O MÚSCULO CARDÍACO; O CORAÇÃO COMO UMA BOMBA E A FUNÇÃO DAS VALVAS CARDÍACAS O coração direito bombeia sangue para os pulmões e o coração esquerdo para o corpo. Cada um tem 1 átrio e 1 ventrículo. Ritmo Ritm o car cardíaco díaco:: suce sucess ssiv ivas as cont contra raçõ ções es ca card rdía íaca cas; s; pote potenc ncia iall de aç ação ão transm transmiti itido do pelo pelo m!scu m!sculo lo card cardíac íaco" o" causan causando do os batim batiment entos os rítmic rítmicos os do coração.
FISIOLOGIA
DO
MÚSCULO
CARDÍACO
# m! m!sc scul ulos os:: at atri rial al"" ve vent ntri ricu cula larr e $b $bra rass es espe peci cial ali% i%ad adas as e& e&ci cita tat' t'ri rias as e condutoras.. (trial e ventricular contraem)se como os m!sculos esquelticos" condutoras por porm a dura duraçã ção o de cont contra raçã ção o ma maio iorr. *á as $bra $brass e&ci e&cita tat' t'ri rias as e de condução s' se contraem +racamente" por conter poucas $bras contráteis" mas com descargas eltricas rítmicas automáticas ,potenciais de ação-" ou cond condu% u%em em os pote potenc ncia iais is de aç ação ão ,sis ,siste tema ma e&cit &citat at'r 'rio io que que cont contrrola ola os batimentos-.
ANATOMIA FISIOLÓGICA DO MÚSCULO CARDÍACO (s $bras musculares se dispõem em mala" com $bras se dividindo" se recombinando recombinando e se separando. / um m!sculo estriado" com mio$brilas típicas ,$lamentos de actina e miosina-. O Miocárdio como m !i"c#cio$ Os disc discos os inter intercala calados dos são membranas celulares que separam as clulas miocárdicas. 0m cada disco as membranas celulares se +undem" +ormando as unções comunicantes ,gap- permeáveis que permitem rápida e livre di+usão de íons. (ssim" os potenciais de ação se prop propag agam am +aci +acilm lmen ente te de uma uma c clu lula la para para outr outra. a. 2uan 2uando do uma uma c clu lula la e&citada o potencial de ação se espala para todas. Sincício Sincí cio atria atriall : +or +orma as par paredes edes dos dos átri átrios os.. Sincício ventricular : +orma a parede dos ventrículos. Os átrios são separados dos ventrículos por tecido $broso que circunda as aberturas das valvas (3 e os poteciais não costumam feixe e AV que atrave atravess ssar ar ess essa a barr barreir eira a $brosa $brosa"" ma mass são condu% condu%ido idoss pelo pelo feix contm $bras condutoras. 0ssa divisão em dois sincícios permite que os ( se contraiam antes dos 3. %OTENCIAIS DE AÇÃO NO MÚSCULO CARDÍACO 4a $bra ventricular tem cerca de 156 milivolts; o intracelular mais ou meno )76 milivo milivolts lts entre entre os batim batiment entos os e passa passa para para um valor valor positi positivo vo ,895 ,895 milivo milivolts lts-- durant durante e cada cada batim batiment ento. o. (p's (p's o potenc potencial ial em ponta ponta inici inicial" al" a membra membrana na perma permanec nece e despol despolari ari%ad %ada" a" e&ibi e&ibind ndo o um platô" que segu egue de repolari%ação abrupta. ( presença do plat +a% a contração ventricular durar 16 ve%es mais que as contrações do m!sculo esqueltico. esqueltico. O &' c(!( o )o*' )o*'"ci(+ "ci(+ d' (,-o )ro+o".(d )ro+o".(do o ' o )+(*/0 4o m!sculo cardíaco" o potencial de ação originado pela abertura de canais de dois
