Fisiologia Cardiovascular: Estrutura e Função do Coração

28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 112 Fisiologia Cardiovascular parte 01 Fisiologia Humana 1 Introdução Anatomicamente o coração possui um tamanho de aproximadamente 9 cm de largura 12 cm de comprimento e 6 cm de espessura Está situado no mediastino atrás do esterno e na frente na coluna entre os pulmões Muitas pessoas falam que o coração está situado do lado esquerdo do corpo pois cerca de 23 do coração estão virados para o lado esquerdo em relação à linha mediana Sua parede é dividida em pericárdio miocárdio e endocárdio A camada mais externa do coração é o pericárdio O pericárdio é uma membrana que envolve é protege o coração sendo dividido em pericárdio fibroso e seroso O pericárdio fibroso é um tecido resistente e inelástico com isso ele tem a capacidade de evitar o estiramento excessivo do coração além de funcionar ancorandoo no mediastino Abaixo do pericárdio está o miocárdio que forma a massa principal do coração Sua espessura é maior nos ventrículos do que nos átrios sendo que o ventrículo esquerdo possui uma espessura ainda maior O miocárdio é o tecido de contração do coração dando ao coração sua característica de bomba A camada mais interna do coração é o endocárdio formado por uma camada fina de endotélio é uma camada fina de tecido conjuntivo revestindo as câmaras do coração e as válvulas cardíacas No sistema cardiovascular não ocorre a mistura do sangue arterial com o venoso pois esse sistema é um sistema fechado composto pelo coração e vasos Sendo o coração formado por quatro câmaras cardíacas dois átrios e dois ventrículos o que possibilita a divisão do coração em lado esquerdo e direito Para melhores entendimentos sobre como esse sangue circula nesse sistema fechado vamos imaginar que você injete um corante no átrio esquerdo esse sangue passará para o ventrículo esquerdo através da valva atrioventricular esquerda do ventrículo esquerdo ele segue da valva semilunar para artéria aorta e então é distribuído para os vasos de médio e pequeno calibre e para os sistemas Depois esse sangue tende a voltar para o coração pelas veias cavas superior e inferior sendo essa sequência chamada de grande circulação Esse sangue agora entra em uma pequena circulação que começa no átrio direito depois através das valvas atrioventriculares direita vai para ventrículo direito posteriormente passa da valva semilunar para o tronco das aterias pulmonares até que chegue aos pulmões para então sere oxigenado e retornar ao coração mais especificamente no átrio esquerdo pelas quatro veias pulmonares 2 Bioeletrogênese cardíaca 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 212 A bioeletrogênese cardíaca é definida como a capacidade das células cardíacas de alterar a diferença de potencial elétrico através da membrana Para que isso seja possível ocorrem diversos processos de ativação elétrica no coração Dentre esses processos destacamos O potencial de ação nos átrios ventrículos e ramos subendocárdicos O potencial de ação nas células especializadas A Condução do potencial de ação ao longo do coração A capacidade de excitabilidade das células cardíacas Os períodos refratários A modulação do sistema nervoso autônomo A função do coração é bombear o sangue para os vasos sanguíneos para que o sangue consiga alcançar todo o corpo retirando das células impurezas e distribuindo substâncias como gás carbônico e oxigênio O bombeamento do sangue só será possível se os átrios e os ventrículos forem eletricamente ativados e em seguida contraírem Esse potencial de ação cardíaco comumente se origina no nodo sinoatrial SA e então é conduzido para todo o miocárdio de forma sequenciada e cronometrada para que os átrios sejam ativados antes dos ventrículos Para melhor compreensão do potencial de ação vamos começar a descrever suas fases pelo potencial de repouso das células cardíacas O potencial de repouso tem como principal íon o potássio K que devido à sua alta condutância no repouso deixa o potencial de membrana em repouso próximo ao seu potencial de equilíbrio A partir de um estímulo teremos