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ELETROGÊNESE DO IMPULSO CARDÍACO

Se colocarmos os eletrodos positivo e negativo de um galvanômetro (instrumento para medir intensidade de correntes elétricas) em duas regiões distintas da superfície externa da membrana celular de uma célula em repouso, notaremos que a agulha não tomará a direção nem do pólo positivo nem do pólo negativo, registrando uma linha isoelétrica (horizontal), numa constatação de que não existe diferença de potencial entre elas, por mais distintas que sejam. Isso também acontecerá se colocarmos os dois eletrodos dentro da célula. Se, entretanto, introduzirmos na célula o eletrodo positivo (denominado “explorador”), deixando o negativo em sua superfície, observaremos a agulha do galvanômetro se dirigir para o lado negativo, fixando-se em torno de -90 mV para as células sódio dependentes (variando normalmente entre -80 e -100 mV), numa evidência de que o meio interno é menos positivo que o meio externo (posto que os dois meios são positivos isoladamente). A essa diferença de potencial denomina-se “potencial de repouso transmembrana” – exemplificando a situação de uma célula em REPOUSO ELÉTRICO. Essa eletronegatividade relativa é uma característica da maioria das células do corpo humano.

Fig 1.1 - Figura demonstrando o comportamento da agulha do galvanômetro com ambos os eletrodos na face externa da membrana celular de uma célula em repouso e, em seguida, após a introdução do eletrodo positivo no meio intracelular. Convencionalmente representado pelo sinal (-), o meio intracelular é também positivo, embora seja MENOS positivo que o extracelular.

Quando o coração está em diástole, a célula miocárdica está em repouso, está “polarizada”. O transporte iônico através da membrana celular gera atividade elétrica (voltagem), como conseqüência das diferenças de composição entre os meios intra e extracelular. Os íons mais importantes nesse processo são o potássio K+ e o sódio Na+, também envolvidos estão o cálcio, cloro, magnésio, fosfatos, bicarbonato e proteínas. O meio intracelular tem maiores concentrações de potássio, fosfatos e proteínas, enquanto no meio extracelular predominam sódio, cálcio e cloro. O desvio do potencial de membrana para valores menos negativos (cerca de -70 para as células sódio dependentes e -40 para as células cálcio dependentes) determina a abertura dos canais correspondentes, com as subseqüentes despolarizações, seguidas do influxo do respectivo íon para dentro da célula, que, dessa forma, sai do “repouso elétrico”.

O potencial elétrico das células miocárdicas é resultante das diferenças entre as composições iônicas dos meios intra e extracelular, por sua vez resultantes de fatores diversos, particularmente da natureza semipermeável da membrana celular – uma estrutura lipoprotéica formada por uma camada dupla de lipídios ligados a proteínas.

Alguns componentes da membrana:

a) Proteínas integrais: atravessam a membrana (proteínas transmembrana), permitindo o fluxo passivo e ativo de íons.

b) Colesterol: determina a rigidez da membrana plasmática pela limitação aos movimentos das caudas dos ácidos graxos.

c) Glicolípide: localizam-se apenas na face extracelular e atuam como receptor celular.

d) Ácidos graxos: dispostos frente a frente, formam o núcleo hidrofóbico central.

A soma dos cationtes do plasma ou soro apresenta sempre uma equivalência elétrica com a soma dos aniontes, normalmente iguais em 155 mEq/l (pode ser menor se há perda de eletrólitos em situações como vômitos ou diarréia, pode ser maior se há perda de água). Há aniontes residuais não mensuráveis, tais como as proteínas plasmáticas, os aniontes dos ácidos orgânicos e inorgânicos, fosfatos e sulfatos. Portanto, a soma dos cationtes medidos (K, Na e Ca) será maior que a soma dos aniontes medidos (HCO3 e Cl). Isso faz surgir o conceito de diferença de aniontes ou diferença de base [diferença de base = (K + Na + Ca) - (HCO3 + Cl)]. O sódio e o cloro são os principais íons do líquido extracelular, enquanto o potássio e os fosfatos são os mais importantes do líquido intracelular.



Fig 1.3 - Concentrações iônicas com a célula em repouso elétrico.