tipos: ,1- os mesmos canais rápidos de s'dio do m!sculo esqueltico e ,9- os canais lentos de cálcio ,canais , canais de cálcio)s'dio-" cálcio)s'dio-" que são mais lentos para se abri abrirr e co cont ntin inua uam m aber aberto toss por por ma mais is temp tempo" o" per permiti mitind ndo o que que gran grande de quantidade de íons cálcio e s'dio penetrem nas $bras miocárdicas" miocárdicas" mantendo prolongado o período de despolari%ação" causando o plat do potencial de ação. Os íons cálcio entrando durante o plat ativam o processo processo da contração muscular" di+erentemente dos íons cálcio do m!sculo esqueltico" originados do retículo sarcoplasmático intracelular. (lm (lm diss isso" imed imedia iata tam ment ente ap's p's o início ício do pote poten ncial cial de aç açã ão a permeabilidade da membrana celular miocárdica aos íons potássio diminui por por 6 ve%e ve%ess ,o que que não não ocor ocorrre no m!sc m!scul ulo o es esqu quel elt tic icoo-.. sso sso pode pode ser ser resu resulta ltado do do in
s ,1>965 da veloci velocidad dade e nas $bras $bras nervos nervosas as calib calibro rosa sas; s; 1>15 1>15 da veloc velocida idade de nas $bras $bras muscular musculares es esquelt esquelticas icas-. -. ( velocidad velocidade e de condução condução nas $bras de ?ur@ine ,sistema condutor especiali%ado- cega a A m>s na maior parte do sistema ,condução rápida do sinal pelas porções do sistema-. %'r#odo %'r# odo r'1r(*ário r'1r(*ário do miocárdio$ miocárdio$ ntervalo de tempo durante o qual o impulso cardíaco normal não pode ree&citar área á e&citada . O normal cerca de 5"96 a 5"#5 s ,8) o plat-. 4o período re+ratário relativo ,5"56s- mais di+ícil e&citar o m!sculo do que nas condições normais" mas pode ser e&citado por impulso mais intenso ,contração BprematuraB-. !sculo atrial: 5"16 s. !sculo ventricular: 5"96)5"#5 s.
ACO%LA ACO% LAME MENT NTO O E2 E2CI CIT TAÇ AÇÃO ÃO3C 3CON ONTR TRAÇ AÇÃO ÃO 3 A FU FUNÇ NÇÃO ÃO DO DOS S ÍO ÍONS NS C4LCIO E DOS TÚBULOS TRANSVERSOS ecanismo pelo qual o potencial de ação provoca a contração das mio$brilas. mio$brilas. 2uando o potencial de ação cursa pela membrana do miocárdio" ele se di+unde para o interior da $bra muscular" passando ao longo das membranas dos t!bulos transversos ,D-. O potencial dos t!bulos D age nas membranas dos t!bulos sarcoplasmáticos longitudinais para causar a liberação de íons cálcio pelo retículo sarcoplasmático no sarcoplasma muscular. Eogo depois" esses ess es íons íons cálci cálcio o se dispe dispers rsam am para para as mio$br mio$brila ilas" s" quand quando o catali catalisam sam as reações químicas que promovem o desli%amento dos $lamentos de miosina e actina" produ%indo a contração. Frande Frande quanti quantida dade de de íons íons cálcio cálcio adici adiciona onais is tambm tambm se di+und di+unde e para para o sarcoplasma" partindo dos t!bulos D no momento do potencial de ação por canais dependentes de voltagem na membrana de t!bulos D. ( entrada de
cálcio ativa canais de liberação de cálcio ,canais de receptores de rionodinana membrana do retículo sarcoplasmático" o que desencadeia a liberação de cálcio para o sarcoplasma. 0m seguida" íons cálcio no sarcoplasma interagem com a troponina troponina para iniciar a +ormação de pontes cru%adas e contração" pelo mesmo princípio do m!sculo esqueltico. Gem o cálcio adicional dos t!bulos D a +orça da contração $caria redu%ida " pois o retículo sarcoplasmático do miocárdio menos desenvolvido que o do m!scu m!sculo lo esquel esquelti tico co e não arma% arma%ena ena cálci cálcio o su$ci su$cient ente e para para a contra contração ção completa. Os t!bulos D do coração tem diHmetro 6 & maior que os do m!sculo esqueltico ,volume 96 & maior-. 0 no interior desses t!bulos á muito mucopolissacarídeos mucopolissacarídeos com carga eletronegativa que se ligam a íons Ca" mantendo)os sempre disponíveis para se di+undirem pelo interior das $bras do miocárdio. 88 ( +orça de contração depende da concentração de Ca no E0C. (s aberturas dos t!bulos D passam atravs da membrana da clula miocárdica para o espaço e&tracelular" ao redor das clulas" permitindo que esse mesmo E0C circule pelos pr'prios t!bulos D; assim a quantidade de Ca 88 no sistema de t!bulos D depende em grande parte da concetração de Ca 88 no E0C. ( contração do m!sculo esqueltico não depende do E0C. 88 (o $nal do plat" o in
