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Eletromecânica do Músculo Cardíaco: CICR e Regulação do Cálcio, Notas de estudo de Fisiologia Humana

O processo de geração de força no músculo cardíaco, com foco no mecanismo de acoplamento estação contração-cálcio (cicr) e na regulação do cálcio. Discutem-se os canais de sódio e cálcio, a ativação do canal de cálcio tipo l, a liberação de cálcio para a contração muscular e a ativação da troponina c. Além disso, aborda-se a interação entre os sinais periféricos e o sistema nervoso central (snc) e o papel dos receptores alfa e beta no sistema simpático.

Tipologia: Notas de estudo

2024

Compartilhado em 09/02/2024

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Bárbara Fonseca
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Fisiologia Cardiovascular
Aurícula é uma estenose do átrio;
Os átrios entram em estenose, se
dilatam e criam uma bolsa; não está
presente em todos os corações.
Presente em 26% dos corações.
Septo Interatrial
Septo Interventricular
Septo atrioventricular
Tecido conjuntivo fibroso;
Local onde ficam as válvulas;
Separa morfologicamente os átrios dos
ventrículos;
Não é um tecido com capacidade de
conduzir eletricidade é um isolante
elétrico;
Ele faz, do ponto de vista elétrico, com
que os átrios fiquem totalmente isolados
dos ventrículos
Estrutura presente no septo
atrioventricular: nó atrioventricular
Nó sinusal
Nó atrioventricular
Se tem o sinusal, por que precisa do atrioventricular? O
coração tem uma característica de excitabilidade
diferente de qualquer outro tecido, ele precisa promover
excitabilidade em momentos diferentes e para isso
precisa de um mecanismo de isolamento (septo
atrioventricular). O septo AV em função da sua
característica de tecido conjuntivo não condutor de
eletricidade isola os dois. Então é necessário que haja
um mecanismo de comunicação entre a bioeletricidade
gerada nos átrios para que essa bioeletricidade seja
regenerada nos ventrículos. O nó atrioventricular é
responsável por essa comunicação.
Se o nó sinusal parar de funcionar, o coração para de
funcionar também? Não. Ele continua funcionando, mas
diminui para 50% da frequência cardíaca normal, porque
existe a possibilidade de geração de sinais elétricos pelo
nó AV, mas não na mesma responsividade do nó sinusal.
Coração contrai em ritmos diferentes; cada
câmara tem uma sístole e uma diástole e o
conjunto dessas sístoles e diástoles determina o
mecanismo de ejeção e enchimento ventricular e
atrial.
Outro mecanismo importante é o que controla a
atividade das válvulas.
Cada uma das valvas é ligada a um feixe de
cordoalhas (cordas tendíneas).
Músculo Papilar
Sua estrutura contrátil é igual à do
miocárdio, mas a função não é a
mesma;
Não tem atividade contrátil;
É o mecanismo de regulação do
fechamento da valva;
O músculo papilar e as cordas tendíneas
controlam o fechamento das valvas durante a
contração ventricular direita e esquerda.
A estenose dessas estruturas vai
provocar os sopros cardíacos.
2 pontos importantes: mecanismo de isolamento elétrico
dado pelo septo AV que é justamente ele que faz com
que haja essa diferenciação/ possibilita que haja esse
ritmo ou a responsividade elétrica do coração; músculo
papilar e cordas tendíneas que são determinantes para o
mecanismo de fechamento.
Quando estiver falando dos mecanismos de
sístole e diástole atrial e ventricular, as valvas se
abrem simplesmente pelo ato de forçar/ pela
força exercida pelo deslocamento dos fluídos,
que é uma característica que existe quando se
tem fluídos compartimentalizados.
Fisiologia cardiovascular
Transcrição - Robson
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Bárbara Fonseca

Fisiologia Cardiovascular

  • Aurícula – é uma estenose do átrio;  Os átrios entram em estenose, se dilatam e criam uma bolsa; não está presente em todos os corações.  Presente em 26% dos corações.
  • Septo Interatrial
  • Septo Interventricular
  • Septo atrioventricular  Tecido conjuntivo fibroso;  Local onde ficam as válvulas;  Separa morfologicamente os átrios dos ventrículos;  Não é um tecido com capacidade de conduzir eletricidade – é um isolante elétrico;  Ele faz, do ponto de vista elétrico, com que os átrios fiquem totalmente isolados dos ventrículos  Estrutura presente no septo atrioventricular: nó atrioventricular
  • Nó sinusal
  • Nó atrioventricular Se tem o sinusal, por que precisa do atrioventricular? O coração tem uma característica de excitabilidade diferente de qualquer outro tecido, ele precisa promover excitabilidade em momentos diferentes e para isso precisa de um mecanismo de isolamento (septo atrioventricular). O septo AV em função da sua característica de tecido conjuntivo não condutor de eletricidade isola os dois. Então é necessário que haja um mecanismo de comunicação entre a bioeletricidade gerada nos átrios para que essa bioeletricidade seja regenerada nos ventrículos. O nó atrioventricular é responsável por essa comunicação. Se o nó sinusal parar de funcionar, o coração para de funcionar também? Não. Ele continua funcionando, mas diminui para 50% da frequência cardíaca normal, porque existe a possibilidade de geração de sinais elétricos pelo nó AV, mas não na mesma responsividade do nó sinusal.
  • Coração contrai em ritmos diferentes; cada câmara tem uma sístole e uma diástole e o conjunto dessas sístoles e diástoles determina o mecanismo de ejeção e enchimento ventricular e atrial.
  • Outro mecanismo importante é o que controla a atividade das válvulas.
  • Cada uma das valvas é ligada a um feixe de cordoalhas (cordas tendíneas).
  • Músculo Papilar  Sua estrutura contrátil é igual à do miocárdio, mas a função não é a mesma;  Não tem atividade contrátil;  É o mecanismo de regulação do fechamento da valva;
  • O músculo papilar e as cordas tendíneas controlam o fechamento das valvas durante a contração ventricular direita e esquerda.  A estenose dessas estruturas vai provocar os sopros cardíacos. 2 pontos importantes: mecanismo de isolamento elétrico dado pelo septo AV que é justamente ele que faz com que haja essa diferenciação/ possibilita que haja esse ritmo ou a responsividade elétrica do coração; músculo papilar e cordas tendíneas que são determinantes para o mecanismo de fechamento.
  • Quando estiver falando dos mecanismos de sístole e diástole atrial e ventricular, as valvas se abrem simplesmente pelo ato de forçar/ pela força exercida pelo deslocamento dos fluídos, que é uma característica que existe quando se tem fluídos compartimentalizados.