Os íons movimentam-se através da membrana por canais próprios a cada um deles, de conformação protéica. Algumas peculiaridades acerca dos diversos canais:

  • Os canais de potássio são os mais numerosos e os mais importantes, mas apenas os canais de Ca++ e Na+ são responsáveis pela despolarização da célula – esse último sensível à voltagem, gerando um potencial de ação quando a membrana é atravessada por uma corrente elétrica.
  • Canais de potássio “retificadores internos”: existem apenas nas células de resposta rápida, ficam abertos na célula em repouso e fechados na célula despolarizada.
  • Canais de potássio “transitório externo”: propiciam o efluxo de potássio e estão abertos após a despolarização celular em tecidos de resposta rápida.

POTENCIAIS TRANSMEMBRANA

O potássio existe em maior quantidade dentro da célula (relação aproximada de 155:4 mEq/l), enquanto o sódio ocorre em maior proporção fora da célula (relação aproximada de 12:145 mEq/l). Essa situação faz com que haja uma tendência DIFUSIONAL do potássio sair e do sódio entrar na célula – gradiente osmótico. Como o meio intracelular é menos positivo que o meio extracelular, estabelece-se também uma tendência ELÉTRICA do potássio e do sódio entrarem na célula – gradiente elétrico, posto que os íons são partículas eletricamente carregadas, gerando força eletrostática. O fato do íon hidratado de sódio ser um ângstron maior que o íon hidratado de potássio, determina a maior permeabilidade do potássio em relação ao sódio em cerca de 50 vezes. Dessa forma, entender o que ocorre com o potássio nos dá uma boa idéia do que ocorre com o mecanismo iônico de uma forma geral.

Podemos deduzir, portanto, que há uma força difusional “puxando” o potássio para fora da célula, ao mesmo tempo em que ocorre uma força elétrica que o orienta para dentro. Quando as forças elétrica e difusional forem iguais em módulo, ocorrerá um EQUILÍBRIO DINÂMICO. Nesse instante específico, a diferença de potencial entre os meios interno e externo gira em torno de -90 mV nas células sódio dependentes – é o chamado POTENCIAL DE REPOUSO – e dizemos que a célula está POLARIZADA.

A tendência do K+ durante o repouso elétrico é sair da célula, obedecendo ao seu gradiente osmótico (seu gradiente químico é maior que o elétrico), enquanto a tendência do Na+ é entrar na célula, pelo mesmo motivo e também pelo gradiente elétrico favorável. Para manter o estado de repouso elétrico, a bomba de Na?/ K? funciona transportando 3 íons Na+ para fora, a cada 2 íons de K+ para dentro. A cada despolarização, a célula ganha uma pequena quantidade de sódio e perde uma pequena quantidade de potássio, havendo necessidade de um aumento da velocidade da bomba à medida que aumenta a freqüência cardíaca, para que seja mantido o mesmo gradiente iônico. A digital bloqueia essa bomba, daí a importância da freqüência cardíaca na vigência de algumas formas de arritmias induzidas por digitálicos.

Obs: No caso dos íons sódio, tanto a força elétrica quanto a força osmótica impulsionam o fluxo para dentro da célula durante o repouso, não conseguindo porque os canais específicos estão fechados (como explicado acima, apesar uma pequena quantidade de sódio consegue penetrar durante o repouso elétrico).

Entretanto, o determinante primário do potencial transmembrana e das condições de repouso – a diferença entre as concentrações de eletrólitos entre os meios intracelular e extracelular – é a grande concentração de proteínas (ânions – íons negativos) no meio intracelular, cuja envergadura dificulta o livre trânsito através da membrana, proporcionando uma negatividade intrínseca. Obviamente, se dentro da célula há uma potencial negatividade, será atraído para o meio intracelular o íon positivo que mais facilmente atravessa a membrana celular – o potássio, daí porque o meio intracelular é riquíssimo desse íon. O equilíbrio restante será dinâmico a partir dessa realidade. Isso também é verdade em relação ao líquido intersticial e ao plasma (a parede capilar e a membrana celular dificultam o livre trânsito de elementos de grande peso molecular).

A membrana estimulada (potencial de ação) torna-se permeável aos íons, diminuindo mais de 50 vezes a sua resistência e aumentando a sua condutância em cerca de 200 vezes os valores de repouso. Considera-se atualmente a existência de dois tipos de canais de sódio, os rápidos (INa) e os lentos (If). Numa célula miocárdica em repouso os canais rápidos estão fechados e os lentos abertos, quando a célula é ativada e o potencial limiar de -70 mV é atingido, os canais rápidos se abrem e a célula é invadida por sódio – também por uma pequena quantidade de cálcio (Ca²+ - L = canais de longa duração), dando início à curva de potencial de ação das células sódio dependentes, composta pelas fases de zero a quatro – os canais lentos só se fecham completamente na fase 2; os canais Ca²+ - T (abertura transitória) são abertos ao final da despolarização diastólica, responsáveis pela função de marcapasso e presentes somente em tecidos de resposta lenta.


