Células-marcapasso e sistema de condução cardíaco
Células-marcapasso (células marca-passo) localizam-se no nó sinusal e fazem parte do sistema de condução cardíaco. Esse sistema é formado por um conjunto de cardiomiócitos atípicos. Eles são chamados de atípicos porque não participam da contração miocárdica: sua função é gerar excitação e transmiti-la para o miocárdio de trabalho.
A principal característica das células-marcapasso é que a excitação nelas ocorre espontaneamente (automaticamente), sem um estímulo externo. A explicação para esse fenômeno reside ao nível dos mecanismos moleculares de funcionamento dos canais iônicos da membrana.
Características eletrofisiológicas do cardiomiócito atípico
O potencial de ação do cardiomiócito atípico difere do potencial de ação do músculo esquelético e do cardiomiócito de trabalho em vários parâmetros:
- Menor amplitude: a carga da membrana muda de aproximadamente −60 mV para +20 mV, ou seja, cerca de 80 mV. Para comparação, no músculo esquelético a amplitude atinge ~120 mV (de −90 a +30 mV).
- Carga inicial menos negativa (cerca de −60 mV). Isso se deve à alta permeabilidade intrínseca da membrana ao sódio e cálcio: esses cátions entram constantemente na célula e mantêm a carga da membrana em uma faixa mais positiva.
- Ausência da fase de platô, característica do cardiomiócito de trabalho.
- Ausência de um verdadeiro potencial de repouso: entre os potenciais de ação, a carga da membrana não permanece constante, mas altera-se lentamente.
Despolarização diastólica lenta
Em vez de um potencial de repouso, as células-marcapasso apresentam despolarização diastólica lenta (DDL) — o desvio gradual da carga da membrana para o lado positivo durante o período entre os potenciais de ação.
A DDL é causada pela entrada de íons sódio na célula através dos canais de sódio. Como a permeabilidade da membrana ao sódio é alta, os íons movem-se para o interior da célula a favor do gradiente de concentração, trazendo carga positiva. Essa corrente continua até que os canais de sódio entrem em estado inativado.
O canal dependente de voltagem de sódio possui dois conjuntos de comportas — de ativação e de inativação — e três estados:
- Fechado: as comportas de ativação estão fechadas, as de inativação estão abertas.
- Aberto: ambos os tipos de comportas estão abertos, os íons passam livremente pelo canal.
- Inativado: as comportas de inativação estão fechadas, as de ativação estão abertas.
Ao atingir uma carga de membrana de cerca de −50 mV (aproximadamente após dois terços da DDL), os canais de sódio se inativam e a entrada de sódio cessa.
Fases do potencial de ação do marcapasso
Após a inativação dos canais de sódio, os canais de cálcio lentos entram em ação. É justamente a entrada de cálcio que inicia a fase de despolarização, o que diferencia o cardiomiócito atípico de outras células excitáveis, onde a despolarização é gerada pelo sódio.
- Despolarização: os canais de cálcio lentos se abrem, os íons Ca²⁺ entram na célula trazendo carga positiva; o potencial de membrana atinge aproximadamente +20 mV.
- Repolarização: os canais de cálcio são inativados e os canais de potássio são abertos. O potássio, como cátion intracelular, sai da célula a favor do gradiente de concentração, levando consigo a carga positiva. O potencial de membrana retorna a −60 mV.
Após a repolarização, o ciclo se repete: a despolarização diastólica lenta recomeça e um novo potencial de ação é formado.
Mecanismo de excitação espontânea
Na maioria das células excitáveis (por exemplo, no músculo esquelético), para que ocorra um potencial de ação, é necessário um estímulo — um agente que altera a permeabilidade da membrana ao sódio. Assim, para a célula do músculo esquelético, tal estímulo é o impulso que chega pelo axônio do motoneurônio: ele aumenta a permeabilidade ao sódio, abre os canais e desencadeia a despolarização.
Nos cardiomiócitos atípicos, um estímulo externo não é necessário. A razão é a permeabilidade da membrana ao sódio primariamente alta. Os canais de sódio encontram-se inicialmente em estado aberto, e o sódio entra constantemente na célula, garantindo a despolarização diastólica lenta. Após a inativação dos canais e a subsequente repolarização, os canais retornam ao estado aberto e o processo se repete automaticamente.
É exatamente essa característica de permeabilidade iônica que está na base do automatismo cardíaco e garante a geração rítmica de impulsos pelas células do nó sinusal sem irritação externa.
Pontos-chave
- Células-marcapasso — cardiomiócitos atípicos do nó sinusal que geram excitação para o sistema de condução cardíaco.
- O potencial de ação do marcapasso tem menor amplitude (≈80 mV), inicia-se em −60 mV e não possui fase de platô.
- Não há potencial de repouso verdadeiro; ele é substituído pela despolarização diastólica lenta, causada pela entrada de sódio.
- A despolarização é iniciada pelo cálcio, que entra através de canais de cálcio lentos, e não pelo sódio, como em outras células excitáveis.
- A repolarização é garantida pela saída de potássio através dos canais de potássio.
- O canal de sódio possui três estados: fechado, aberto e inativado; a inativação ocorre com uma carga de cerca de −50 mV.
- A espontaneidade da excitação é explicada pela alta permeabilidade inicial da membrana ao sódio — nenhum estímulo externo é necessário.
- Esse mecanismo molecular está na base do automatismo cardíaco.