Fisiologia cardiovascular

Transcrição - Robson

  • Tem características dos dois tecidos musculares:  Disposição das células do músculo liso  Mecanismo de contração e produção de força do músculo esquelético

 Com uma diferença: as células

do miocárdio não possuem aparelho mitótico, então não há hiperplasia celular em células miocárdicas.

  • Mas esse tecido hipertrofia.
  • Pode acontecer de duas formas.  Hipertrofia normal: estímulo do exercício - gera aumento das proteínas contráteis, por isso gera aumento da densidade  Hipertrofia Patológica: cardiomiopatia hipertrófica – dada pela deposição de tecido conjuntivo entre as fibras
  • Do ponto de vista morfológico o coração está localizado no mediastino médio, dentro de uma bolsa/saco visceral  Saco visceral do pericárdio – tem certa elasticidade, mas sua principal função é delimitar o máximo de expansão cardíaca.
  • Hipertrofia aumenta o diâmetro do sarcômero; hipertrofia patológica é para fora, isso quer dizer que a não patológica tem que desenvolver formas diferentes.
  • Hipertrofia do miocárdio é dada 90% em direção ao espaço intraventricular e apenas 10% na direção externa
  • Se o músculo cardíaco hipertrofiasse naturalmente para fora, obstruiria a capacidade de expansão rapidamente. Se diminui o espaço intraventricular não é um problema para ejeção? Não, pois ganha força, ganha eficiência no momento da contração.
  • Sincício – células interconectadas que permitem que quando uma única unidade celular do conjunto seja excitada, todas as outras serão excitadas ao mesmo tempo.
  • Junções GAP  Como são dois canais muito próximos, quando um é excitado o outro também é; quando eles abrem formam um tubo  Diferença entre tubo e canal:

 Canal iônico – permite a

passagem única e exclusiva de um tipo de íon, ele é seletivo.

 Tubo não é seletivo, permite a

passagem de qualquer coisa a favor do seu gradiente de concentração.  Então quando tem excitabilidade cardíaca e ativação das junções GAP tem fluxo difusional de sódio, potássio, cloreto, cálcio, proteínas, magnésio e tudo que tiver o tamanho desse tubo.

  • Ao mesmo tempo que tem a condução elétrica ou a condução do potencial elétrico através desse sincício também tem nutrição do tecido.
  • Favorecem a condução elétrica e outras variáveis (como a nutrição)
  • Sincício garante que as partes do coração se contraiam em uma única unidade.
  • O deslocamento em onda conduz o deslocamento do sangue do átrio para o ventrículo
  • Tecido muscular atrial  Átrio não contrai – não precisa contrair;  Só contrai em estado de necessidade (quando está deitado, correndo ou quando tem uma grande quantidade de sinais oriundos do SNC desencadeando uma grande liberação de neurotransmissores nessa região)  Em estados normais o deslocamento de fluído do átrio para o ventrículo é sempre a favor da gravidade, ele não precisa contrair.  Isso o transforma em um sítio fundamental de investigação. Usando o átrio o professor descobriu que as arritmias cardíacas não são elétricas;  40% das arritmias cardíacas são dadas pela expressão equivocada de um canal de cálcio.
  • Síndrome de Stiffness é quando os ventrículos e os átrios estão previamente contraídos, e aumenta a tensão de repouso; se estão previamente contraídos o volume de enchimento

 Se entra pouco Na+^ demora mais para retornar aos - 40mV.  Isso não interfere na despolarização e repolarização, então o ritmo cardíaco continua normal. O que muda é a frequência de disparos.  Esse potencial elétrico não tem repouso.  A célula muscular cardíaca é uma célula excitável que não tem potencial de repouso. POTENCIAL DE AÇÃO

  • O mecanismo de geração é dado em função da característica estequiométrica de ativação do canal de Na+.  Ele que é ativado e inativado por uma determinada voltagem, então ele gera condutância.  A mudança na curva é dada pelo gradiente de concentração de sódio.
  • No momento em que a despolarização chegar na junção GAP vai ter mudança conformacional, formando um tubo que permite um fluxo difusional bidirecional de qualquer coisa.
  • Tem choque de cargas elétricas. Tem sódio e potássio sendo trocados.
  • A célula é despolarizada, como faz parte de uma estrutura de sincício toda as outras células serão despolarizadas.
  • Precisa de fibras internodais para comunicar o nó sinusal com o nó atrioventricular  Porque o nó AV tem uma responsividade menor e demora muito mais tempo para responder ao estímulo, então precisa que o estímulo chegue mais rápido até ele.
  • Quando finaliza o processo de condução nos átrios é o momento em que esse sinal é descarregado pelo feixe de His, chegando nas fibras de Purkinje que vão descarregar a sua eletricidade no músculo cardíaco. PARTICULARIDADES  Canal de K+  Totalmente ativados em mais ou menos +18mV;  Geram efluxo de K+;  Conduzem a polaridade da membrana de volta ao negativo  À medida que a membrana chegar a uma voltagem de mais ou menos - 40mV tem ativação de canais de Na+^ ativados e inativados por voltagem.  Canais de Na+^ ativados  Influxo de Na+.  Por que ainda tem uma linha na direção da negatividade? Porque demora. Fecha canais de K+^ e abre canais de Na+.  Todos os canais de Na+^ vão estar ativados em mais ou menos - 55mV, que é quando existe a probabilidade de todos os canais de K+^ estarem inativados.  Ativados e inativados em - 40mV  A medida em que as comportas de K+^ se tornam inativas, fechando os canais de K+^ tem uma condução de volta a um estado de positividade – porque continua tendo influxo de Na+.  O influxo de Na+^ continua acontecendo até que a polaridade da membrana chegue até - 35mV. Quando chega em - 35mV os canais de Na+ começam a se fechar.  Canais de Ca2+  Ativados em mais ou menos - 30/-32mV  São totalmente ativados quando chegar ao limiar excitatório = - 40mV.  Totalmente ativados = uma grande quantidade de canais de Ca2+^ ativados gerando uma condutância;  Essa condutância possibilita um grande fluxo de Ca2+.  Fluxo de Ca2+^ conduz a polaridade da membrana na direção do potencial de equilíbrio do cálcio (+20mV).  Quando a polaridade da membrana chega perto de +20mV os canais de Ca2+^ são inativados e os canais de K+^ são ativados – reiniciando o ciclo