DOIS TIPOS DE POTENCIAL DE AÇÃO PODEM SER REGISTRADOS NO CORAÇÃO:

1 - Células de resposta rápida, sódio-dependentes.

2 - Células de resposta lenta, cálcio-dependentes.

1 - CÉLULAS DE RESPOSTA RÁPIDA

Qualquer processo que diminua subitamente a negatividade do potencial de membrana em repouso a valores considerados limiares (em torno de -70 mV), irá produzir um potencial de ação que se propagará célula a célula, despolarizando-as. Na musculatura miocárdica, o potencial de ação tem origem em células automáticas localizadas normalmente do nódulo sinusal. Esse processo – abertura súbita das comportas ao sódio – também é o mesmo que é responsável pela despolarização das fibras musculares esqueléticas e nervosas.

Iniciado o potencial de ação, a célula fica inexcitável, indiferente a um novo estímulo durante o denominado “período refratário efetivo” (PRE), que se estende desde a fase zero até a segunda metade fase 3, terminando algo em torno de -50 a -60 mV. Segue-se o “período refratário relativo” (PRR), quando um estímulo passa a produzir uma resposta progressivamente normal no sentido descendente da curva, alcançando o chamado “período supernormal” e, por fim, retornando à “fase de repouso”, fase 4 ou, segundo alguns autores, “fase diastólica”.


Importante correlacionar esses períodos aos seus respectivos correspondentes eletrocardiográficos:

Fases 0 e 1 ? QRS.

Fase 2 ? segmento ST.

Fase 3 ? onda T.

Fase 4 (apenas a parte inicial) ? onda U.


A figura a seguir, caracteriza basicamente as alterações eletrolíticas captadas pelo eletrodo explorador no interior de uma célula de resposta rápida, também chamada "célula sódio dependente" (características dos músculos atrial e ventricular e do tecido His-Purkinje), durante as fases de repouso e ação

Fig 1.4 - O traçado iniciado no ponto zero identifica a situação dos eletrodos, positivo e o negativo, colocados na superfície externa da membrana celular de uma célula em repouso elétrico. No ponto "a" o eletrodo explorador é introduzido na célula, o traçado passa a estabelecer a diferença de potencial entre os dois meios, registrando uma linha horizontal em torno de -90 mV, caracterizando o denominado POTENCIAL DE REPOUSO TRANSMEMBRANA. No ponto "b" a célula recebe um estímulo despolarizante, esse estímulo deve ser suficiente para atingir o POTENCIAL LIMIAR de -70 mV (abaixo do qual a célula não responde, seria um estímulo sublimiar). Dá-se início ao POTENCIAL DE AÇÃO – que nada mais é do que o registro elétrico da despolarização da membrana celular, conforme as fases descritas a seguir.

Durante o repouso celular (diástole), a distribuição de cálcio é totalmente desigual entre os meios intra e extracelular. O citoplasma tem quantidades insignificantes desse íon, que se encontra armazenado no Retículo Sarcoplasmático (RS). Sendo muito baixa a concentração intracelular de cálcio, a ligação miosina-actina é inibida, não havendo contração. O potencial de ação abre os canais lentos de cálcio, mas a quantidade que penetra é insuficiente para favorecer uma contração, não fosse a liberação do cálcio armazenado no RS, proporcionada pela denominada “liberação de cálcio induzida pelo cálcio”. Tal processo consiste no controle, por parte de cada canal de cálcio da membrana, de um grupo de micro estruturas localizadas na membrana do RS, denominadas “receptores de rianodina”. Os íons são interiorizados até essas estruturas, reagem com a rianodina e promovem a liberação de grandes quantidades de cálcio por parte do RS, propiciando a contração. Como a quantidade de cálcio liberada pelo RS é proporcional à quantidade de íon que penetra a cada potencial de ação, a força sistólica dependerá da quantidade de cálcio que penetra na membrana celular, bem como da quantidade de receptores de rianodina disponíveis e ativados, além da quantidade de cálcio existente no RS. A intensidade da contração miocárdica, portanto, varia na dependência da quantidade de cálcio que se liga à troponina e da quantidade de ATP que é hidrolisada a cada contração.