O
CICLO
CARDÍACO
Conunto de eventos que ocorre entre o início de um batimento e o início do pr'&imo. / inic inicia iado do pela geraç geração ão de pote potenc ncia iall de aç ação ão no nodo sinusa sinusall" situado na parede lateral superior do (I" pr'&imo da abertura da 3CG; o potencial de ação se di+unde desse ponto por ambos os átrios e" depois" por meio do +ei&e (3 para os ventrículos ,retardo ,retardo de 5"1 s-. Os átrios se contraem antes dos ventrículos" bombeando sangue para os 3 antes da contração ventricular. Jtrios agem como bomba de escova para ventrículos; 3 +ornecem a +onte principal de +orça para propelir o sangue pelo corpo.
DI4STOLE E SÍSTOLE Iiá Iiástole tole:: perí eríodo odo de rela ela&am &ament ento; co cora raçã ção o se enc ence e de sangue ngue.. Gístole: período de contração. ( duração total do ciclo cardíaco" incluindo a sístole e diástole" a recíproca da +requKncia cardíaca. Ge a LC +or M9 bpm" a duração do ciclo 1>M9 bpm. E1'i*o d( 1r'&5"ci( c(rd#(c( "( dr(,-o do cic+o c(rd#(co$ 2uando a LC aumenta" a duração de cada ciclo diminui. diminui. ( duração do potencial de ação e a sístole tambm diminui" mas não por percentual tão alto quanto na
diásto diástole. le. 0ntão 0ntão"" na +requ +requKn Kncia cia muito muito rápid rápida" a" o coraçã coração o não perman permanece ece rela&ado tempo su$ciente para permitir o encimento completo das cHmaras cardíacas antes da pr'&ima contração.
RELAÇÃ RELA ÇÃO O DO EL ELET ETRO ROCA CARD RDIO IOGR GRAM AMA A CO COM M O CI CICL CLO O CA CARD RDÍA ÍACO CO (s ondas ?" 2" R" G e D são voltagens eltricas geradas pelo coração e registradas pelo eletrocardi'gra+o na super+ície do corpo. Onda ?: causada pela disseminação da despolari%ação pelos átrios" seguido pela pela contr contraçã ação o atrial atrial"" que causa causa aument aumento o discr discreto eto na curva curva de press pressão ão imediatamente ap's a onda ?. Ondas 2RG: sur surgem gem como como res esul ulta tado do da desp despol olar ari% i%aç ação ão elt eltri rica ca dos dos ventrículos" o que inicia a contração ventricular e +a% com que a pressão ventricular comece a aumentar; inicia pouco antes da sístole ventricular. Onda D ventr ventricul icular: ar: estágio de repolari%ação dos ventrículos quando suas $bras $bras musc muscula ulare ress começa começam m a rela& rela&ar; ar; surg surge e pouco pouco antes antes da contra contração ção ventricular. FUNÇÃO DOS 4TRIOS COMO BOMBAS DE ESCOVA elora a e$cácia de bombeamento ventricular por no má&imo 95N" mas o coração pode continuar operando sem isso. isso . 2uando os átrios dei&am de +uncionar a di+erença di$cilmente será notada ,e&ceto atletas-. FUNÇÃO DOS VENTRÍCULOS COMO BOMBA E"c6 E" c6im im'" '"*o *o do do! ! 7' 7'"* "*r# r#c c+o +o! ! d dr( r("* "*' ' ( di diá! á!*o *o+' +'$$ Iuran Iurante te a sísto sístole le ventricular o sangue se acumula nos átrios pois as valvas (3 estão +ecadas. (ssim que a sístole termina as pressões que se desenvolveram nos átrios durante a sístole +orçam as valvas (3 a se abrisem" aumentando o volume ventricular ,período ,período de encimento rápido ventricular-. ventricular -. sso ocorre durante o primeiro terço da diástole. 4o segundo terço" quantidade pequena de sangue # ,período de eeção lenta-.
