando passar informação por ele numa velocidade menor para o ventrículo (Retardo nodal: o tempo que demora entre a despolarização atrial e a despolarização representa o retardo nodal; é o tempo que o impulso elétrico está tentando passar pelo nodo AV). Depois que o impulso passa pelo nodo AV e surge no feixe de Hiss, ele inicialmente passa para o feixe comum de Hiss e logo ele passa para o ramo direito e esquerdo simultaneamente e, agora, a velocidade de condução é acelerada em 10x. A fibra de purkinje tem a finalidade de acelerar a velocidade de condução do impulso elétrico pelos ventrículos, porque? O átrio não precisou desse artifício, ele conseguiu propagar a informação de uma célula miocárdica a outra, conseguindo que todas se despolarizassem em 0,08seg, uma despolarização que se concretizou em um tempo hábil (um tempo para todas as células entrarem em sístole simultaneamente, porque se demorasse muito, o átrio direito entraria em sístole e depois o esquerdo, não há essa diferença no padrão contrátil, todas células contraem simultaneamente). Porém o ventrículo não conseguiria fazer esse mesmo trabalho que o átrio com a mesma velocidade que ele, pois a massa ventricular é muito maior, ou seja, há muito mais células a serem despolarizadas. Então para conseguir que todas as células do miocárdio ventricular cheguem ao PA e a uma contração simultaneamente é preciso que as fibras Esse é o papél das fibras de purkinje acelerem em 10x essa velocidade de condução. Esse de purkinje: levar o PA rapidamente para os ventrículos. A despolarização ventricular é feita de uma maneira muito rápida, por causa das fibras, e complexa, porque o ventrículo é uma estrutura maior, então a despolarização ventricular é feita por um complexo de ondas, não é feita por uma onda só: complexo QRS. Complexo QRS é o registro gráfico da despolarização das cavidades ventriculares. Quando está se
D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 4 despolarizando o ventrículo, o coração está gerando uma corrente muito maior, porque a massa ventricular é muito grande e a velocidade é muito alta, então isso resulta num registro gráfico fino e grande. Ao mesmo tempo que os ventrículos estão despolarizando, o átrio está repolarizando (porque ele já tinha despolarizado antes), porém não há registro gráfico dessa repolarização no eletro. Depois de um tempo o ventrículo repolariza = onda T.
Então: Atrio despolariza (onda P) retardo nodal ventrículo despolariza (complexo QRS) átrio repolariza (mas não é possível ver no eletro) ventrículo repolariza (onda T). Isso equivale a UM CICLO CARDÍACO. Se a frequencia cardíaca de uma pessoa é de 72bat/min, vai ocorrer 72x esse ciclo elétrico PQRST. Esse ciclo elétrico é importante para: - saber o que está acontecendo durante a despolarização - analisar a condução do impulso elétrico para ver se está sendo gerado corretamente - observar se o batimento veio do nodo sinoatrial - pode observar qualquer arritmia - observar se o paciente apresentar qualquer alteração na condução pelo nodo AV (condução demorada/ bloqueio AV/ condução mais rápida do que devia) O tempo entre a despolarização do ventrículo e a repolarização é de aproximadamente 0,03 segundos. No coração ocorre despolarização passa um tempo e depois ocorre repolarização, diferentemente da fibra nervosa e do músculo esquelético. Existe um tempo que o coração fica totalmente despolarizado. O coração ao receber um estimulo e gerar um PA, ele só vai estar pronto para receber um novo estímulo depois que ele repolarizar e o tempo em que o coração passa despolarizado, ele está no período refratário. O período refratário do coração é maior que as outras células do corpo, as células geram esse PA chamado de PA com platô que tem essa propriedade de ficar muito tempo despolarizado. Qual a importância desse período refratário maior/de manter essa despolarização? - O coração é um órgão concêntrico em que os miócitos se comunicam. Quando há um impulso elétrico que vem do nodo sinoatrial e ele vai para o ventrículo, a intenção que se tem é que esse PA propague e morra, ele não pode voltar pela cavidade, a última célula a ser despolarizada ela não pode passar informação para as células ao lado, porque se isso