FASE ZERO: Despolarização rápida

Abrem-se os "canais de sódio", o íon sódio é atraído em grande quantidade para o interior da célula pela força difusional (pouco sódio no interior) e pela força elétrica (meio intracelular menos positivo que o extracelular), fenômeno esse desencadeado pela despolarização da membrana celular. Também entra uma pequena quantidade de íons cálcio.

A velocidade de ascensão dessa fase é muito grande (600 v/s). Quanto maior a velocidade de ascensão da fase zero, bem como quanto maior a amplitude do potencial de ação, mais facilmente a célula transmitirá seu potencial de ação a uma outra célula e mais rápida será a condução ao longo da fibra.

A célula vai de seu limite negativo de potencial de repouso (- 90 mV), até ao máximo de +30 mV.

Portanto, o sódio entra na célula porque:

  1. A condutância ao Na+ aumentou rápida e subitamente devido à chegada de um potencial de ação que abriu os canais de sódio.
  2. O interior da célula, relativamente negativo, atrai o sódio, que é positivo.
  3. Há muito sódio disponível, a concentração extracelular de sódio supera em muito a concentração intracelular.
  4. O processo de entrada de sódio é regenerativo, pois a entrada de sódio estimula ainda mais a abertura de mais canais rápidos de sódio, dando ao processo uma dimensão explosiva.

Essa “invasão” de sódio dura cerca de 1 a 2 ms, cessando pelos seguintes motivos:

  1. O aumento da carga eletrostática positiva intracelular, causada pela entrada abundante de sódio, reduz a força elétrica que o dirigia para dentro. Passa a existir um equilíbrio entre a força difusional que “empurra” o sódio para dentro (devido ao grande gradiente de concentração), e a força elétrica que passa a “empurrá-lo” em sentido contrário.
  1. Os canais rápidos se fecham muito pouco tempo após se abrirem e a condutância ao sódio retorna aos valores de repouso. O fechamento rápido dos canais de sódio visa proteger a célula de uma possível lise por uma sobrecarga de Na+ e, por extensão, de água (“aonde vai sódio, vai água”), que normalmente só penetra pelos canais protéicos, já que a estrutura lipídica da membrana é impermeável à água. Já nessa fase a bomba de sódio começa a atuar.

FASE 1: Repolarização rápida precoce

Terminada a fase zero, a célula encontra-se repleta de positividade (sódio) e precisa readquirir as condições basais, ou seja, retornar aos -90mV no seu interior. Dessa forma, ela precisa perder elementos positivos e ganhar elementos negativos. Obviamente, ocorrerá a mobilização dos íons de mais fácil trânsito, no sentido de tornar o meio intracelular menos positivo (K para fora e Cl para dentro), levando a curva para próximo de zero mV. É o reflexo imediato da inativação dos canais rápidos de sódio.

FASE 2: Repolarização lenta

É a chamada fase de “platô”, que dura cerca de 0,2 s. Quase que imediatamente, após a abertura das comportas de ativação dos canais rápidos de Na+, os demais canais ficam inativados. A condutância a todos os íons é baixa, particularmente ao Na+, justificada pela inativação dos seus canais. O K+ sai da célula, mas em pequena quantidade, também ocorre um pequeno influxo de cloro. O fluxo de potássio para fora da célula é compensado pelas correntes lentas de cálcio e sódio para o interior, mantendo dessa forma o platô em valores próximos a “zero” mV.

A bomba de sódio age intensamente nessa fase, o que não possibilita uma repolarização rápida devido à entrada de íons cálcio por seus canais específicos (corrente lenta de influxo), trazendo os íons sódio "de carona".

O cálcio que entra nas miofibrilas pelos canais lentos, embora em pequena quantidade, precisa ser reconduzido ao meio extracelular. Isso ocorre de duas maneiras:

a) Cálcio-ATPase ou bomba de cálcio, que hidrolisa ATP e expulsa o cálcio contra o gradiente de concentração extracelular.

b) Proteína trocadora sódio/cálcio da membrana celular, que atua sem gasto de energia, trocando um átomo de cálcio por 3 de sódio.