rela&am a&amento ento ventricu ventricular lar %'r#odo d' r'+( %'r#odo r'+((m'" (m'"*o *o i!o7 i!o7o+m o+m9*ric 9*rico$ o$ O rel começa de modo repentino" +a%endo com que as pressões intraventriculares diminuam rapidamente. (s pressões nas artrias que acabaram de ser ceias empurram o sangue de volta para os ventrículos" causando o +ecamento das valvas a'rtica e pulmonar. Iurante 5"5P s" o m!sculo ventricular continua a rela&ar" sem alteração de volume ,período de rela&amento isovolumtrico-. (s pressoes intraventriculares diminuem rapidamente de volta aos valores diast' diast'lic licos" os" então então as valvas valvas (3 se abrem abrem para para inici iniciar ar um novo novo ciclo ciclo de bombeamento. Vo+ o+m' m' di( di(!*< !*<+ic +ico o =" ="(+> (+> 7o+ 7o+m' m' !i! !i!*<+ *<+ico ico =" ="(+ (+ ' d9 d9?i ?i*o *o !i! !i!*<+ *<+ico ico$$ Iurante a diástole" o encimento dos ventrículos aumenta o volume de cada um dele deless para para 115> 115>19 195 5 mE , volu volume me dias diast'lic t'lico o $nal $nal-. -. Q me medi dida da que os ventrículos se esva%iam durante a sístole" o volume diminui mais ou menos M5 mE ,db ,dbito ito sis sist'l t'lico ico ) stro@e volume-. ( quantidade restante em cada ventrículo de A5 a 65 mE ,volume , volume sist'lico $nal-. $nal -. ( +ração do volume $nal dias diast' t'li lico co que que eet eetad ada a deno denomi mina nada da +raç +ração ão de eeç eeção ão ,P5N-. ,P5N-. ?ela ela capacidade de aumentar o volume diast'lico $nal e de diminuir o volume sist'lico $nal" o dbito sist'lico resultante pode ser aumentado at valores acima do dobro do normal.
FUNCIONAMENTO DAS VALVAS Dric!spide e mitral; evitam o re
CURVA DA %RESSÃO AÓRTICA Contração do 30 ) aumento da pressão ventricular at a valva a'rtica se abrir ) pressão no 3 se eleva mais lentamente ,
REGULAÇÃO
DO
BOMBEAMENTO
CARDÍACO
Repouso: bombeia A a P litros de sangue por minuto. 0&ercício intenso: pode ser necessário bombear de quatro a sete ve%es essa quantidade. Os meios bási básico coss de regul egulaç ação ão do volu volume me bomb bombea eado do são são ,1,1- reg regulaç ulação ão car cardíaca díaca intrínseca"" em resposta s variações no aporte do volume sanguíneo em intrínseca dir direç eção ão ao co cora raçã ção o e ,9,9- con contr trole ole da +r +requ equKnc Kncia ia car cardía díaca ca e da +or +orça ça de bombeamento pelo bombeamento pelo sistema nervoso autonmico.
REGULA REGU LAÇÃ ÇÃO O IN INT TRÍN ÍNS SEC ECA A DO BOM OMBE BEAM AME ENT NTO O CARD RDÍA ÍAC CO 3 O MECANISMO DE FRAN3STARLING ( quan quanti tid dade ade de sangue ngue bombea beada pelo pelo coraç oraçã ão a cada ada minuto nuto deter determi minad nada a pelo pelo volum volume e de sangue sangue que cega cega ao coraçã coração o pelas pelas veias veias ,retorno venoso-. venoso-. Cada tecido peri+rico do corpo controla seu
bombeia
todo
o
sangue
ue
a
ele
retorna
pelas
veias !
