Contração e Mecânica do Músculo Cardíaco

A contração e mecânica do músculo cardíaco descrevem como o sinal elétrico de cada batimento cardíaco é convertido em força mecânica. O cálcio que entra no cardiomiócito desencadeia a liberação de mais cálcio dos estoques internos, o que impulsiona o deslizamento dos filamentos de actina e miosina e produz a contração que ejeta o sangue. A relação entre enchimento, força e ejeção governa a intensidade do bombeamento cardíaco.

Definition

A contração e mecânica do músculo cardíaco referem-se aos processos moleculares e mecânicos — acoplamento excitação-contração, ciclagem das pontes cruzadas e o comportamento pressão-volume do ciclo cardíaco — pelos quais o miocárdio desenvolve força e ejeta sangue.

Scope

O tópico abrange o sarcômero e as proteínas contráteis, o acoplamento excitação-contração e a liberação de cálcio induzida por cálcio, o papel do retículo sarcoplasmático, o ciclo cardíaco com suas relações pressão-volume e os determinantes do desempenho contrátil, como pré-carga, pós-carga e contratilidade. É fisiologia descritiva e não fornece orientação de tratamento.

Core questions

• Como o potencial de ação é traduzido em contração mecânica?
• Que papel o cálcio desempenha no desencadeamento e relaxamento do batimento cardíaco?
• Como a pré-carga, pós-carga e contratilidade moldam o desempenho de bombeamento?
• Como as fases do ciclo cardíaco se relacionam com as pressões e volumes das câmaras?

Key concepts

• Sarcômero e proteínas contráteis (actina, miosina, troponina)
• Acoplamento excitação-contração
• Liberação de cálcio induzida por cálcio e o retículo sarcoplasmático
• Ciclagem das pontes cruzadas
• Pré-carga, pós-carga e contratilidade
• Relação de Frank-Starling e o laço pressão-volume

Mechanisms

A despolarização da membrana abre os canais de cálcio tipo L; o pequeno influxo de cálcio desencadeia uma liberação maior do retículo sarcoplasmático através dos receptores de rianodina — liberação de cálcio induzida por cálcio. O cálcio liga-se à troponina C, liberando a actina para interagir com a miosina, e a ciclagem das pontes cruzadas encurta o sarcômero. O relaxamento ocorre quando o cálcio é bombeado de volta para o retículo sarcoplasmático e expelido da célula (Bers, 2002; Bers, 2014). No nível do órgão, um maior enchimento diastólico alonga o miocárdio e aumenta a força da próxima contração (a relação de Frank-Starling), e o ciclo cardíaco pode ser representado como um laço pressão-volume cuja forma reflete a pré-carga, pós-carga e contratilidade.

Clinical relevance

As medidas da função contrátil e a estrutura pressão-volume são os conceitos de referência por trás da avaliação do desempenho sistólico e diastólico. Este tópico descreve a mecânica normal da contração e é educacional; não é uma base para diagnóstico ou terapia individual.

Evidence & guidelines

A fisiologia contrátil baseia-se em revisões fundamentais do acoplamento excitação-contração (Bers, 2002; Bers, 2014) e textos padrão de fisiologia cardíaca (Katz, 2010; Opie, 2004). Este tópico resume a mecânica normal e não é uma diretriz clínica.

History

As explicações do deslizamento de filamentos e das pontes cruzadas da contração muscular, desenvolvidas nas décadas de 1950 e 1960, foram estendidas ao músculo cardíaco e ligadas ao manuseio do cálcio nas décadas subsequentes. A relação de Frank-Starling, descrita por volta da virada do século XX, permanece o pilar em nível de órgão que conecta o enchimento à força ejetada.

Key figures

• Donald M. Bers
• Andrew F. Huxley
• Hugh Huxley
• Otto Frank
• Ernest Starling

Seminal works

• bers-2002
• bers-2014

Frequently asked questions

O que é a liberação de cálcio induzida por cálcio?

Uma pequena quantidade de cálcio que entra na célula durante o potencial de ação desencadeia uma liberação muito maior de cálcio do retículo sarcoplasmático, que é o que realmente ativa as proteínas contráteis.

O que é a relação de Frank-Starling?

Dentro dos limites fisiológicos, um maior enchimento do ventrículo alonga o músculo cardíaco e aumenta a força da contração seguinte, de modo que o coração bombeia o que recebe.