ECG ECG

Fig 1.5 - As figuras acima demonstram os efeitos do Diltiazem (um bloqueador dos canais de cálcio) sobre os potenciais de ação e as forças contráteis isométricas, em músculo papilar isolado de cobaia. Observa-se que, ao aumento na concentração de Diltiazem, diminuem gradativamente a duração e a voltagem do platô. Hirth, C. et al.: Journal of Molecular and Celular Cardiology, 15:799, Copyright 1983 by Academic Press, Inc. (London) Limited.

As catecolaminas aumentam a corrente lenta de influxo, essa etapa é fundamental no mecanismo pelo qual elas aumentam a contratilidade miocárdica. Os bloqueadores dos canais de cálcio (verapamil, nifedipina, diltiazem, etc), nada mais são do que bloqueadores da corrente lenta de influxo, diminuindo a quantidade de cálcio que penetra na célula miocárdica e, dessa forma, diminuindo a contratilidade cardíaca.

FASE 3: Repolarização rápida final

Essa fase é caracterizada, basicamente, por dois processos: o aumento da condutância ao potássio (induzido, em parte, pela elevação do cálcio intracelular durante a fase de platô) e a diminuição da condutância ao cálcio (ele deixa de entrar na célula). Sai, portanto, bastante potássio, sem o contrabalanço do fluxo lento de sódio e cálcio para dentro da célula, como ocorria na fase 2. Esse aumento é dependente de voltagem, a condutância ao potássio aumenta à medida que o interior da célula fica mais negativo, acelerando o fluxo desse íon para fora da célula e restaurando o nível de repouso do potencial de membrana.

Por um mecanismo ativo de bomba, os íons cálcio e sódio são expulsos da célula, sem que haja corrente desses íons para o interior (como havia na fase de platô); equivale dizer que a negatividade dentro da célula aumenta gradativamente (devido à perda de elementos positivos).

Após o início de um potencial de ação tipo resposta rápida, a célula despolarizada não mais responderá a um novo estímulo até que a sua curva de potencial de ação atinja a metade inferior da fase 3 (em torno de - 50 mV), é o chamado PERÍODO REFRATÁRIO EFETIVO (PRE). A partir desse limite a célula vai gradativamente assumindo uma resposta normal, inscrevendo curvas progressivamente próximas da normalidade à medida que se aproxima da fase 4, onde a curva é normal (Fig. 1.6), é o chamado PERÍODO REFRATÁRIO RELATIVO (PRR)



Fig 1.6 - Demonstra curvas de potencial de ação, geradas a partir de pontos gradativamente mais baixos na segunda metade da fase 3, curvas inicialmente anormais (“a”, “b”, “c” e “d”), em gradativa progressão para uma curva normal (“e”). A amplitude e a velocidade da fase ascendente aumentam à medida que a fibra é estimulada mais tardiamente no período refratário relativo, provavelmente refletindo um número progressivamente maior de canais rápidos de sódio recuperados da inativação e, conseqüentemente, propiciando uma condução mais rápida do impulso cardíaco célula a célula. Para serem efetivos, os estímulos nessa área deverão ser mais fortes que aqueles capazes de resultarem em uma resposta propagada na fase 4.

Dentro da metade inferior da fase 3 encontra-se o chamado PERÍODO VULNERÁVEL DE WIGGERS, caracterizado por grande instabilidade elétrica. Se as células cardíacas sofrerem um estímulo despolarizante exatamente nesse período, que corresponde aos 40 ms que antecedem ao pico da onda T no ECG, podem desenvolver uma arritmia grave (Fibrilação Ventricular) seguida de parada cardíaca, precipitada pelo conhecido FENÔMENO R SOBRE T" (Fig. 25.7). Por isso os aparelhos de desfibrilação elétrica devem ser programados para nunca dispararem nessa fase.

Ao finalzinho da fase 3, surge o chamado PERÍODO SUPERNORMAL, caracterizado pelo fato de produzir respostas normais (curvas normais de potencial de ação) com estímulos de pequena intensidade, que não produziriam resposta em outras fases

FASE 4: Repouso elétrico

Corresponde ao intervalo entre o fim da repolarização e o início da próxima despolarização (período diastólico que fica entre duas curvas de potencial de ação). O PRTM de –90 mV está recuperado às custas de uma distribuição iônica diferente daquela encontrada pela curva de potencial de ação.

É nessa fase que é recuperado o perfil iônico característico do potencial de repouso a ser submetido a uma nova despolarização. O sódio que entrou na célula durante a fase zero é expulso pela bomba Na+/K+, que também traz de volta para o interior da célula o potássio expulso durante as fases 2 e 3.