Nessa imagem temos a membrana e os canais; O canal de Na+^ já está aberto, pois é um canal voltagem dependente. Quando esse canal de sódio permite a ativação para gerar despolarização vai ter uma mudança na curva, lá em cima, seguida de canal de cálcio finalizando o processo de despolarização. Então vem a repolarização a partir dos canais de potássio. Com a presença da junção GAP vai acontecer um deslocamento desses íons, uma vez que ela forma um tubo permitindo a difusão bidirecional. Na membrana da célula contrátil vão estar expressos os mesmos canais de sódio, cálcio e potássio. Esse deslocamento dos íons vai promover a regeneração do potencial de ação. A interrupção da corrente gerada pelo canal de sódio causa a morte. Nessa imagem tem a estrutura tanto do gerador do sinal elétrico, quanto das células musculares – que estão na disposição de sincício. O que vai acontecer logo em seguida é a geração de um potencial elétrico e a continuidade do sinal. O sinal é conduzido de forma diferente nas células musculares devido as características estequiométricas dos canais

  • Não tem corrente funny.  Corrente funny é apenas no nó sinusal.
  • Nó sinusal gerou o potencial de ação e foi conduzido pelas células musculares e gerou ativação dos átrios; através dos feixes internodais chegou no nó atrioventricular; do nó atrioventricular desceu pelo feixe de His que se divide em fibras de Purkinje e atinge o miocárdio.
  • Existem correntes iônicas com características diferentes, por isso o potencial de ação do miocárdio é diferente do nó sinusal.
  • Potencial de ação chegou nas células musculares cardíacas  Ativou canais voltagem dependentes – canais de Na+.
  • Canais de Na+  Responsáveis por causar a despolarização.  Voltagem dependentes  Tem comporta de ativação e inativação;  São ativados por voltagem e inativados pelo tempo, pois a comporta de inativação vai fechando. → No pico da despolarização; ela não vai até o potencial de equilíbrio do sódio e sim até +20mV.
  • Miocárdio tem uma negatividade maior que o nó sinusal (-90mV/-95mV)
  • Célula muscular cardíaca não tem potencial de repouso – se parar ela morre.

 Quando essa comporta se fecha os canais de K+^ se ativam – KIR – tem dois motifes iguais.  Canais de K+^ são ativados, estão com as comportas abertas; tem efluxo de K+^ gerando repolarização. Porque não tem hiperpolarização e atuação da bomba de Na+/K+? Isso vai acontecer pq a membrana da célula muscular cardíaca tem uma grande quantidade de bombas transportadoras que trabalham o tempo todo. Pergunta: o influxo do Ca2+ vai sinalizar o que? R: Essa sinalização é responsável pelo primeiro processo de acoplamento estação contração – cálcio que induz a liberação de cálcio (CICR) – primeiro mecanismo de contração cardíaca.  Quando o cálcio entra ele vai induzir o primeiro mecanismo de ciclização das pontes cruzadas/ vai gerar uma ativação. Essa linha pontilhada atrás é o potencial de ação. A outra é a produção de força do miocárdio. Ela perdura por um tempo e depois cai. Essa curva de sobreposição permite identificar que a contração, a produção de força do músculo cardíaco tem uma relação direta com o potencial de ação do miocárdio.

  • Fenômeno Batmotrópico  Está associado a capacidade do nó sinusal em promover a geração do impulso.  Geração do potencial de ação – geração da bioeletricidade; condução do estado da corrente funny para o estado de despolarização.  Todas aquelas etapas estão correspondem ao fenômeno Batmotrópico, que está associado a excitabilidade. - Quando eu falo em excitabilidade estou falando de corrente de íons – gradiente de concentração. - Do ponto de vista funcional pode-se dizer que a excitabilidade será alterada mediante uma mudança no gradiente de concentração iônico. - Se mudar o gradiente de concentração de cálcio altera a excitabilidade cardíaca. - Se diminuir o cálcio o fluxo fica lento, ocorre lentificação da transferência de cargas elétricas. A fase de despolarização fica comprometida.  Porque a condução da polaridade é diretamente proporcional ao gradiente de concentração do íon.  Haverá bradicardia. - Mudança (diminuição) no gradiente de concentração de sódio – lentificação da corrente funny. - Para que tenha uma lentificação da repolarização tem que reduzir o gradiente de concentração de K+^ extracelular;  Na primeira ativação terá uma fase de repolarização normal, pois ocorre efluxo de K+, o gradiente de concentração intracelular continua inalterado.  Diminuiu o extracelular e manteve o intracelular, mas o intracelular precisa regular o extra.  Teve redução do K extracelular e não está ingerindo potássio, então como reestabelece a concentração extracelular? → Parte desse K que efluiu durante a repolarização vai ficar de fora para tentar reestabelecer esse gradiente de concentração. → Só a partir da 3ª/4ª contração que começa a diminuir o gradiente de concentração intracelular e vai lentificando a fase de repolarização. - Então tem duas linhas de compreensão:  Primeira linha: quando eu trato, consumo, reestabeleço, a gente pensa em sistema digestório, plasma, célula.  Quando eu paro de ingerir, eu diminuo sistema digestório, diminuo plasma e quem controla/mantem/estabelece essas concentrações é a célula.