alterações no potencial de repouso da membrana Essas alterações são causadas pelo fluxo de íons para dentro influxo ou para fora efluxo da célula O movimento efetivo de cargas positivas para dentro da célula gera a despolarização da célula e o movimento efetivo de carga positiva para fora da célula deixando o potencial de membrana mais negativo gerando assim hiperpolarização da célula Para que aconteça a passagem do potencial de repouso da célula para a fase de despolarização é necessário alcançar o potencial limiar da célula O potencial limiar é a diferença de potencial elétrico entre o meio intracelular e extracelular Para que ele seja alcançado precisa existir uma corrente de influxo e efluxo Quando a corrente de influxo fica maior que a corrente de efluxo começa a despolarização inicial do celular até alcançar o limiar após atingir o limiar teremos a despolarização rápida pois mais canais de sódio vão abrir Uma vez que o potencial de ação é disparado sua duração fica dependente dos períodos refratários sendo que o período refratário por sua vez é dividido em período refratário absoluto em que absolutamente nenhum estímulo é suficientemente grande para gerar outro potencial de ação e o período refratário relativo em que canais de Na se recuperam e é possível gerar um segundo potencial embora seja necessário estímulo maior que o normal Após atingir o limitar de excitabilidade da célula ocorre um rápido influxo de Na para a célula o que causa maior despolarização em direção ao potencial de equilíbrio do Na Durante essa fase as comportas de inativação dos canais de Na também fecham embora mais lentamente do que as comportas de ativação abrem Após os fechamentos dos canais de Na a corrente de influxo de despolarização não consegue fluir por eles deixando a célula refratária 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 312 Um exemplo importante do período refratário das células contráteis é a presença do platô O platô prolonga a despolarização nos átrios ventrículos e células subendocárdicas consequentemente prolonga o potencial de ação nesses tecidos Agora já com o entendimento de todos os conceitos envolvidos vamos dividir o potencial de ação em fases para entender como elas funcionam nas células contrateis e não contrateis No Potenciais de Ação no átrio ventrículo e ramo subendocárdico a Fase 0 caracteriza a fase ascendente do potencial de ação O aumento transitório do influxo de Na leva o potencial de membrana para aproximadamente 65 mV potencial de equilíbrio do Na caracterizando a despolarização rápida porém antes de alcançar o potencial de equilíbrio do Na aproximadamente 20mV comportas de inativação dos canais de Na se fecham A Fase 1 é marcada pela corrente de efluxo levando um período breve de repolarização também chamada repolarização inicial Essa repolarização inicial acontece devido ao fechamento das comportas de inativação dos canais de Na e pela corrente de efluxo de K Essa corrente de efluxo se dá principalmente pela concentração intracelular de K ser superior à concentração extracelular de K A Fase 2 é marcada pela presença do platô sendo esse platô mais curto nas fibras atriais do que nas fibras ventriculares Nessa fase a membrana despolarizada está relativamente estável sendo os principais íons responsáveis pela manutenção desse platô o íon Ca2 e o íon K No platô ocorre um aumento da condutância ao Ca2 resultando em uma lenta corrente de influxo esse influxo lento reflete a cinética mais lenta desses canais Nessa fase também ocorre o efluxo de K com objetivo de manter a corrente efetiva em zero e o potencial de membrana em um valor despolarizado estável O Ca2 que entra na célula além de ajudar na manutenção do platô estimula a liberação de Ca2 induzida por ca2 a partir de estoques intracelulares para o acoplamento excitaçãocontração Durante a Fase 3 também chamada de repolarização ocorre maior corrente de efluxo do íon K e redução da corrente de influxo do Ca2 No final da fase 3 o potencial de membrana vai se aproximando do potencial de equilíbrio de K reduzindo a corrente de efluxo do K gradativamente A última fase que reflete a