ocorrer, aquele mesmo impulso que o nodo sinoatrial estava gerando iria recircular pelo coração várias vezes, gerando uma arritmia: haveria um batimento do nodo sinusal e o outro que voltou. Então o período refratário sendo grande ele garante que quando um célula cardíaca é ativada, que o impulso morra, ou seja, quando o impulso tentar ativar as células ao lado já despolarizadas, ele não consegue porque encontra essas células em período refratário e com o tempo o impulso morre, ninguém consegue ativar ninguém depois que todas células despolarizaram porque todas elas estão em período refratário. Evita as arritmias por re-entrada (re-entrada: mesmo estímulo que foi, re-entrando para fazer um ciclo cardíaco indesejado, não comandado pelo nodo SA). - O evento mecânico praticamente acompanha o evento elétrico: Despolariza – despolarizado – repolariza – repouso = Evento elétrico (PA) Sístole Diástole No coração não vai ter o fenômeno da tetanização, que é a manutenção de uma contração espástica que dependeria de somar a sístole, ou seja, quando estivesse no pico da sístole teria que ocorrer sequencialmente outra sístole, o que é inviável no coração, se
D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 5 tentar somar essa sístole cai no período refratário. Por maior que seja a frequência cardíaca, é obrigatório períodos de diástole entre as sístoles. Então os 2 objetivos do período refratário são: - Garantir que não ocorrerá tetanização (miocárdio contrátil) - Garantir que não haverá re-entrada da excitação, para evitar as arritmias
Analise dos potenciais de ação gerados no coração As propriedades do nodo sinoatrial são diferentes das fibras de Purkinje, do nodo AV. E tem que ser. Espera-se do nodo sinoatrial que ele tenha um bom automatismo, pois ele tem que servir de bateria para o coração (ele está sempre ali se despolarizando, gerando potencial de ação) e da fibra de purkinje espera-se que tenha um automatismo baixo para não competir com o nodo sinoatrial e gerar uma arritmia e por outro lado espera-se que ela tenha uma alta velocidade de condução. Já o nodo AV espera-se que tenha uma baixa velocidade de condução. A eletrofisiologia não é igual, os canais iônicos que vão estar responsáveis pela despolarização não são os mesmos. A classificação dos potenciais de ação cardíacos é feita com base em um determinado parâmetro. Esse parâmetro escolhido para classificar foi a velocidade de despolarização. A velocidade de despolarização vai representar a velocidade com que o potencial de ação vai ser gerado, a velocidade com que a célula vai ganhando cargas positivas e ela vai partir do repouso até o pico máximo do potencial de ação. Alguns potenciais de ação do coração vão se comportar dessa forma:
A célula saiu do repouso (-90mV) até o pico máximo do potencial de ação (+35mV) na fase de despolarização do potencial de ação. E essa fase foi muito rápida, ela ganhou voltagem, ela variou sua voltagem e quanto tempo ela gastou para variar essa voltagem? Quase tempo nenhum. As células cardíacas que apresenta esse tipo de comportamento, possuem os são chamados de potenciais rápidos. Nos potenciais rápidos vai haver uma alta variação de voltagem em relação ao tempo que eles gastam para fazer essa variação (chamados de potenciais de alta dv/dp), por isso a velocidade é alta, a variação de voltagem é muito grande e o tempo é muito pequeno. Os potenciais rápidos são encontrados no miocárdio atrial, no miocárdio ventricular e nas fibras de purkinje. A fase em que a célula se despolariza é chamada de fase zero. Então os potenciais rápidos são aqueles onde a fase zero, que é a fase de despolarização rápida, tem uma alta dv/dp, tem uma rápida velocidade de despolarização. A velocidade de despolarização está relacionada fisiologicamente com a velocidade de condução do PA, não está relacionada com o automatismo, então a propriedade que essa velocidade reflete é o dromotropismo, é a propriedade da condução. Geralmente o potencial o
D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 6 quanto mais rápido ele é maior é o dromotropismo, maior é a velocidade de condução do PA. Quanto maior a velocidade de despolarização maior a velocidade de condução. O outro grupo de potenciais é de potenciais que se comportam eletrofisiologicamente da seguinte maneira quando vão se despolarizar:
Diferentemente dos potenciais rápidos, esse potencial gastou muito tempo entre e repouso e o pico máximo, gastou muito tempo para despolarize. Então a fase zero desses potenciais é lenta, demora muito para chegar ao pico máximo. Os potenciais desse tipo são encontrados no nodo sinoatrial e nodo atrioventricular e são chamados de potencias lentos. Resumindo os potenciais de ação cardíacos são classificados em consideração a velocidade de despolarização, a velocidade da fase zero, e pode ser dividido em: potenciais rápidos (alta dv/dp) e potenciais lentos (baixa dv/dp). Eletrofisiologicamente falando: - Se a fibra de purkinje é classificada como potencial rápido, ela tem uma grande velocidade de despolarização e de condução do PA - Se o nodo atrioventricular é classificado como potencial lento, ele tem uma baixa velocidade de despolarização e de condução do PA. (velocidade muito mais lenta do que em qualquer outra área do coração; vai gerar o retardo nodal em virtude disso)
POTENCIAL RÁPIDO: - Os potenciais rápidos são encontrados no miocárdio atrial, no miocárdio ventricular e nas fibras de purkinje. - Seu potencial de repouso é de aproximadamente -90mV, ou seja, o miocárdio atrial, o miocárdio ventricular e as fibras de purkinje são bastante hiperpolarizados, potencial de repouso é bem negativo e próximo ao potencial de equilíbrio do potássio. - Quando se tem uma célula cardíaca:
D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 7 Todos os fluxos iônicos vão determinar o potencial de repouso, que é bastante negativo dentro da célula. Todas as fases do potencial de ação vão ser dadas por fluxos iônicos que vão acontecer nessa membrana e esses fluxos iônicos vão acontecer através de determinados canais iônicos, por difusão (passiva, não gasta energia). O íon vai fluir a favor do seu gradiente eletroquímico, então, por exemplo, o movimento passivo do sódio e do cálcio, faz com que eles entrem na célula através do canal, então o sódio e o cálcio são uma corrente de entrada (de influxo). Quando sódio e cálcio entram na célula, eles estão levando para dentro da célula cargas positivas, e por isso são correntes despolarizantes. Por outro lado se abrir o canal de potássio, ele vai sair, ele é uma corrente de efluxo (de saída da célula), e ele é uma corrente que tira de dentro da célula cargas positivas, portanto é ele é uma corrente que sempre vai manter a célula mais negativa: ele é uma corrente repolarizante, ele tenta manter a célula em seu potencial de repouso. Se o potencial de repouso da célula é -90mV, a corrente repolarizante predomina, a saída de potássio. Então a célula em repouso os canais de sódio e cálcio estão fechados e não vai haver nenhum movimento significativo deles durante o repouso da célula cardíaca (lembrando que os canais de sódio e de cálcio são PDC). Para a determinação do potencial de repouso de uma célula cardíaca, o movimento importante que está acontecendo é a saída de potássio da célula através do seu gradiente eletroquímico até o ponto em que ele atinge seu equilíbrio eletroquímico (calculado pela equação de Nerst). Então o potencial de repouso da célula cardíaca, ou seja os potenciais de repouso miocárdio atrial, do miocárdio ventricular e das fibras de purkinje são dependentes praticamente do potencial de equilíbrio do potássio, do movimento do potássio pela membrana. Quando varia a concentração de potássio, varia o potencial de equilíbrio dele, então se houver uma variação da potassemia extracelular, por exemplo uma hipopotassemia, na hora de calcular o potencial de equilibrio dele vai ser encontrado um valor mais positivo, alterando o potencial de repouso da célula. Se variar a concentração de cálcio/sódio, praticamente não varia o potencial de repouso, porque eles não contribuem para a definição do potencial de repouso da célula. Hipopotassemia pode gerar arritmia, por diminuir o LE. A corrente de potássio quando a célula está em repouso é denominada Ik1. Esse canal de potássio que vai dar origem a essa corrente é o canal de potássio chamado de retificador de influxo. Esse canal esta aberto com a célula em repouso.