→ A célula joga para o plasma para tentar reestabelecer, mas em uma concentração menor porque não tem ingestão. → Então tem bradicardia constante.  Isso é típico de paciente idoso.  A excitabilidade cardíaca do idoso é diferente. → Porque houve uma diminuição da capacidade de absorção de íons em função da operação hormonal. → Bradicardia fisiológica em função da idade. Quando eu falo em batmotrópico e excitabilidade estou falando das correntes iônicas, quando falo de correntes iônicas eu falo dos íons que estão envolvidos nesse processo; geração da corrente funny, despolarização e repolarização.

  • Dromotrópico:  Quando eu falo em condução eu falo em um componente que é muito mais físico - fibras internodais.  Fibras internodais são responsáveis por promover essa estrutura dromotrópica.  Não só elas, mas também os feixes de His e as fibras de Purkinje.
  • A ejeção do fluxo sanguíneo depende de duas variáveis: uma elétrica e uma mecânica.  A elétrica é o potencial de ação do nó sinusal que conduz ao potencial de ação do miocárdio.
  • Força produzida com base na eletricidade gerada – fenômeno cronotrópico – frequência cardíaca
  • FC – Fenômeno cronotrópico e elétrico  Bioeletricidade é responsável por gerar a frequência cardíaca.  Cronotropismo pode ser positivo ou negativo. No entanto, o motivo pelo qual gera essa bioeletricidade é a ativação da célula muscular. A ativação da célula muscular é a capacidade de geração de força – ejeção.
  • Quando se fala dos fenômenos que promovem a geração de força , que promovem a contração fala-se de inotropismo.
  • Quando tem todas essas variáveis juntas geram excitabilidade, condução do potencial de ação, em conjunto eles geram um ritmo de ativação elétrica cardíaca que conduz ao estado final, que é o inotropismo – produção de força.
  • O conjunto dessas 4 variáveis tem um propósito: ejeção do sangue.
  • Nesse caso é excitabilidade intrínseca – independe do SNC
  • Tudo isso é dependente quase exclusivamente de um canal de sódio voltagem dependente ativação e inativação e fluxo difusional de sódio.  4 variáveis são: batmotropismo, dromotropismo, cronotropismo, inotropismo Dúvidas:  Quanto mais tempo os canais de cálcio ficam abertos no miocárdio maior será a força  Sobre a outra aula: a parede do nó sinusal é composta pelas membranas dos corpos celulares. Esses corpos celulares estão interconectados, funcionam como única unidade. Não chegam a ser um sincício.  Remédios para hipertensão atuam na bomba de sódio? Remédio para hipertensão é um beta bloqueador, ele bloqueia ativação do SNC. O que causa hipertensão não é a via intrínseca e sim o aumento da atividade da via extrínseca. Vai discutir a capacidade de geração de força.
  • A primeira etapa do processo de acoplamento estação contração que vai ser discutido é a contração.
  • A contração precisa de força gerada com característica da excitabilidade intrínseca ou do potencial de ação gerado no nó sinusal. Uma vez gerado o potencial de ação tem um conjunto de transferências de eletricidades que vão promover uma mudança no miocárdio.
  • Cálcio que induz a liberação de cálcio (CICR) é um ponto importante para entender o acoplamento estação contração.
  • Na membrana da célula muscular cardíaca (cavéolas) tem canal de cálcio tipo L.
  • O influxo de cálcio que promove o platô é o mesmo responsável pela contração.

cálcio fora que dentro gera fluxo/corrente  Agora tem condutância e fluxo  Cálcio entra.  O que ativava o receptor de rianodina no m. esquelético? A eletricidade. Tinha uma alça citosólica que conduzia eletricidade.

  • No m. cardíaco o receptor de rianodina não é voltagem dependente, é LIGANTE dependente.  Depende do cálcio, que vai ser sinalizador/2º mensageiro.
  • À medida que o cálcio influi ele se liga ao receptor de rianodina

 é isso que a cafeína faz, ela atua

exatamente igual o cálcio se ligando ao receptor de rianodina; por isso ela aumenta a atividade encefálica, pq tem os canais de cálcio que favorecem a liberação de vesículas e aumenta a frequência cardíaca, aumenta os disparos; promove ativação de todos os canais de cálcio, ligantes ou voltagem dependentes.

  • Quando ativa o canal de rianodina gera condutância. Quando falou de m. esquelético o que foi dito sobre afinidade do cálcio com a calsequestrina? Afinidade débil, frágil. Uma simples mudança na condutância é suficiente para desacoplar. É exatamente isso que acontece.
  • Condutância gerada causa o desacoplamento do cálcio com a calsequestrina.
  • O cálcio difunde. Como tem condutância, possibilita o efluxo.  Essa condutância gerada, mesmo sendo física, é suficiente para causar esse desacoplamento.  Tem deslocamento de cálcio a favor do gradiente de concentração.
  • Liberação de cálcio – começa o mecanismo de contração. Como é essa primeira etapa da produção de força? Cálcio que induz liberação de cálcio (CICR).
  • Quanto mais cálcio eu tiver fora da célula, mais cálcio difundirá, mais canais de rianodina serão ativados, mais cálcio será liberado. Justamente esse cálcio é responsável pela produção de força.
  • Cada cálcio que influi libera em média 100 cálcios do retículo. Diferença entre átrio e ventrículo é a quantidade de canais receptores de IP3. No tecido muscular atrial tem 72% de receptores IP3 e 38% de receptores de rianodina. Se tem menos receptores que são ativados por cálcio o fenômeno que produz maior capacidade de geração de força não é o cálcio. No caso do miocárdio é muito mais receptores de rianodina do que de IP3.
  • Primeira característica que envolve é que agora tem canais de sódio.
  • Esses canais de sódio da despolarização também têm função de promover uma outra ativação.  Isso porque na membrana da célula muscular cardíaca tem trocadores de cálcio e sódio – o mesmo trocador funciona de duas formas. → Durante a despolarização ele transporta cálcio para dentro da célula, jogando sódio para fora. → Durante a repolarização ele transporta sódio para dentro, jogando cálcio para fora.
  • Os canais de sódio que auxiliam durante a repolarização.
  • Tem um trocador que funciona de duas formas.  Precisa desse trocador porque os canais de rianodina precisam responder muito rapidamente ao influxo de cálcio.  Esses canais de rianodina precisam necessariamente ser pré-sensibilizados.
  • Precisa de um gradiente para ativar esse trocador.  Esse gradiente é gerado pelo canal de sódio.  O canal de sódio auxilia durante a fase de despolarização (não realizando).  São canais de sódio de baixa resistência.  Quando aumenta o gradiente de sódio intracelular ativa o trocador.  Normalmente não tem sódio dentro da célula.  O trocador funciona transportando um dos agentes usando energia do outro.