fase de diástole elétrica é chamada de fase 4 Nela o potencial de membrana fica de novo estável e as correntes de influxo e de efluxo são iguais e a célula está em equilíbrio Para manter o gradiente elétrico nessa fase temos a bomba de sódio e potássio pois a cada 3Na que ela retira da célula ela coloca 2K para dentro da célula com isso o meio intracelular fica mais negativo mantendo o potencial elétrico negativo dentro da célula 21 Potenciais de ação no nodo sinoatrial e nodo atrioventricular 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 412 No marcapasso natural do coração as bases iônicas do potencial de ação se diferem quando comparadas às células cárdicas contráteis e ao ramo subendocárdico Isso acontece para que nodo SA possa gerar espontaneamente os potenciais de ação sem estímulo neural Para isso o PA do nodo sinoatrial tem potencial de membrana em repouso instável e não tem qualquer platô sustentado ou seja não apresenta fase 1 e 2 do potencial de ação Diante disso vamos fazer um breve relato sobre essas fases do potencial de ação no nodo sinoatrial e no nodo atrioventricular A Fase 0 é também conhecida como fase ascendente do potencial de ação Essa fase não é rápida ou tão acentuada como nos outros tipos de tecidos cardíacos Outra diferença é que nessa fase a deflexão ascendente resulta do aumento da corrente de influxo de Ca2 transportado principalmente por canais de Ca2 do tipo L A fase de repolarização Fase 3 segue a mesma fisiologia dos outros tecidos do miocárdio A repolarização é causada por aumento da corrente de efluxo de K que repolariza o potencial de membrana A Fase 4 é a fase da despolarização espontânea também chamada de fase do potencial marca passo A fase 4 é responsável pela automaticidade das células do nodo SA diferente dos outros tecidos essa é a parte mais longa do potencial de ação do nodo SA Durante a fase 4 o potencial diastólico máximo valor mais negativo do potencial de membrana fica em torno de 65mV No entanto o potencial não permanece esse valor pois ocorre uma lenta despolarização produzida pela abertura dos canais Funny Canal lento de influxo de Na que são ativados pela repolarização do potencial de ação anterior e ajudam a garantir a automaticidade do nodo AS Se a velocidade de despolarização da fase 4 aumentar o nodo SA irá disparar mais potenciais de ação e a frequência cardíaca irá aumentar sendo o contrário verdadeiro assim essa fase é responsável pela alteração da frequência cardíaca É nessa fase que sistema nervoso autônomo atua para fazer essa modulação 22 Despolarização espontânea do nodo av do fascículo atrioventricular e os ramos subendocárdicos fibras de purkinje As células do nodo AV do fascículo atrioventricular e os ramos subendocárdicos fibras de Purkinje não possuem automaticidade intrínseca como as células do nodo SA porém elas são capazes de despolarizar espontaneamente na fase 4 do potencial de ação pois possuem potencial para realização do automatismo por isso são chamadas de marcapassos latentes As células do nodo SA têm velocidade mais rápida de despolarização da fase 4 e têm períodos refratários mais curtos além disso quando o nodo SA conduz a frequência cardíaca os marca passos latentes são suprimidos devido ao nodo SA conseguir uma frequência maior de disparos Por isso os marcapassos latentes poderão produzir ritmo cardíaco somente se o nodo SA for suprimido ou a frequência de disparo intrínseca do marcapasso latente ficar mais rápida mas se 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 512 isso acontecer o indivíduo terá uma frequência cardíaca mais baixa Na prática é como se o indivíduo tivesse anteriormente o coração trabalhando com frequência cardíaca de 70bpm e agora com o marcapasso latente esse coração começasse a trabalhar com 40bpm A função do nodo SA pode ser substituída por marcapasso cardíaco implantado no paciente Esse dispositivo tem finalidade de emitir estímulos elétricos até o coração para garantir uma frequência cardíaca mínima 23 Velocidade de propagação do potencial de ação no tecido cardíaco A velocidade de condução do potencial de ação varia de acordo