ATIVAÇÃO: Se houver ativação da célula (miocárdio atrial, do miocárdio ventricular e das fibras de purkinje), geração de um potencial de ação, vão ocorrer as seguintes fases de potencial de ação cardíaco: Fase 0: fase de despolarização rápida Fase 1: fase de pequena repolarização Fase 2: fase do platô, célula se mantém despolarizada Fase 3: fase de repolarização Fase 4: fase de repouso Movimentos iônicos: Fase 0: O estímulo aplicado a membrana celular ele vai produzir inicialmente a abertura dos canais PDC de sódio. Ele passa de fechado para aberto. Pra um canal ser aberto tem que estar fechado, se estiver inativado não vai poder abrir. Quando a célula cardíaca está em repouso, nesse valor de potencial de repouso (90mV) os canais rápidos de sódio (PDC) estão fechados, o que permite que eles abram durante o estímulo. Essa fase é
D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 8 rápida, pois é dada por um sódio que tem cinética rápida. Nessa fase predomina corrente de sódio (INa+): acontece uma entrada rápida de sódio na célula pelos canais PDC. Esses canais podem sofrer modulação farmacológica e toxicológica: TTX (toxina do baiacú) bloqueia os canais rápidos de sódio, porém as células cardíacas (miocárdio atrial, do miocárdio ventricular e das fibras de purkinje) são menos sensíveis ao TTX do que os canais do nervo, o que demonstra que os canais não são os mesmos (TTX tem mais afinidades pelos canais das fibras nervosas do que da fibra cardíaca). Por outro lado a sensibilidade desses canais é muito alta aos anestésicos locais, então há bloqueio pelos anestésicos locais, como a lidocaína. A lidocaína em doses baixas tem muita afinidade pelos canais de sódio do coração, ela se liga aos canais e disponibiliza menos canais de sódio para que a fibra cardíaca tenha a despolarização. Lidocaína, propanolona são anti-arritimicos que atuam bloqueando os canais rápidos de sódio da fase 0. Essas substâncias diminuem o automatismo das fibras de purkinje que tem o potencial de ação dependente do sódio. A lidocaína pode ser usada como anti-arritmico para bloquear a hiperatividade das fibras de purkinje, uma hiper excitabilidade de uma região da fibra de purkinje que está atrapalhando o ciclo cardíaco normal através de uma extra sístole ventricular (faz um batimento extra). Esse foco com o tempo pode começar a competir com o nodo sinuatrial (com o ritmo sinusal), pondendo chegar em um momento que esse foco começa a comandar a frequência cardíaca, podendo gerar um quadro taquicardia ventricular, em que a frequência cardíaca é altíssima – taquicardia de foco ectópico ventricular. Importância disso: ao analisar o paciente clinicamente ele apresenta um quadro de taquicardia, ao fazer o eletrocardiograma, observa-se se essa taquicardia é sinusal ou se é de um foco ectópico. Se for uma taquicardia ventricular, sabe-se que o PA ventricular é através das fibras de Purkinje, então essa taquicardia ventricular está acontecendo pela rápida entrada de sódio na célula e vai ser usado lidocaína como forma de diminuir esse automatismo. A entrada rápida de sódio vai chegar a um ponto máximo, um pico, onde o ele para de entrar na célula. Ele para de entrar por inativação dos canais de sódio, a proteína do canal de sódio se inativa rapidamente, então o canal passa de aberto para inativado, não permitindo que o sódio continue entrando na célula e não permite que o canal se abra.
Fase 1: Inativação dos canais de sódio. A célula nessa fase rapidamente repolariza, mas não completamente, perde apenas poucas cargas positivas. Nessa fase ocorre uma pequena repolarização. Para a célula repolarizar ela tem que estar perdendo potássio, mas o canal de potássio Ik1só se encontra aberto com a célula em repouso, que não é o estado que no momento a célula se encontra, ou seja, a saída de potássio vai acontecer por outro canal. Então na fase 1 acontece uma pequena repolarização dada pela saída de potássio da célula e a corrente de potássio que se tem agora é denominada corrente transitória 1 = ITO1 e ITO2, que são dois canais de potássio que vão se abrir nesse momento. Essas duas proteínas que se abriram, se abrem com a célula despolarizada diferente do canal de repouso que se encontra fechado. As correntes que esses canais (ITO1 e ITO2, 01 e 02 porque são canais diferentees) geram são correntes repolarizantes, mas são rápidas, pois são transitórias e só um pouco de potássio sai da célula, e esse pouco que sai não consegue manter a repolarização, pois os canais não ficam abertos tempo suficiente. Fase 2: Momento em que a célula cardíaca mantém-se despolarizada, é a fase do platô. Desde a fase zero, no momento em que a célula cardíaca vai ficando mais positiva e a medida que ela vai adquirindo valores mais despolarizados, ela foi abrindo outros canais PDC. Depois do canal de sódio, abrem-se outros canais, mas de cálcio, que são:
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- canal T: abre primeiro, no miocárdio há poucos canais T então a quantidade de cálcio que entra através dele no miocárdio é desprezível na célula e possui timing pequeno. - canal L: grande e fica aberto por um longo tempo. A grande corrente de cálcio que vai entrar nessa célula é através dele, que vão trazer para dentro da célula correntes de cálcio. A cinética de ativação do cálcio não é igual a do sódio, que abre, entra e gera logo uma grande corrente. O cálcio vai entrando devagar na célula. Então apesar de começar a ser aberto na fase 0 a corrente significante de cálcio só vai ocorrer na fase 2. Então na fase 2 que vai ocorrer a entrada de cálcio na célula, principalmente pelos canais L , que é um canal PDC lento. Não dá para comparar a cinética do sódio (que é rápida) e do cálcio (que é lenta). O cálcio entra na célula no momento em que o sódio não está mais entrando, entra quando os canais de sódio já estão inativados. O cálcio, portanto, estava fechado e passou para aberto na fase 2, e os canais de sódio vão estar inativados. Essa entrada de cálcio retarda a repolarização, mantém o platô (período refratário). Esse mesmo cálcio que está entrando, é o cálcio que vai ir à troponina para realizar a contração do miocárdio contrátil. Se a célula está ganhando cálcio, ele deveria estar levando uma corrente despolarizante e a célula não deveria estar mantida no seu platô, deveria estar se despolarizando. Como isso é possível? Para que esse ganho de cálcio na célula não seja acompanhado de uma variação de voltagem, já que a célula está mantendo a voltagem constante, se a célula está ganhando cargas positivas ela deve estar perdendo cargas positivas. Então na voltagem de platô não está acontecendo apenas a entrada de cálcio na célula, mas também a saída de potássio da célula, isso explica porque a célula não se despolariza mais do que ela já está, se mantém numa voltagem constante. Corrente despolarizante está equilibrada com a corrente repolarizante. O potássio está saindo por um outro grupo de canais tardio, são os canais retificadores tardios/retardados. Esses canais são divididos em 3 grupos: U, R e S . Essas diferenças não são importantes, o que muda de um canal para o outro é a cinética com que cada um se abre (U: mais rápido, R: intermediário, S: lento). Nesse momento a entrada de cálcio na célula está sendo contra balanceada com a saída de potássio na célula, então a célula não está se despolarizando nem se repolarizando. Então na fase 2 vai ocorrer a entrada de cálcio na célula, principalmente pelos canais L, que é um canal PDC lento e a saída de potássio pelos canais URS. Fase 3: Vai chegar um momento no final da fase 2 que ocorre a transição para a fase 3, em que a célula se repolariza, que o canal de cálcio inativa, e a saída do potássio vai repolarizar a célula, polarizando ela até seu potencial de equilíbrio (-90mV). A entrada de cálcio na célula, o canal PDC de cálcio, é modulado pelo verapamil. O verapamil bloqueia os canais L de cálcio, diminuindo a entrada de cálcio na célula, o que representa um efeito inotrópico negativo para as células contráteis. A amiodarona, uma fármaco muito usado como antiarrítmico, bloqueia os canais retificadores tardios de potássio, consequentemente ela retarda a repolarização, aumentando a duração do potencial de ação cardíaco e aumentando o período refratário. Ela aumenta a duração do platô, retardando a repolarização, consequentemente o período refratário é aumentado e isso aborta muitas arritmias aceleradas, diminui a possibilidade de uma célula ser ativada por um foco ectópico, por uma atividade de freqüência alta.