(+ ( ')+ic(,-o do m'c("i!mo d' Fr("3S*(r+i".0 2uando quantidade adicional de sangue cega aos 3" o m!sculo cardíaco mais distendido" o que leva o m!sculo a se contrair com +orça aumentada ,os $lamentos de miosina e actina $cam dispostos em ponto mais pr'&imo do grau ideal de superposição para a geração de +orça-. (ssim" o 3 em +unção de seu encimento otimi%ado automaticamente bombeia mais sangue para as artrias ,capacidade do m!sculo distendido de se contrair com maior produção de trabalo at seu comprimento ideal ) característica de todos os m!sculos estriados-. ( distensão das paredes do (0 ,aumento do volume de sangue- aumenta diretamente diretamente a +requKncia +requKncia cardíaca por 15N a 95N; o que auda a aumentar a quantidade de sangue bombeada a cada minuto ,contribuição menor que a do mecanismo de Lran@)Gtarling-. Cr7(! d' 1",-o 7'"*ric+(r Sma das melores maneiras de e&pressar a capacidade +uncional dos 3 para bombear o sangue. Gão outra maneira de representar o mecanismo de Lran@) Gtarling. 0nquanto os 3 se encem em resposta resposta a maiores pressões pressões atriais" o volume de cada 3 e a +orça da contração cardíaca tambm se elevam" levand levando o o coraçã coração o a bombea bombearr ma maior iores es quanti quantidad dades es de sangu sangue e para para as artrias. "urva do traba trabal#o l#o sistó sistólico lico: medida que a pressão atrial aumenta em qualq qualquer uer dos lados lados do coraç coração" ão" o trabal trabalo o sis sist'l t'lico ico desse desse mes mesmo mo lado lado tambm aumenta" at alcançar seu limite de capacidade de bombeamento ventricular. "urva do volume ventricular : quando se elevam as pressões atriais esquerda e direit direita" a" o volum volume e ventri ventricu cular lar por minut minuto o resp respect ectivo ivo tambm tambm aument aumenta. a. Co"*ro Co" *ro+' +' do cor cor(,(,-o o )' )'+( +( i"' i"'r7( r7(,-o ,-o !im !im)á* )á*ic( ic( ' )(r )(r(!! (!!im) im)á*i á*ic( c( 4ervos simpáticos e parassimpáticos ,vagos- tambm controlam a e$cácia do
bombea bombeamen mento to cardía cardíaco" co" que inerva inervam m abunda abundante ntemen mente te o coraçã coração. o. ?ara determinados níveis de pressão atrial" a quantidade de sangue bombeada por minu minuto to ,dbi dbito to car cardíac díaco o- pode pode se serr aume aument ntad ada a por por ma mais is de 155N 155N pelo pelo estímulo simpático. ?or outro lado" o dbito pode ser diminuído at %ero" ou quase %ero" por estímulo vagal ,parassimpático-. M'c("i!mo! d' 'ci*(,-o c(rd#(c( )'+o! "'r7o! !im)á*ico!$ 0stímulos simpát simpático icoss podem podem aument aumentar ar a +requ +requKnc Kncia ia cardía cardíaca ca em pesso pessoas as adulta adultass ovens ,at 965 bpm-. Dambm aumentam a +orça da contração cardíaca at o dobr dobro o da nor norma mal" l" aume aument ntan ando do o volu volume me bomb bombea eado do de sang sangue ue e aumentando sua pressão de eeção. ( estimulação simpática capa% de aumentar o dbito cardíaco at seu dobro ou triplo" alm do aumento do dbito" originado pelo mecanismo de Lran@)Gtarling. nibição dos nervos simpáticos: pode pode dim diminu inuir mode modera rada dame ment nte e o bombeamento cardíaco da seguinte maneira: as $bras nervosas simpáticas do coração tKm descarga contínua" mas em bai&a +requKncia su$ciente para manter o bombeamento cerca de #5N acima do que seria sem a presença presença de estímu estímulo lo simpát simpático ico.. 2uando 2uando a ativid atividad ade e do sis sistem tema a nervos nervoso o simpát simpático ico deprimida at valores abai&o do normal" ocorre a diminuição da +requKncia cardíaca e da +orça de contração muscular ventricular" diminuindo dessa +orma o bombeamento cardíaco por at #5N abai&o do normal. E!