Fig 1.7 - Demonstra as relações temporais entre a contração mecânica cardíaca e a sua atividade elétrica. A despolarização rápida ocorre antes do desenvolvimento da força muscular; a força máxima de contração coincide com o término da repolarização. Portanto, a contração muscular dura o tempo do potencial de ação.

Note na figura 1.7, que a despolarização (fase zero) ocorre bem mais rapidamente que a repolarização propriamente dita (fase 3). Também é importante ter em mente que, em condições patológicas, uma célula de resposta rápida pode responder como célula de resposta lenta.


2 - CÉLULAS DE RESPOSTA LENTA
As células de resposta lenta são encontradas basicamente no nó sinusal e no nó atrioventricular (AV), a despolarização ocorre pela abertura de canais de cálcio e parece ser devida apenas ao influxo de Ca++ (não há canais de sódio), estando o seu limiar de resposta em torno de -45 a -40 mV. A repolarização parece ser precipitada apenas pelo efluxo de potássio – como nas células sódio-dependentes, não retornando, todavia, após o potencial de ação, a um potencial de repouso constante, porquanto apresenta na fase 4 uma despolarização gradual (esse último detalhe também é comum ao tecido His-Purkinje).

Nas células de resposta lenta o PRR estende-se bem além da fase 3, o que equivale dizer que, mesmo estando a célula totalmente repolarizada, pode ser necessário um estímulo relativamente mais forte para que possamos ter uma RESPOSTA PROPAGADA.

Na curva de potencial de ação das fibras de resposta lenta praticamente não há platô e depois a célula se repolariza. A velocidade de condução das respostas lentas é de cerca de 0,02 a 0,1 m/s, enquanto as respostas rápidas têm uma velocidade em torno de 1 a 4 m/s. As células transmitem o potencial de ação de forma mais lenta (assim caracterizada pela velocidade lenta de ascensão da fase zero), cerca de 50 a 70 v/s.

Fig 1.8 - O potencial de repouso das fibras de resposta lenta é bem menos negativo que o das fibras de resposta rápida (em torno de –60 mV), a duração e a inclinação da sua fase zero é maior, a amplitude do potencial de ação é menor, não existe a fase 1 e o período refratário relativo é mais longo, invadindo a fase 4 (após o final da repolarização).

Chega-se facilmente à conclusão de que a recuperação da excitabilidade (facilidade com que a célula pode ser ativada) é muito mais lenta que na resposta do tipo sódio dependente.

Também encontramos células de resposta lenta nas fibras do anel átrio-ventricular e nos folhetos das válvulas mitral e tricúspide (como também em tecidos doentes). Os canais de cálcio se abrem e se fecham mais lentamente, permanecem abertos por mais tempo e precisam de mais tempo após um estímulo para serem reativados. Dessa forma, a condução lenta e a refratariedade prolongada são suas principais características, justificando a freqüente ocorrência de bloqueios de condução. A velocidade de condução sendo muito menor, os impulsos têm maior probabilidade de serem bloqueados, se comparados com aqueles propagados em tecidos de resposta rápida.

Fig 1.9 - Comparando as curvas de respostas rápida e lenta, veremos o seguinte: 1) A fase zero da curva de potencial de ação das células sódio-dependentes praticamente não consome tempo, é muito rápida, determinando a grande velocidade de condução – célula a célula – do impulso cardíaco nesse tipo de tecido. Nas células cálcio-dependentes a fase zero é muito mais lenta, consumindo muito tempo e sendo responsável pela condução mais lenta. Quanto mais rapidamente o íon específico for mobilizado para o interior da célula na fase zero da curva de potencial de ação, mais rapidamente a parte externa da membrana se tornará negativa, e mais rapidamente, portanto, o impulso transitará de célula em célula. 2) O PRTM das células de resposta rápida fica em torno de -90 mV, enquanto nas células de resposta lenta fica em torno de -60 mV. 3) O período refratário relativo não invade a fase 4 nas células de resposta rápida, mas invadem-no nas células de resposta lenta.