com o tecido miocárdico é mais lenta no nodo AV 001 a 005 ms e mais rápida nos ramos subendocárdicos 2 a 4 ms Essa condução determina quanto tempo demora para o potencial de ação se propagar por todo miocárdio A base para essa medida é o nodo AS nele o tempo é zero a partir dele que o potencial de ação se propagua pelos átrios nodo AV o fascículo atrioventricular e ramos subendocárdicos até os pontos mais distantes nos ventrículos O tempo estimado para que isso tudo aconteça é de 220 ms a maior parte desse tempo quase a metade do tempo de condução total pelo miocárdio fica na condução pelo nodo AV Essa velocidade de condução lenta garante que os ventrículos não sejam ativados antes que eles tenham tempo de se encher de sangue Ao contrário a velocidade de condução rápida dos ramos subendocárdicos garante que os ventrículos possam ejetar com eficiência o sangue A ilustração de todo esse sistema pode ser vista na figura 10 que mostra o potencial de ação dos átrios ventrículos e nodo sinoatrial 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 612 Potencial de ação cardíaco 24 Efeitos de modulação do sistema nervoso autônomo A estimulação dos nervos parassimpáticos cardíacos retarda a condução e contração do tecido cardíaco Através da liberação do neurotransmissor acetilcolina nas terminações do nervo vagal o sistema nervoso parassimpático aumentando a permeabilidade ao íon K leva a hiperpolarização dessas células tornandoas menos excitáveis uma vez que o potencial de membrana das fibras do nodo sinusal cai de 55 a 60 mV para 65 a 75 mV Isso faz com que haja uma redução da frequência de descarga do nodo sinusal diminuição da excitabilidade das fibras localizadas entre o músculo atrial e do nodo AV e com isso um estímulo vagal leve a moderado é capaz de reduzir frequência cardíaca pela metade No entanto se o estímulo vagal for forte ele pode parar temporariamente os batimentos cardíacos acarretando uma falta de impulsos através dos ventrículos Quando isso acontece as fibras de Purkinje desenvolvem seu próprio ritmo a 1540 batimentosminuto Fenômeno denominado escape ventricular A estimulação dos nervos simpáticos cardíacos gera aumento da frequência de descarga do nodo sinusal além de aumentar a taxa de condução do impulso cardíaco em todas as partes do coração e aumento da força de contração no atrial e ventricular O neurotransmissor da estimulação simpática é a norepinefrina O feito da norepinefrina sobre coração ainda não foi esclarecido contudo acreditase que envolva ações como aumento da permeabilidade das fibras musculares cardíacas ao sódio e ao cálcio torna o coração mais excitável e com maior força de contração Efeitos da estimulação simpatica e parassimpatica no nodo AS A Disparo normal do nodo SA B Estimulação simpática aumentando a velocidade da despolarização da fase 4 e a frequência dos potenciais de ação C Estimulação parassimpática reduzindo a velocidade da despolarização da fase 4 hiperpolarizando o potencial diastólico máximo e reduzindo a frequência dos potenciais de ação 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 712 3 Geração e condução do impulso cardíaco A origem e propagação do potencial de ação no coração depende do tipo de célula envolvida O coração possui células contráteis e células de condução As células contráteis são as células de trabalho do coração Nessas células potenciais de ação se propaga do átrio para o ventrículo e sua contração gera força ou pressão Nas células de condução normalmente o potencial de ação tem origem nos tecidos do nodo SA também chamado de marca passo cardíaco depois se propaga para os tratos intermodais atriais nodo AV fascículo atrioventricular e ramos subendocárdicos A função das células de condução é propagar rapidamente os potenciais de ação sobre todo o miocárdio e geração espontânea de potenciais de ação A condução ocorre de forma cronometrada em todo o coração para que todo ciclo cardíaco possa acontecer de forma harmônica Após a condução elétrica passar pelos tratos intermodais e átrio direto e esquerdo ela então é conduzida para o nodo AV que conduz o potencial de ação de