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Fase 4: Miocárdio atrial/ventricular: a fase 4 vai estar presente numa célula que não tem automatismo, então nada fase quatro não vai acontecer nada, nenhuma corrente iônica (espontânea) de marcapasso, porque essas células (miocárdio atrial/ventricular) não tem automatismo. Então a fase 4 vai ser sem despolarização espontânea. A fase 4 vai esperar que um novo estímulo chegue para gerar um novo PA. Se esse PA for de uma fibra de Purkinje: nas fibras de Purkinje na fase 4 ocorre a despolarização espontânea, pois elas são miocárdio especializado, possuem automatismo. A fibra de Purkinje tem um baixo automatismo, então essa despolarização espontânea é muito pequena, não vai ser capaz de gerar um novo PA sozinha. Então a célula vai se despolarizando, ganhando cargas positivas e a tendência é atingir o LE e gerar um novo PA. A fase quatro é uma lenta subida, diferentemente da fase 0 em que a célula despolarizava rápido, é uma tentativa de chegar ao LE para gerar um novo PA. Na fase 4 há um canal lento inespecífico de sódio e cálcio ativado pela hiperpolarização. Quando a célula repolariza na fase 4 a célula volta a seu potencial de repouso, que possui um valor bem hiperpolarizado, bem negativo. Esse valor bem negativo ativa esse canal lento inespecífico. Quando esse canal se abre, o sódio e o cálcio começam a entrar na célula. Porém esse canal não é o canal de sódio bloqueado pela lidocaína, nem é o canal de cálcio bloqueado pelo verapamil, não é um canal PDC de sódio ou cálcio, é um canal lento e inespecífico de sódio e cálcio (outro canal). A corrente de sódio e cálcio que está entrando por esse canal é chamada de corrente If , uma corrente despolarizante chamada de corrente marcapasso. A existência da corrente marcapasso é o movimento iônico mais importante na fibra de purkinje, que faz com que haja uma lenta tendência a ida ao LE. Essa tendência é a propriedade que definimos como sendo o automatismo da fibra de Purkinje. Qual a probabilidade desse movimento gerar um PA? Numa fibra de purkinje o potencial de repouso é bem negativo (-90mV), ele se encontra longe do LE. Essa distância contribui para a fibra de Purkinje ter um baixo automatismo, então as fibras de purkinje tem fase 4 com despolarização espontânea (existe um automatismo, mas é um automatismo baixo). Esse automatismo é baixo pois existe na fibra de purkinje uma grande distância entre o potencial de repouso e o limiar de excitabilidade, então é mais difícil de alcançar o LE, por outro lado a velocidade da fase 4, a inclinação da fase 4, também é lenta, pois depende do canal inespecífico que também é lento. Então dois fatores contribuem para que a fibra de Purkinje tenha um baixo automatismo: a diferença entre o potencial de repouso e o limiar de excitabilidade e a velocidade lenta da fase 4. Quando classificamos o PA cardíaco, classificamos a fibra de purkinje como tendo potencial de ação rápido, porque apesar da fase 4 ser lenta, a fase 0 é rápida (na classificação de PA cardíaco, toma-se como parâmetro a fase 0). Características da fibra de Purkinje: - Fase 0: ela tem velocidade rápida, o que leva a uma rápida velocidade de condução do PA. - Fase 4: ela é lenta, o que define seu baixo automatismo A fibra de Purkinje pelas propriedades eletrofisiológicas que possui, ela cumpre o papel fisiológico também, é um elemento de alta velocidade de condução (para levar informação para o ventrículo rapidamente) e em termos de automatismo, ele é baixo pois a fibra precisa obedecer ao sinal elétrico que vem do nodo sinoatrial. Qualquer fator que interfira nesse automatismo pode produzir um aumento do automatismo em um local indesejado (que o organismo deseja que tenha um automatismo baixo). Ex: A adrenalina aumenta a corrente marcapasso na fibra de Purkinje, ativa a corrente If. Sobre a ação da adrenalina, patologicamente um paciente intoxicado por cocaína,