Algumas situações podem transformar uma fibra dependente de canais rápidos em uma fibra dependente de canais lentos, alentecendo a condução onde ela deveria ser rápida e possibilitando condições para que surjam arritmias cardíacas. Pode ocorrer tanto em situações que geram a inativação das correntes de fluxo rápido (como a hiperpotassemia), quanto em situações que exacerbam as correntes de fluxo lento (como a administração de catecolaminas, cálcio, etc). Algumas drogas bloqueiam os canais lentos: verapamil, nifedipina, diltiazem, etc.

A CONDUÇÃO DO IMPULSO CARDÍACO


Quando um potencial de ação percorre uma fibra, seja ela nervosa, esquelética ou miocárdica, o faz através de circuitos locais na interface entre as regiões despolarizada e polarizada, progredindo a despolarização para a região em repouso imediatamente em contato.

Fig 1.10 - Mostra uma célula em dois instantes diferentes, sendo despolarizada a partir do pontoonde se vê uma seta (à esquerda) e sendo repolarizada a partir do mesmo ponto (à direita). As ondas de ativação e recuperação vão da esquerda para a direita, deixando para trás zonas, respectivamente, despolarizadas e repolarizadas.

O impulso cardíaco nasce, normalmente, no nó sinusal e atravessa os átrios com uma velocidade de, aproximadamente, 1000 mm/s. As fibras do nó Sino Atrial (NSA) apresentam-se em continuidade com as atriais, de maneira que o potencial de ação propaga-se imediatamente aosátrios e em seguida aos ventrículos, alcançando por fim o miocárdio contrátil ventricular.

Dessa forma, o potencial limiar de uma determinada célula miocárdica – ou de um grupo de células – é atingido quando um potencial de ação originado em alguma célula automática distante as alcança, “viajando” de célula em célula.

Nas situações de resposta rápida, os canais de sódio se abrem quando o potencial de repouso transmembrana atinge o potencial limiar de -70 mV, deslocando a interface rapidamente ao longo da fibra, numa onda de despolarização. Nas situações de resposta lenta, o potencial a ser alcançado (limiar) gira em torno de -40 mV e a velocidade de condução é muito menor. Quanto maior a amplitude do potencial de ação e maior a velocidade de ascensão da fase zero (menor inclinação), maior a velocidade de condução ao longo de uma fibra. A amplitude do potencial de ação, é equivalente à diferença de potencial entre as zonas polarizadas e despolarizadas dentro de uma mesma célula. Quanto maior a diferença de potencial entre essas regiões, maior será a amplitude do potencial de ação e mais rápida será a onda despolarizante.

AUTOMATISMO

Normalmente, quando acaba a fase 3 e tem início a fase 4 do potencial de ação, segue-se uma certa estabilidade. Algumas células, entretanto, apresentam um processo de instabilidade progressiva (caracterizado pela entrada de cargas positivas), até atingirem o potencial limiar e se autodespolarizarem. Chamamos essas células de CÉLULAS AUTOMÁTICAS, e esse fenômeno de DESPOLARIZAÇÃO DIASTÓLICA.

Fig 1.11 - Estabelece-se um ângulo entre o que seria a estabilidade (PR, de "potencial de repouso") e o que seria o limite a partir do qual a célula se despolarizaria (PL, de "potencial limiar"). Quanto mais aberto esse ângulo mais automática é a célula, a regulação desse ângulo é feita pelo Sistema Nervoso Autônomo. Quando é liberada catecolamina desloca-se a curva em direção à posição "a". Com uma ação vagal importante ocorreria o inverso. Quando houver um predomínio simpático a curva será deslocada para a esquerda, quando o predomínio for parassimpático a curva será deslocada para a direita. Isso ocorre fundamentalmente nas células supraventriculares, onde há inervação simpática e parassimpática. Nos ventrículos, onde há um predomínio nítido do sistema simpático, a regulação das células automáticas ocorre por uma maior ou menor inibição simpática.

Essas células podem ser encontradas no nódulo sinusal, na junção A-V, nos folhetos das válvulas mitral e tricúspide, nos átrios (septo inter-atrial, feixe de Bachmann e no tecido em torno das quatro veias pulmonares), nas fibras de Purkinje, no óstio do seio coronário, entre outros. As células automáticas do nódulo sinusal (células P) são as que têm a freqüência intrínseca mais rápida (80 a 100 vezes por minuto, em média), seguidas pelas da junção A-V. Por esse motivo, são o marca-passo normal do coração, seu estímulo gera a propagação de um impulso que despolariza todas as células cardíacas, inclusive as automáticas, que, por terem freqüência intrínseca menor, são despolarizadas sistematicamente pelo impulso gerado no NSA e, dessa forma, não se expressam (é a "inibição automática por supra-estimulação").