maneira mais lenta para que os ventrículos se encham de sangue antes de serem ativados e contraírem Do nodo AV o potencial de ação segue para o fascículo atrioventricular em seguida ele segue para os ramos subendocárdicos para que o potencial de ação chegue aos ventrículos é isso possibilite uma contração e ejeção eficientes do sangue Toda essa trajetória do estímulo elétrico vocês podem observar na figura 20 que ilustra o sistema especializado de excitação e condução cardíaca Muitas doenças estão relacionadas à disfunção desse sistema de condução elétrica Para entender isso na prática assista ao vídeo abaixo sobre ataque cardíaco Sistema especializado de excitação e condução eletrica Agora chegou a hora de você buscar seu conhecimento de forma independe Faça uma pesquisa na internet e tente entender como problemas congênitos que podem levar um jovem a ter uma morte súbita 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 812 4 Eletrocardiograma A atividade elétrica do coração pode ser registrada com eletrocardiograma ECG A reprodução gráfica da atividade elétrica do coração é registrada a partir da superfície do corpo devido ao potencial elétrico do corpo humano Em seu registro podemos observar a despolarização atrial despolarização ventricular entre outros parâmetros que iremos analisar separadamente durante o texto Para ajudar na construção da imagem na sua memória observe a figura 30 que ilustra um eletrocardiograma normal A primeira deflexão ascendente observada reflete a onda P A onda P é imediatamente precedente à contração atrial Geralmente a medida normal da onda P é menor do que 011 segundo em extensão Através dele conseguimos saber como está o funcionamento da atividade elétrica do átrio uma vez que ele registra a despolarização atrial A onda de repolarização atrial não pode ser observada no eletrocardiograma por ser obscurecida pelo complexo QRS O complexo QRS tem medida menor do que 010 segundos Para analisarmos sua medida devemos pegar da primeira deflexão do complexo QRS a partir da linha de base até o retorno final do QRS à linha de base lembrando que esse registro pode ser negativo ou positivo O complexo QRS e imediatamente precedente à contração ventricular Através dela temos o dado da despolarização ventricular Enquanto com a onda T temos representada a repolarização ventricular Para analisarmos o intervalo PR pegamos a medida da primeira deflexão ascendente da onda P até a primeira deflexão do complexo QRS sempre a partir da linha de base O intervalo PR representa o intervalo entre o começo da contração atrial até o início da contração ventricular O normal é uma variação de 012 a 020 segundos Através deles podemos verificar uma aproximação do tempo de contração ventricular A medida do início do complexo QRS até o final da onda T também é realizada sendo nomeada de intervalo QT Ela tem duração normal de 032 a 044 segundos Ele é a representação elétrica da sístole ventricular pois reflete a despolarização e repolarização ventricular Outro seguimento a ser analisado é o segmento ST que tem início do retorno do QRS à linha de base até a primeira deflexão descendente ou ascendente da onda T sendo sua duração sem significado clínico O que realmente importa nesse segmento é quanto ele se desloca para cima ou para baixo da linha de base O coração é pendido num meio condutor e a primeira área a despolarizar é o septo ventricular de modo que a corrente se move rapidamente a partir desse local em direção a outras superfícies do ventrículo pois a corrente elétrica sempre vai se deslocar da área despolarizada em direção à área polarizada A outra sequência de estímulo percorrido pela corrente é que ela parte das superfícies Eletrocardiograma normal 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 912 internas eletronegativas do coração em direção às superfícies externas eletropositivas Por esses motivos um eletrodo será posicionado próximo à base eletronegativa do coração é o eletrodo colocado perto do ápice eletropositivo do coração A construção gráfica dos registros elétricos do coração se dá por meio das derivações bipolares dos membros