 Quem conduz a ativação dele é o sódio.  Quando tem mais sódio dentro da célula o movimento do trocador será sódio para fora e cálcio para dentro. REVENDO DO COMEÇO: Chegada do potencial de ação gerado no nó sinusal  Alterou a polaridade da membrana do miocárdio Ativou canal de sódio voltagem dependente  Esse canal auxilia o início da despolarização Uma vez ativado, permite o influxo em favor do seu gradiente de concentração Esse canal está próximo ao trocador de sódio-cálcio Tem aumento da concentração de sódio próximo ao trocador  Gera a força motriz necessária para ativar o trocador  O trocador sempre transporta um elemento usando a energia dele transportando outro  Ocorre transporte de sódio e transporte de cálcio em sentidos contrários  Esse cálcio tem o propósito de iniciar a sensibilização do canal de rianodina, faz a primeira liberação de cálcio.

  • São esses trocadores que geram as arritmias cardíacas. A alteração deles geram as extrassístoles.
  • Agora tem um pequeno influxo, mas é suficiente para sensibilizar os canais de rianodina e, portanto, iniciar a liberação de cálcio do retículo.
  • A despolarização da membrana segue, atingindo canais de cálcio (DHP).  Esse canal de cálcio de membrana uma vez ativado pela eletricidade vai se deslocar, tem mais cálcio influindo.  Tem cálcio influindo pelo trocador e cálcio influindo pelo DHP. Tem um mecanismo de interpretação da atividade cardíaca/método que chama DFDT – derivado de tensão derivado de força. Essas duas derivadas estão associadas com esse mecanismo de liberação e recaptação de cálcio.
  • O cálcio vai se ligar na troponina C, deslocando a tropomiosina, promovendo a interação entre actina e miosina. Por que esses canais de sódio só auxiliam? Porque são canais que se fecham rapidamente. São canais de sódio de baixa resistência, são ativados em uma voltagem pequena, mas mantem-se abertos por um período muito curto de tempo, então o influxo de sódio por eles não é suficiente para gerar uma despolarização.
  • O que promove a despolarização aqui são os canais de sódio voltagem dependentes, que são maiores e tem 4 comportas.
  • O canal de sódio de baixa resistência é um conjunto de proteínas transmembranas. Revisão de todo o processo – 10min. Áudio 4
  • É responsável por duas funções:  Seu canal é responsável por gerar o platô  Cálcio que influi libera cálcio para a contração muscular.
  • Cálcio liberado do retículo  Cálcio livre transiente;  Tem outra função – ativar a troponina C para deslocar a tropomiosina, expor o sítio ativo e promover a formação da ponte cruzada.
  • Posição contraída faz a ejeção do sangue.
  • O volume de sangue que é ejetado pelo coração depende desse encurtamento.
  • O volume de sangue ejetado pelo coração é diretamente proporcional a quantidade de cálcio que é liberada do retículo.
  • A quantidade de cálcio liberada do retículo é diretamente proporcional à quantidade de cálcio que influi do líquido extracelular.
  • A força cardíaca é diretamente proporcional ao gradiente de cálcio extracelular.  Se houver qualquer alteração no gradiente de concentração do cálcio extracelular o resultado será uma mudança no débito cardíaco.  Débito cardíaco = débito sistólico x frequência cardíaca.  Débito cardíaco é o volume de sangue que passa pelo coração em uma unidade de tempo.  Débito sistólico é o volume de sangue ejetado em uma única sístole.  Frequência cardíaca é o número de vezes que o coração contrai em um minuto.

 Cálcio que saiu do retículo ativa a cálcio- calmodulina que fosforila a fosfolambam.  Fosfolambam ativa a SERCA.  SERCA vai recaptar o cálcio.