*im+(,-o %(r(!!im)á*ic( V(.(+ do Miocárdio$ ( +orte estimulação das $bras nervosas parassimpáticas do coração pode cegar a parar os batimentos por alguns segundos" mas então o coração TescapaU e volta a bater ,95 a A5 bpm enquanto o estímulo continuar-. Sm estímulo vagal +orte pode diminuir a +orça de contração miocárdica por 95N a #5N. (s $bras vagais estão dispersas pelos ( e muito pouco nos 3" onde ocorre a geração da +orça de contração. ( estimulação vagal redu% principalmente a +requKncia cardíaca e não diminui de modo acentuado a +orça de contração. esmo assim" a combinação dos e+eitos da redução da +requKncia" com leve diminuição da +orça de contração" pode diminuir o bombeamento ventricular em 65N ou mais. E1'i*o E1' i*o do! E!* E!*#m #m+o! +o! Sim Sim)á* )á*ico ico! ! ' %( %(r(! r(!!im !im)á* )á*ico ico! ! "( Cr Cr7( 7( d( F",-o F ",-o C(rd C(rd#(c($ #(c($ A curvas de +unção cardíaca" semelantes s curvas de +unção ventricular. Representam o +uncionamento do coração como um todo e não de um ventrículo isolado; mostram tambm a relação entre a pressão do (I no in
EFE EF EIT ITO O DOS ÍON ONS S
%OT OT4S 4SS SIO E
C4L 4LC CIO NO FUN UNCI CIO ONA NAM MENT NTO O
CARDÍACO Os íons = 8 tKm e+eito acentuado sobre os potencias das membranas; os íons Ca88 tKm participação participação important importante e na ativação ativação do proces processo so de contração contração musc muscu ular lar. ( co conc ncen entr traç ação ão dele deless no E0C E0C tem tem e+ei e+eito toss impo import rtan ante tess no bombeamento cardíaco. 8 E1'i*o! do! Ío"! %o*á!!io$ O e&cesso de = no E0C pode +a%er com que o cora co raçã ção o se dila dilate te e $que $que <áci <ácido do"" alm alm de dimi diminu nuir ir a +req +requK uKnc ncia ia dos dos batimentos. Frandes quantidades bloqueiam a condução do impulso cardíaco dos ( para os 3 pelo +ei&e (3. ( elevação da concentração de = 8 para apenas 7 a 19 m0q>E ,duas a trKs ve%es o valor normal- pode provocar +raque%a acen ac entu tuad ada a e ritm itmo de batim timentos ntos anor normal" al" que que pode podem m ser +at +atais ais. 8 0sses e+eitos resultam" em parte" do +ato da alta concentração de = no E0C diminuir o potencial de repouso das membranas das $bras miocárdicas. ( alta alta conce concentr ntraçã ação o de = 8 no E0C E0C despol despolari ari%a %a parcia parcialme lmente nte a me membr mbrana ana celular" dei&ando o potencial de membrana menos negativo. Q medida que o potencial de membrana diminui" a intensidade do potencial de ação tambm dim diminui inui"" o que +a% +a% as contra ntraççõe õess do co corraç açã ão serem erem mais +rac +racas as.. 88 E1'i*o do! Ío"! Cá+cio$ O e&cesso de íons Ca causa e+eitos quase opostos aos dos íons = 8" indu%indo o coração a produ%ir contrações espásticas. ( causa disso o e+eito direto dos íons cálcio na de
DBITO CARDÍACO O aumento da pressão na aorta não redu% o dbito cardíaco cardíaco at que se atina o valor de pressão arterial mdia de 1P5 mmg. sso equivale a di%er que" durante o +uncionamento cardíaco normal" com pressões sist'licas arteriais normais ,entre 75 e 1A5 mmg-" a determinação do dbito cardíaco +eita pela +acilidade com que o