D a n i e l a T a r t a r o t t i C o n t e | 11 anfetamina, substâncias que aumentam a quantidade de adrenalina, pode acelerar a fase 4, aumentando o automatismo das fibras de Purkinje podendo levar a arritmias, a focos arritmogênicos de excitação. A hiperpotassemia, alterando o potencial de repouso, aproximando ele do LE, também favorece o automatismo, favorece a gênese de um novo potencial de ação. Então qualquer fator que aumente o automatismo da fibra de purkinje é um fator arritmogênico, pode levar a produção de uma arritmia ventricular. As arritmias ventriculares dependem de um potencial de ação que é sódio dependente, porque a fase zero é a fase que despolariza e ela que vai levar a célula a fazer o PA, portanto qualquer fator que esteja relacionado ao aumento do automatismo dessa fibra de Purkinje poderia ser usado uma Lidocaína para bloquear os canais de sódio, impedindo que haja abertura desses canais, diminuindo a despolarização das fibras de Purkinje, é um antiarrítmico usado no caso de uma arritmia ventricular. POTENCIAIS LENTOS
Nó Sinoatrial/Nó AV: - O potencial de repouso nesses nodos é de -55mV, é mais próximo do LE, o automatismo vai estar aumentado. O nodo sinoatrial quando ele está em repouso, os canais de sódio estão inativados, ou seja, na hora que for gerar um PA no nó sinoatrial, não há canais de sódio para serem abertos. Os canais de cálcio, tanto o canal T quanto o L, se encontram fechados. ATIVAÇÃO (nó sinoatrial e do nó atrioventricular):
Fase 0: Há um estimulo que leva à abertura dos canais de Cálcio (os de sódio não podem abrir pois estão inativados, e para abrirem tem que estar fechados). A corrente dessa fase é a corrente ICa++ que é uma corrente lenta, pois a cinética do canal L não é igual ao do canal de sódio que é rápida. Então se a cinética do cálcio é lenta, mesmo o canal abrindo a entrada de cálcio na célula não vai obedecer a mesma cinética que aconteceria se fosse nos canais de sódio, então a corrente despolarizante é lenta, por isso a fase 0 é lenta. Na hora que a célula for despolarizar, ela despolariza lentamente até chegar no seu pico máximo. Portanto a fase 0 é uma fase lenta e todo o potencial de ação nessas células é cálcio dependente, não há corrente de sódio nessa fase. Isso é muito importante na hora de usar um antiarrítmico, pois se usar uma lidocaína, não vai interferir de forma alguma com a excitabilidade do nodo sinoatrial. Por exemplo: o paciente apresenta uma taquicardia sinusal, se você der ao paciente lidocaína, nada vai acontecer pois ela vai bloquear canal de sódio, e canal de sódio não participa em nada no nó sinoatrial. Porém se utilizar verapamil, ele vai bloquear os canais de cálcio, podendo ser usado como tratamento para as arritmias aceleradas com início no nodo sinusal. A entrada de cálcio na célula vai acontecendo até atingir o pico máximo do PA, e nessa ativação dos nodos não ocorre a fase 1 como ocorre nos potencias rápidos. Fase 2: Há uma transição entre os canais de cálcio que ainda estão abertos e começa a ter saída de potássio da célula pelos canais retificadores retardados/tardios (URS). Fase 3: A célula repolariza, quando os canais de cálcio são inativados e ocorre saída de potássio da célula. Quem repolariza é a saída de potássio da cél.
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Fase 4: Gera o automatismo no nó sinoatrial. O potencial de repouso dos nodos é 55mV e na fibra de Purkinje é -90mV. A corrente marcapasso dada pela corrente If , que é a corrente sódio e cálcio lentos, sódio e cálcio que estavam entrando lentamente na célula e que eram ativados quando a célula chegava ao repouso. Onde a célula alcança o maior valor hiperpolarizado? Na fibra de Purkinje (lembrando que a corrente marcapasso é ativada quanto mais hiperpolarizada estiver a célula). Então a corrente If está mais ativada na fibra de Purkinje do que no nó sinoatrial, porque se alcança um valor mais hiperpolarizado na fibra. Essa corrente apesar de existir na fase 4 do nodo sinoatrial, ela é menos importante no nodo sinoatrial do que na fibra de purkinje. No nodo sinoatrial há uma grande quantidade de canais de Cálcio tipo T, que vai fazer uma entrada lenta de cálcio, essa corrente (Ica++T) é mais importante no nodo sinoatrial. Assim que a célula chega ao repouso, automaticamente abrem os canais inespecíficos sódio/cálcio pra fazer a corrente If e abrem os canais de cálcio que vai levando a célula ao limiar. Tanto a primeira corrente quanto a segunda, são correntes despolarizantes. A desativação das correntes de potássio é decisivo para compreender que o NSA é o que tem a maior fase 4, a fase 4 mais rápida, que tem maior chances de chegar ao LE e gerar um PA, e que por isso o NSA é quem comando o coração. A desativação das correntes de potássio é o maior contribuinte para a gênese do automatismo no NSA. Quando se leva uma célula ao LE, essa célula tem que ser despolarizada, o potencial dela tem que ficar menos