As células marcapasso cardíacas

A ritmicidade cardíaca reflete uma despolarização das membranas de células constituintes. Em corações miogênicos, o impulso pode ser gerado pelas próprias células miocárdicas, enquanto em corações neurogênicos, isto ocorre a partir de neurônios.

Corações Miogênicos: O coração dos vertebrados apresenta junções GAPas quais possibilita que a despolarização de algumas células leve à despolarização de todo o músculo cardíaco. As células marcapasso são as responsáveis pelo início da contração. Estas células localizam-se na parede no nodo sino atrial (em aves e mamíferos). Essas células são as primeiras a despolarizar e a cada batimento inicia-se um impulso que conduz o ritmo de despolarização.

Corações Neurogênicos: Neurônios que ditam o ritmo de despolarização, com células contraindo quando estimuladas pelo nervo. O gânglio cardíaco normalmente assume a função de marcapasso, gerando e enviando impulsos elétricos às células musculares.

Nodo Sinoatrial (NSA): Encontra-se na parede posterolateral superior do átrio direito, abaixo e lateral à abertura da veia cava superior. As fibras constituintes do NSA não apresentam filamentos contráteis, diferente das fibras atriais musculares. Uma ligação de ambas as fibras possibilita que o potencial nas fibras do NSA seja transmitido às fibras atriais musculares. O NSA é composto por células nodais, células de transmissão e miócitos nodais. Essas células diferem na quantidade de organelas eletrodensidade citoplasmática.

Potencial Marcapasso: O miocárdio apresenta 3 tipos de canais iônicos: Canais rápidos de sódio, Canais lentos de sódio e Canais de potássio. O potencial de ação que ocorre na fibra ventricular cardíaca é de 105mV, indo de -85mV para +20mV a cada batimento cardíaco.

Potencial de ação (PA) do músculo cardíaco vs músculo esquelético: 

1) O PA do músculo esquelético é provocado pela abertura súbita de vários canais rápidos de sódio e termina em cerca de um milisegundo;

2) O PA do músculo cardíaco é originado pela abertura de canais rápidos e canais lentos de sódio. A abertura desses canais resulta em um prolongado período de despolarização, resultando em um platô. A entrada de íons de cálcio durante ativa o processo de contração muscular.

Ritmicidade: A ritmicidade do NSA decorre dos canais de nucleotídeo cíclico ativados por hiperpolarização (HCN). Tais canais conduzem Na2+ e K+ e são ativados na hiperpolarização do PA do marcapasso. Esses canais apresentam receptores cAMP, que promovem sua abertura. Assim, após a repolarização, ao atingir o limite dos HCN, a corrente marcapasso é ativada através de um influxo de Na2+ e K+, causando um novo potencial de ação.

Respostas Simpáticas: Os nervos simpáticos estão distribuídos pelo coração e promovem maiores contrações do miocárdio e aumento do grau de sobreposição entre os microfilamentos, além de aumentar a velocidade de condução do sinal.

Respostas Parassimpática: Nervo vago inerva diretamente nodo sinoatrial e atrioventricular. Reduzem a frequência cardíaca diminuindo a velocidade da condução elétrica. Acetilcolina liga-se aos receptores M2 e ativa proteína Gi. Esta, por sua vez, libera sua subunidade αi e inibe AC de agir como catalisadora de cAMP, impedindo sua formação.

Evolução do marcapasso neurogênico: As células marcapasso evoluíram juntamente aos tubos peristálticos relacionados ao sistema circulatório. É presumível, portanto, afirmar que o marcapasso miogênico é plesiomórfico em relação ao neurogênico. Em alguns invertebrados, como decapoda e anelida, o marcapasso neurogênico é exclusivo, em isopoda, no entanto, é muito comum e em branchiopoda, pouco. Em decapoda, apesar de apresentarem marcapasso neurogênico, no desenvolvimento embrionário, existe um marcapasso miogênico que é substituído gradativamente por um neurogênico. Este padrão pode ser encontrado em isopoda da mesma forma. A presença de tal padrão corrobora a hipótese de que embriões contam uma história evolutivo do grupo.