  • Todo o processo de relaxamento da tensão muscular é muito mais demorado e gasta muito mais energia.  Tem energia sendo gasta para transportar o cálcio.  Precisa retirar todo o cálcio que influiu e guardar todo o cálcio que foi liberado pelo retículo.
  • Calsequestrina, reduziu o cálcio, a preparação que estava em contração se torna relaxada – DFDT – derivada de força e derivada de tensão. Quem é a maior responsável por essa DT? Quem promove a DT? 90% dela depende da atividade de quem? SERCA
  • O principal mecanismo responsável por promover a DT ou o relaxamento e favorecer a diástole é a atividade da SERCA.
  • O principal mecanismo que vai favorecer a sístole é a produção de força – gradiente de entrada de cálcio.
  • Se tiver aumento temporal da DF (fica mais longa)  Diminui a capacidade de geração de força, porque o fluxo de cálcio ficou mais lento. ▪ Na ECO aparecer DF alterada – para mais ou para menos terá alteração no DHP. → Se tem alteração para a esquerda aumenta a expressão de DHP, tem mais cálcio entrando. → Se tem alteração para a direita diminui a expressão de DHP, tem menos cálcio entrando; muda o gradiente de concentração de cálcio. ▪ Se alterar apenas a DT? → Todas as cardiopatias associadas a disfunção diastólica são associadas a SERCA. → Qualquer mudança na atividade da SERCA e da fosfolambam vai conduzir a uma mudança na DT. ▪ Coaparina (algo assim, não entendi direito e nem achei na internet) – remédio usado por cardiopatas para controlar a atividade da SERCA. → Ele aumenta a atividade da SERCA, faz com que o relaxamento seja mais rápido. → Se a diástole não aumentar, se o relaxamento não for completo, vai ter um enchimento menor, se o enchimento é menor o esvaziamento é menor, débito cardíaco diminui, tem hipóxia. Se pensar do ponto de vista patológico, qual seria a patologia mais grave no coração, uma sistólica ou uma diastólica? Diastólica.  Qualquer mudança na pressão/função diastólica ela altera toda a atividade cardíaca, e gera uma sobrecarga gigantesca – constipação cardíaca. A contração é um fenômeno celular, desencadeada pela despolarização. Contração tem duas etapas: o encurtamento e o relaxamento.  O relaxamento depende de características intracelulares, não é a repolarização que promove ele. Despolarização e repolarização são fenômenos elétricos. Contração e relaxamento são fenômenos mecânicos. Aula 3:
  • Localização do centro cardiovascular.  É o centro que faz a interação entre os sinais periféricos com o SNC e determina uma resposta autonômica.  Como ele faz isso? → Uma vez recebendo a informação, ele desencadeia um conjunto de sinais oriundos dele mesmo na direção de núcleos neurais e vai atingir fibras simpáticas e parassimpáticas.
  • Fibras simpáticas  Promovem sinapse em gânglios próximos da medula;  São todas adrenérgicas;
  • Fibras parassimpáticas  Conexão distante da medula;  São todas colinérgicas;
  • Pessoa com crise hipotensiva. Quando a crise acaba ela transita para um estado normal?  Não, ela vai para um estado hipertensivo e depois normaliza.
  • Os sinais internos são oriundos de duas regiões:  Seio carotídeo – sinais periféricos;  Sinal direto no centro cardiovascular – sinais centrais.
  • Seio carotídeo tem quimiorreceptores  São sensíveis a uma alteração no plasma.  Essa alteração no plasma é a concentração de CO 2.
  • Quimiorreceptores identificam o aumento da concentração de CO 2 e/ou o aumento da concentração de H+
  • O sinal foi causado por uma alteração na capacidade de produzir energia.  O que faz a pressão de CO 2 ser aumentada a níveis superiores ao de sustentação, em estado normal?  Hipóxia – redução na capacidade do transporte desse O 2 nos tecidos.  Redução do O 2 faz aumentar o CO 2. Tem deficiência de O 2.  Qual seria a resposta para controlar isso?  Precisa promover uma mudança no sistema responsável por transportar esse CO 2 , que é o plasma. Esse sinal vai na direção do centro cardiovascular.
  • Sinal chegou no centro cardiovascular e desencadeou uma via simpática.  Promoveu uma alteração no sistema cardiovascular.  Mas essa alteração não foi suficiente para remover o CO 2 que está sendo produzido.  Então o CO 2 continua circulando pelo fluxo sanguíneo e chega na região central. Como é um CO 2 ele vai difundir facilmente através da membrana.  Entretanto essa membrana é impermeável ao hidrogênio, só permite difusão de CO 2.  Por isso, se ocorre essa ativação periférica aumenta-se o transporte do fluxo sanguíneo e esse transporte não é suficiente para remover esse excesso de CO 2 que vai continuar ativando o centro cardiovascular  Justamente no centro cardiovascular que tem a reação de hidrólise do CO 2.
  • Os receptores da membrana são sensíveis a hidrogênio, mas a membrana é impermeável ao hidrogênio.
  • A reação de hidrólise do CO 2 ocorre quando há aumento da concentração de CO 2.
  • Se tivesse necessariamente uma resposta ao CO 2 qualquer mínima mudança na concentração promoveria uma taquicardia.  Então tem um mecanismo de controle.  Esse mecanismo de controle é que na região central os quimiorreceptores centrais necessitam de uma reação química mais longa que só ocorre quando há incapacidade de reposição de CO 2 a partir dos sinais periféricos. Gradativamente ocorre um aumento da tensão exercida no coração.
  • Esse CO 2 vai encontrar dentro do centro cardiovascular uma enzima chamada anidrase carbônica.
  • Anidrase carbônica vai unir a água ao CO 2 formando o ácido carbônico.
  • Ácido carbônico não tem estabilidade e rapidamente se dissocia em íon bicarbonato e hidrogênio.  Agora tem o estimulante, o agente ativador.  Quando esse agente será produzido? → Quando os sinais oriundos dos receptores periféricos não forem suficientes para ter remoção do CO 2 que está no plasma. Na respiração boca a boca está jogando CO 2 e ele junto com a massagem cardiopulmonar faz com que o sangue seja deslocado com uma pressão muito maior de CO 2 e a anidrase carbônica atua. A difusão de CO 2 naquela região será muito maior que o normal, a quantidade de H+^ produzido será muito maior que o normal. À medida que tem H+^ associado a esse receptor promove uma série de descargas.
  • Na membrana tem uma proteína quinase A (PKA).  Proteína pq é transmembrana, quinase pq ela doa ou recebe fosfato, A pq é dependente de AMPc.  Proteína quinase dependente de AMPc.
  • AMPc ativa PKA.
  • PKA tem 3 subunidades: ancoramento, regulatória e catalítica.
  • AMPc se liga na subunidade regulatória da PKA e libera a subunidade catalítica.
  • Subunidade catalítica vai fazer a fosforilação de um canal de Ca2+^ de membrana. Por que precisa de um canal de Ca2+^ de membrana? CICR
  • Tem cálcio entrando, cálcio se ligando à rianodina, rianodina se desorganizando e liberando cálcio para a contração muscular. REPETINDO:  AMPc se liga a subunidade regulatória, faz essa subunidade perder a afinidade pela subunidade catalítica, libera subunidade catalítica, fosforila canal de cálcio, canal de cálcio abre.  Esse canal de cálcio vai ser o primeiro a ser ativado?