derivações precordiais e derivações unipolares 5 Derivações eletrocardiográficas 51 Derivações periféricas 511 Derivações Bipolares dos Membros Para registro das derivações bipolares dos membros são instalados eletrodos em dois membros distintos A partir desse registro podemos obter a derivação I II e II que serão analisadas a seguir Derivação I o terminal negativo é conectado ao braço direito e o terminal positivo é conectado ao braço esquerdo Ficando eletronegativo o ponto em que o braço direito se conecta ao tórax em comparação ao ponto de conexão com o braço esquerdo Desse modo o registro fica positivo nessa derivação Derivação II o terminal negativo é conectado ao braço direito e o terminal positivo é conectado à perna esquerda ficando eletropositivo o ponto da perna esquerda em comparação ao braço direito Portanto o registro fica positivo quando essa derivação é utilizada Derivação III o terminal negativo é conectado ao braço esquerdo enquanto o terminal positivo é conectado à perna esquerda ficando eletropositiva a perna esquerda em comparação ao braço esquerdo Portanto o registro fica positivo quando essa derivação é utilizada 512 Derivações Unipolares Neste tipo de registro dois dos membros são conectados ao terminal negativo e um terceiro membro é conectado ao terminal positivo do eletrocardiógrafo São representados pela derivação aVR e aVF Derivação aVR mede o potencial absoluto e acontece quando o terminal positivo é colocado no braço direito Derivação aVL mede o potencial absoluto e acontece quando a derivação for instalada no braço esquerdo Derivação aVF mede o potencial absoluto e acontece quando a derivação é posicionada sobre a perna esquerda 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 1012 Derivações Periféricas 52 Derivações precordiais Essas derivações são utilizadas para detectar anormalidades elétricas mínimas nos ventrículos São conhecidas como derivações V1 V2 V3 V4 V5 e V6 Derivação V1 e V2 fornecem registros do complexo QRS esses eletrodos são posicionados sobre o coração e próximos à base usualmente fornecem leitura negativa Derivação V4 V5 e V6 fornecem registro do complexo QRS esses eletrodos são posicionados mais proximamente ao ápice costumam dar leitura positiva Essas derivações são capazes de detectar pequenas alterações do potencial elétrico da musculatura cardíaca como por exemplo alterações ocasionadas por pequeno infarto miocárdico Após compreensão de todo conteúdo abordado você será capaz de interpretar um eletrocardiograma normal Para ajudar na construção da imagem na sua memória observe o vídeo abaixo Derivação precordiais 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 1112 Agora procure refletir um pouco mais sobre os três tópicos apresentados sobre a eletrofisiológia do coração e reflita sobre sua grande importância na manutenção da vida do indivíduo Agora você já é capaz de aprofundar um pouco mais o conteúdo leia a entrevista disponível no link abaixo e entenda um pouco sobre arritmia cardíaca Disponível em httpsdrauziovarellauolcombrentrevistas2arritmiacardiacaentrevista 6 Conclusão O Tópico 1 procurou mostrar de forma simples as estruturas do coração e o funcionamento da atividade elétrica cárdica além de mostra como essa atividade elétrica pode ser registrada e interpretada 7 Referências AIRES Margarida de Mello Fisiologia 4ª Ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 AIRES Margarida de Mello Fisiologia 3 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2015 COSTANZO Linda S Fisiologia 2 ed Rio de Janeiro Elsevier 2014 GUYTON Arthur C Tratado de fisiologia médica 12 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2011 28032022 1514 Fisiologia Cardiovascular parte 01 httpsceadgraduacaouvvbrconteudophpaulafisiologiacardiovasculardcpfisiologiahumanatopico4 1212 YouTube 2019 junho 30 Uol Infarto ataque cardíaco dicas de saúde Um minuto e cinquenta e três segundos Disponível em httpdrauziovarellacombraudios videosestacaomedicinareanimacaocardiaca YouTube 2019 junho 30 Uol Arritmia cardíacaEntrevista Disponível httpsdrauziovarellauolcombrentrevistas2arritmiacardiacaentrevista