negativo. Qualquer coisa que aumente as correntes despolarizantes é uma tentativa pró-automatismo, para acelerar o automatismo: correntes If (sódio e cálcio) despolariza a célula, corrente de cálcio despolariza também, mas a corrente de potássio é repolarizante. Se ela for muito forte nessa célula, por mais sódio e cálcio que a célula ganhe, se ela está perdendo potássio, não é possível fazer a célula despolarizar, ela não consegue chegar ao LE, porque o potássio está compensando a entrada dois íons positivos. Então como no NSA ocorre nessa fase 4 uma intensa redução da condutância ao potássio, ele não está atrapalhando porque ele está desativado, então qualquer sódio e cálcio que estão entrados, estão realmente sozinhos, podem levar a célula ao LE para gerar o PA, diferentemente da fibra de Purkinje que possui a corrente de potássio de repouso que atrapalhava o automatismo. Então nessa fase é importante a ativação das correntes despolarizantes e a desativação da corrente repolarizante, que é a corrente de potássio, então nessa fase há uma profunda queda da condutância ao potássio. Qualquer fator como a adrenalina que ativa correntes despolarizantes do nodo sinoatrial, favorece a ida ao LE. A Ach no coração, ela se liga ao receptor M2 aumentando a condutância ao potássio. Como esse aumento na condutância acontece? Pela interação da Ach com o receptor M2, há abertura de um canal de potássio Ach-dependente, uma proteína modulada pela Ach existente principalmente no NSA e no nodo atrioventricular (não existe nas fibras de Purkinje, por isso a Ach praticamente não modula a fibra de Purkinje). Se a acetilcolina abre esse canal ela aumenta a condutância do potássio diminuindo o automatismo do nodo sinoatrial, diminuindo a probabilidade da célula do NSA tem de uma vez estando em repouso chegar ao LE e gerar PA. A freqüência cardíaca diminui também, há bradicardia sinusal. - A Ach aumenta a corrente de potássio e dificulta o automatismo, o SNA vai gerar menos potenciais por minuto, a Ach aumenta a duração entre um PA e outro, resultando em bradicardia. - Nor e adrenalina atuando em receptor beta-1: ativaria as correntes marcapasso, despolarizantes, acelerando a fase 4, aumentando o automatismo. Ela aumenta a entrada de cálcio, aumenta a corrente marcapasso, aumenta as correntes despolarizantes.
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Paciente com taquicardia sinusal com necessidade de uma intervenção farmacológica: Como diminuir o automatismo sinusal farmacologicamente? A acetilcolina não é um fármaco, não pode ser usada por via oral, e se for usada por via intravenosa ela é rapidamente degradada pela colinesterase do plasma, ela não conseguiria chegar ao coração. Como então aumentar a Acetilcolina sem usá-la? Usando um anti-colinesterásico, porém seu uso iria aumentar a Ach no corpo inteiro e muitas vezes até do SNC, então o quadro que se teria seria muito generalizado, com muitos efeitos colaterais. Então ele também não é usado. É utilizado então a adenosina, que abre o canal de potássio Ach-dependente no NSA, não agindo em outras partes do corpo, atua localizadamente nesses canais. A adenosina é usada por intravenosa. Tratamento: - Adenosina: vantagem de ser usada: pode ser dada por via intravenosa, ela é bem seletiva e tem uma meia vida curta (não fica durante horas atuando no paciente). Ativa canal de Potássio - Verapamil: Bloqueador de canal de cálcio - Beta-bloqueadores: inibidores da ação da adrenalina (que está causando a taquicardia). Ex: propanolol. Eles bloqueiam o receptor Beta-1. Se na taquicardia sinusal fosse usado Lidocaína faria algum efeito? Não, porque a lidocaína bloqueia canal de sódio, e aí o potencial é todo cálcio dependente. Por outro lado se o paciente está com uma arritmia ventricular e usar o verapamil, não vai haver resposta, pois lá toda a fase 0 é sódio dependente.
Paciente com um bloqueio da condução pelo nodo atrioventricular e/ou uma bradicardia sinusal: O coração está com uma freqüência baixa e pode haver ou não, também, uma desaceleração da condução pelo NAV. Como tratar? - Atropina: bloqueia receptor M2 da Ach: diminui o tônus colinérgico e aumenta o tônus adrenérgico. (tira a influência da Ach e aumenta a da ADR). Como o paciente apresenta bradicardia, a influência da ADR sendo maior faz com que o automatismo cardíaco aumente. (+ usado) - Agonistas adrenérgicos: são usados agonistas Beta-adrenérgicos para acelerar o coração