 Não. Os canais intrínsecos continuam

ativados, todos eles continuam funcionando.

 Então está dobrando a quantidade de

cálcio. Está dobrando a quantidade de canais.

 Lá tinha DHP, aqui tem canal de cálcio

ligante.

 Com um fazia frequência de 70bpm

com dois a frequência vai para 140bpm. São duas vias ativadas.  Cálcio influi, desorganiza a rianodina, libera cálcio e esse cálcio faz a ciclização formando a ponte cruzada.  Quantidade de cálcio determina a capacidade de geração de força. Mais cálcio – maior a força cardíaca.

  • Ativada quando precisa de uma grande quantidade de sangue. - Precisa de um número maior de sinais. - Continua tendo os periféricos ativados, mas agora soma ativação do sinal. A quantidade de sinais na direção do coração aumentou. - Sinais oriundos do centro cardiovascular pelas fibras simpáticas na direção do coração. - Tem um número maior de sinapses, libera uma quantidade muito maior de vesículas na fenda sináptica.  Nas vesículas tem noradrenalina e adrenalina. - Quando ativou o beta liberou uma vesícula. - Agora que vai ativar o alfa vai liberar + vesículas devido a maior quantidade de sinais. - Aumenta também a quantidade de adrenalina. - A quantidade de noradrenalina não importa agora porque os sítios já estão ativados. - O que está sobrando nas células musculares são os receptores de adrenalina – alfa. - Receptores alfa precisam de apenas uma adrenalina. - Precisa aumentar a proporção de adrenalina para ativar os receptores alfa, por isso é gradativo e somatório. VIA ALFA – COMPONENTES
  • Adrenalina se liga ao receptor alfa; subunidade alfa da proteína G está ligada ao GDP.
  • Ocorre o mesmo processo da via beta, a diferença é a enzima: fosfolipase C (PLC).
  • Na membrana da célula muscular tem um lipídio: Inositol-difosfato (PIP2).
  • Tem PKC – proteína quinase liberadora de cálcio. PROCESSO:
  • Subunidade alfa perde GDP, se associa ao GTP, se desloca em direção a enzima PLC e fosforila a PLC.
  • PLC se ativa com o fosfato e sua função é transferir esse fosfato para o PIP
  • PIP2 recebe o terceiro fosfato e esse fosfato vai quebrar o fosfolipídio de membrana
  • Quando o PIP2 recebe esse terceiro fosfato ele se dissocia em duas moléculas:  Uma se desloca para o citosol – IP3;  Outra se mantém na membrana da célula – diacil-glicerol (DAG).
  • Diacil glicerol ativa PKC ;  A subunidade regulatória da PKC é inibida e a catalítica vai se desacoplar;  Subunidade catalítica vai ativar canal de Ca2+^ de membrana  Ocorre influxo de Ca2+, Ca2+^ ativa rianodina, Ca2+^ sai do retículo  Forma mais uma ponte cruzada em estado de forte produção de força.
  • IP3 sinaliza para o receptor de IP3 no retículo, libera cálcio e forma ponte cruzada. PONTES CRUZADAS  Quantas pontes cruzadas o CICR formou?

 1 – Que foi responsável por realizar uma

contração de 70bpm  Quando somou a essa a ativação extrínseca beta adrenérgica, somou +1.

 Então 2 pontes cruzadas – 140/150bpm

 Quando precisa de mais ativação extrínseca, ativa a via alfa.

 A alfa duplica o que tinha, então chega a

200bpm.  Paciente que toma beta bloqueador, vai fazer eletrocardiograma de esforço, e o médico esquece de avisar ao técnico que vai fazer o exame que o paciente toma beta bloqueador. Essa via vai ser ativada? Não.  Vai acontecer remoção de CO 2? Não. Fator continua aumentando até que ele ative os dois centros (periférico e central), vai ativar a via alfa – frequência cardíaca vai sair de 100 para 190bpm.

  • Maior concentração de CO 2 , no centro cardiovascular tem aumento de H+, tem grande estimulação no receptor de H+.  Ocorre uma grande quantidade de disparos favorecendo a grande liberação de noradrenalina e adrenalina.  Adrenalina vai estar em concentração suficiente para ativar receptores alfa 1.  A frequência cardíaca vai aumentar porque está tendo estimulação no centro cardiovascular. A despolarização do nó sinusal depende da corrente de cálcio, todas as vias que vimos aumentam a entrada de cálcio, então no nó sinusal e no AV aumenta a entrada de cálcio, potencializa a despolarização e gera aumento da FC. No miocárdio potencializa a liberação de cálcio do retículo e aumenta a capacidade de geração de força. Bloqueando a via beta atrapalha, demora que chegue na alfa, mas não bloqueia ela.  O que diferencia a ativação do seio carotídeo e do centro cardiovascular?  É a concentração de CO 2.  Se a concentração de CO 2 que está produzindo é grande, não é suficientemente retirada pela via beta ela vai continuar estimulando.  Precisa continuar aumentando a concentração de CO 2 para fazer a ativação central.  Não quer dizer que é central ou periférica, o que vai atingir o beta ou o alfa é a magnitude de sinais gerados no sistema simpático que vai conduzir um aumento ou diminuição da liberação de vesículas.  Quando tem só um receptor funcionando tem liberação de pequena quantidade.  Quando tem os dois funcionando tem liberação de grande quantidade de CO 2.  Quando faz a massagem na carótida obstrui o fluxo sanguíneo, aumenta a resistência periférica total para baixo e atinge o arco aórtico, quando promove aumento da tensão no arco aórtico estimula o centro parassimpático.  Aumenta a resistência periférica externa total e isso cria uma resistência maior do fluxo sanguíneo, promovendo um aumento da tensão abaixo de onde está fazendo.  Para fazer uma bradicardia pode-se apertar/pressionar o olho do paciente, porque ativa o nervo vago, responsável pela inervação parassimpática que conduz à bradicardia.
  • CICR é um sinal elétrico que despolariza a membrana e ativa canais de Ca2+^ voltagem dependentes (canal de cálcio do tipo L – DHP).
  • DHP é ativado gera condutância para que ocorra fluxo.
  • O fluxo permite que o cálcio influa, ativação do receptor de rianodina.