INIBIÇÃO AUTOMÁTICA POR SUPRA-ESTIMULAÇÃO OU "OVERDRIVE SUPRESSION":

Todas as células automáticas têm uma capacidade intrínseca de se autodespolarizarem em uma unidade de tempo. Tomemos como exemplo uma célula que tenha uma capacidade intrínseca de 80 vezes por minuto. Vamos estimulá-la com um marcapasso a uma freqüência de 100 bpm (a freqüência maior do marca-passo determinará o controle do ritmo), depois de algum tempo vamos subitamente desligar o marcapasso. Observaremos que a célula voltará a se manifestar em uma freqüência menor que 80 vezes por minuto e que, progressivamente, voltará a assumir o seu ritmo intrínseco após alguns ciclos. Isso é fundamental para que o nódulo sinusal imponha o seu ritmo e iniba os que possam anormalmente surgir. Portanto, os demais centros de células automáticas serão despolarizados antes de se autodespolarizarem. Como a taxa de despolarização espontânea do nódulo sinusal (NS) é a maior entre os centros automáticos, os demais focos permanecerão latentes.

Em outras palavras, o foco de maior freqüência inibe os demais. Isso decorre de dois fatores:

  1. Durante uma despolarização, há penetração de grande quantidade de sódio na célula. Quanto mais freqüentemente ela for despolarizada, portanto, mais sódio entrará nela por unidade de tempo. Em caso de estimulação excessiva, a bomba de sódio promoverá o transporte de uma grande quantidade desse íon para o exterior da célula, e como a permuta é feita por uma quantidade menor de potássio (3 íons sódio para fora, a cada 2 íons K para dentro), essa atividade excessiva da bomba Na+/K+ acaba tornando o interior da célula muito negativo (hiperpolarizando-o). A negatividade excessiva no interior da célula faz com que o potencial limiar fique mais distante, exigindo mais tempo para ser atingido, distanciando-a de uma despolarização.
  1. A bomba de sódio não para o seu funcionamento excessivo subitamente. Com o término da estimulação em alta freqüência, ela continuará funcionando mais ativamente durante algum tempo, fazendo exatamente o contrário do mecanismo que gera a despolarização diastólica nas células automáticas, expulsando sódio e, conseqüentemente, suprimindo temporariamente o automatismo celular.

Do acima exposto, tiramos a justificativa do porque pode haver uma perda súbita de consciência, por hipóxia, secundária a uma falha na seqüência de despolarização sinusal, mesmo havendo no tecido cardíaco tantos focos de células automáticas capazes de assumirem o ritmo.

As freqüências intrínsecas vão diminuindo do sentido crânio-caudal, de modo que os marcapassos atriais apresentam freqüências bem maiores que os ventriculares. A freqüência de um ritmo ventricular pode ser tão baixa quanto 30 bpm ou menos. Ocorrendo um defeito sinusal, há uma tendência de um ritmo supraventricular assumir o comando. Entretanto, processos patológicos que são responsáveis pela supressão sinusal, não raras vezes também os são pelas supressões atrial e de junção, possibilitando eventualmente a expressão de um ritmo ventricular.

BIBLIOGRAFIA:

Artigos e revistas:

  1. Gamble, J.L.: Chemical Anatomy, Physiology and Pathology of Extracellular Fluid, 6th ed. Cambridge, Harvard University Press, 1954.
  2. Dahms, H., Rock, R., and Seligson, D.: Ionic activities of sodium, potassium, and chloride in human serum. Clin. Chem., 14, 859, 1968.
  3. Hays, R. M.: Dynamics of body water and electrolytes. In Clinical Disorders of Fluid and Electrolyte Metabolism, 2nd ed. (Maxwell, M. H., and Kleeman, C. R., Ed.). New York, MacGraw-Hill Book Co., 1972.
  4. Hirth, C. et al.: Journal of Molecular and Celular Cardiology, Copyright 1983 by Academic Press, Inc. (London) Limited.

Livros e monografias:

1. Moffa, P. M; Sanches P. C. R.; Tranchesi, Eletrocardiograma normal e patológico, 2001.

2. Carneiro, E. F.; O Eletrocardiograma.

3. Batlouni, Michel; Ramires, José; Farmacologia e Terapêutica Cardiovascular, 2ª Edição, 2004.