PROCESSO – VIA INIBITÓRIA

  • O que tem de diferente na proteína G?  Não tem GDP ligado na proteína G e sim GTP.
  • GTP ligado na proteína G.
  • Quando a proteína G tem função inibitória ela está ligada ao GTP porque ela que exerce a função, ela não desencadeia/não transfere para alguém.  Precisa da energia contida no GTP.  Essa proteína Gi é a única em que as três subunidades estão ativas.
  • Acetilcolina ligou-se a proteína da família L (receptor muscarínico). Quando acetilcolina se liga o GTP é quebrado e essa energização desloca todo o complexo beta e gama. Quando promove a excitabilidade cardíaca aumenta a frequência cardíaca, promovendo cronotropismo positivo e aumentou a força, inotropismo positivo.
  • Agora, para reduzir, tem que promover um cronotropismo e inotropismo negativo.
  • O que seria importante fazer na célula para gerar cronotropismo negativo?  Precisa deixar a célula mais negativa.  Estava em - 60mv. Tem que deixar o nó sinusal em - 90mV.  Para isso tem que transportar K+^ para fora.
  • Para diminuir a produção de força tem que fechar os canais de cálcio de membrana.
  • Subunidade alfa é responsável por fechar os canais de Ca2+^ de membrana.  Sua função é inibir a ativação da PKA (PKA ativava canais de Ca2+).
  • Tem canal de Ca2+^ fechado  Se não tem influxo de Ca2+^ diminui o gradiente de Ca2+^ dentro da célula  Quando diminui o gradiente de Ca2+ intracelular diminui a força de contração → Inotropismo negativo – diminuição da capacidade de geração de força.
  • Para efetivamente controlar e gerar bradicardia, a redução da atividade cardíaca, tem que reduzir a atividade elétrica = cronotropismo.
  • Subunidade beta e gama  Ativam um canal de K+  Quando perde cargas positivas de dentro da célula promove uma hiperpolarização.  Uma hiperpolarização faz com que a célula precise de um número muito maior de Na+^ para gerar a corrente funny.  A frequência de disparos diminui. → Cronotropismo negativo – FC diminuiQuanto maior for o estado de hipertensão  Maior será ativação simpática;  Maior será a força exercida nos barorreceptores  Maior será o estímulo na direção do parassimpático  Maior será a liberação parassimpática de acetilcolina  Mais intensa será essa regulação  Maior será a redução da força e da frequência cardíaca podendo conduzir a um desmaio.  No exercício ativa a via simpática, via simpática aumenta a atividade cardíaca.  O que ela faz com o sistema respiratório? Os músculos respiratórios são ativados.  Mas e os receptores que estão no músculo da traqueia? Contraem ou relaxam? Eles relaxam.  Então o tipo de receptor que tem ali é diferente do que tem no coração. No coração tem um beta1 e um alfa1. Mas existem alfa e beta2 espalhados pelo corpo com funções diferentes.
  • Quando junta tudo isso entende-se o mecanismo de ejeção.
  • À medida que tem o enchimento das paredes tem um conjunto de forças atuando.  Tem a frequência cardíaca e o inotropismo.  Mas tem outra força que é característica desse tecido: energia potencial elástica.
  • É a energia armazenada pelas fibras de elastina, fibras reticulares de colágeno, que quando são estiradas pela chegada de sangue auxiliam na sístole.
  • Mas tem outra função importante: eles delimitam a diástole, controlam a diástole.
  • Qualquer alteração nessa capacidade de armazenamento da energia potencial elástica altera também a capacidade de enchimento dessas câmaras e altera o débito diastólico.
  • Justamente esse conjunto de forças (a força de contração e a energia potencial elástica) que favorecem o aumento na tensão intra-atrial  Isso provoca a abertura ou o extravasamento do sangue pelas valvas atrioventriculares e o deslocamento do sangue na direção dos ventrículos.
  • O ventrículo vai encher, vai extravasar, vai esticar, vai armazenar energia potencial elástica, tem o potencial de ação conduzindo ativação dos canais lentos de cálcio, tem a entrada de cálcio promovendo o aumento da produção de força.  Qual a diferença ente átrios e ventrículos?  O átrio tem uma capacidade elástica muito maior que o ventrículo.  O armazenamento de energia potencial elástica no átrio é maior.  Portanto, o átrio precisa de pouca produção de força inotrópica.  O átrio só vai ser ativado para produzir força quando estiver em exercício ou quando necessitar de um grande volume de sangue.
  • No caso do ventrículo o maior componente de força é o cálcio, inotropismo.  O menor componente de força, que apenas contribui, é a energia potencial elástica.
  • Quando ocorre o aumento da tensão, é esse aumento que promove o fechamento da valva atrioventricular. Falamos dos mecanismos de produção de força, falamos dos mecanismos que são responsáveis pelo aumento da tensão intraventricular, dos mecanismos que produzem/são responsáveis por promover a ejeção desse sangue. Esses mecanismos têm uma série de conjuntos de forças que estão associadas. Todos esses mecanismos contribuem para que haja a ejeção desse sangue. Mas, efetivamente o que acontece é que nós temos uma dessas quatro câmaras que é a que define esses volumes = ventrículo esquerdo. Quando fala de uma curva pressão x volume é uma curva de pressão x volume no ventrículo esquerdo.
  • Começando da seta para baixo:  Quando essa câmara ventricular está enchendo ela acabou de sair de um estado de contração.  Esse estado de contração permite que haja um enchimento sem uma mudança efetiva no volume/no estiramento da parede ventricular.  Isso é chamado de enchimento isovolumétrico.  O sangue está enchendo o ventrículo – está tendo diástole.  Diástole ventricular responsável por encher o ventrículo esquerdo.
  • Em um determinado tempo tem uma pequena curva para baixo e uma curvinha para cima (ponto A).