BOMBAS, CANAIS E OUTROS TRANSPORTADORES DE CALCIO NA FUNÇÃO DO MIOCARDIO

BOMBAS, CANAIS E OUTROS TRANSPORTADORES DE CALCIO

NA FUNÇÃO DO MIOCARDIO

Prof. Rodrigo Cesar C. FreitasFisiologia e Bioquimica - UniFOA

OBJETIVOS DA AULA

1- ENTENDER A VISÃO GERAL DO CALCIO NA FUNÇÃO CELULAR

2 – COMPREENDER O FUNCIONAMENTO E CARACTERIZAR OS TRÊS TIPOS DE TRANSPORTADORES DE CALCIO (BOMBA,CANAL E TROCADOR) NOS SISTEMAS CELULARES, EM ESPECIAL NO MIOCARDIO.

3 – APLICAR OS CONCEITOS APRENDIDOS NA COMPREENSÃO DO MECANISMO DE AÇÃO DOS DIGITÁLICOS NA CONTRAÇÃO DO MIOCARDIO.

VISÃO GERAL DO CÁLCIO NA FUNÇÃO

CELULAR

1 - PARTE DA AULA

O Cálcio é importante para todos os sistemas biológicos.

Concentração de Cálcio deve ser mantida dento de limites específicios da tolerância fisiológica em diversos compartimentos

2 mM Ca++ 0,00002 mM Ca++

2 mM Ca++

Compartimentos intracelulares

-Potencial de Ação- Contração Muscular- Rearranjo do citoesqueleto-Motilidade-Divisão celular-Secreção-Modulação de atividade Enzimática

MitocôndriasEndossomasReticulo endoplasmático

METABOLISMO INTRACELULAR DO CALCIO

MOVIMENTO DO CALCIO NA CÉLULA

Aumento dos níveis de glutamato no cérebro

Abertura de canais de Cálcio ativados por

glutamato

EXCITOTOCICIDADE

Morte neuronal por apoptose

Ca++

Ca++

Morte celular Induzida por intensa entrada de Cálcio nas células

APOPTOSE

Cálcio

Caspases

Fragmentação de DNA

PAPEL DO CÁLCIO NA LIBERAÇÃO DE

NEUROTRANSMISSORES(EXOCITOSE)

H2OH2OH2O

H2OH2OH2O

H2OH2O

H2OH2O H2O

H2O

H2OH2O

FUSÃO DE VESÍCULAS

COMPLEXO SNAREs

Formação e fusão das vesículas sinápticas

Liberação de Neurotransmissores

Comunicação química das células nervosas

Neurônios e Neuroglias

Ca++

VISÃO INTEGRADA DO CALCIO NA SINALIZAÇÃO INTERCELULAR

CONCLUSÃO:

1) O cálcio participa ativamente da sinalização química intracelular se ligando diretamente em proteínas alvo (enzimas, receptores, .

2) Os níveis de cálcio intracelular são transitórios e extremamente reguláveis.

3) A flutuação dos níveis envolve diretamente a participação das bombas, canais e outros transportadores de cálcio.

OS CAMINHOS DO CÁLCIO PELA CÉLULA :

BombasCanais

Trocador

2 - PARTE DA AULA

METABOLISMO INTRACELULAR DO CALCIO

1

2

3

44

5

Ca++

Ca++

Ca++

Ca++

Trocador Na+/ Ca++

Bombas Ca++ ATPase

Bombas Ca++ ATPase

Entrada de Ca++

Saída de Ca++ ou Retenção de Ca++

Canais de Ca++

( receptor de IP3)

Canais de Ca++

( receptor NMDA,etc)

Ca++

MEIO EXTRACELULAR

MEIO INTRACELULAR Estoques Internos de Ca++

Proteínas quelantes de Ca++

(Sequestrinas, etc)

Ca++

1 - Canal de Cálcio Dependente voltagem

São vários tipos L,N,P,Q,R (alta voltagem) e T (baixa voltagem).

2 - Canais de Cálcio dependente de ligante

a) Canais de cálcio dep. de nucleotídeosb) Canais de cálcio dep. de cálcioc) Receptores de IP3 rianodínicosd) Receptores de IP3 não-rianodínicos

CANAIS DE CÁLCIO dependente de voltagem

CANAIS DE CALCIO DO TIPO L (lentos)

ENDOCÁRDIO: Camada fina, interna de endotélio

MIOCÁRDIO: Camada intermédia de músculo cardíaco

EPICÁRDIO: Membrana externa fina que cobre o coração

PERICÁRDIO: Membrana dupla com membrana externa rija e fibrosa que ancora o

coração.

Fluido pericárdico no interior diminui fricção entre camadas.

CORAÇÃO

CÉLULAS MUSCULARES CARDÍACAS

99% células musculares contrátil

1% células cardíacas especializadas do sistema de condução, apresentam uma contração menos eficiente mais com despolarização espontânea

MIOCÁRDIO composto por fibras musculares cardíacas dispostas em espiral.

Células ramificadas e uninucleadas.

Células adjacentes unidas por discos intercalares.

Potenciais de ação nas diferentes regiões do coração de mamíferos

Kasper et al., 2006

Potencial “pacemaker”

(Despolarização lenta)

POTENCIAL “MARCAPASSO”

Diminuição de permeabilidade aos íons

K+

Permeabilidade a íons Na+ inalterada

(essa permeabilidade é normalmente mais alta)

Abertura de canais de Ca2+ transientes

P K+

Ca2+ in K+ out

PCa 2+,L

Pk+ , PNa+

POTENCIAL DE AÇÃO

Fase ascendente - abertura de canaisde Cálcio de longa duração

Fase descendente – abertura de canaisde Potássio

A entrada de cálcio durante o platô é importante para desencadear a contração dos sarcomêros no

cardiomiócito, pois essa célula não possuem grande reservas internas de

cálcio

CONTRAÇÃO DO MÚSCULO CARDÍACO

- Potencial de repouso: -90mV

- Despolarização rápida para +30mV

- Aumento da permeabilidade a íons Na+Fase Plateau (potencial de membranamantido em valores positivos por centenas de milisegundos)

- INFLUXO LENTO DE CÁLCIO

- Diminuição de permeabilidade a íons K+ (impede repolarização rápida)

- REPOLARIZAÇÃO RÁPIDA

Inativação de canais de CálcioAtivação de canais de Potássio

POTENCIAL DE AÇÃO no Cardiomiócito

RECEPTOR de IP3 RIANODÍNICO

Porque a HIPERESTIMULAÇÃO SIMPÁTICA pode CAUSAR ARRITMIA?

Excesso de catecolaminas na corrente sanguínea

Hiperfosforilação da PKA

Promove inativação da Calstabina

Abertura excessiva dos receptores de Rianodina

Depletam as reservas de calcio do RE

Prejuízo na contração do coração

Levando a insuficiência cárdica e arritmia ventricular

Harrison 17 ed

1 – Bombas de Cálcio

ATPases de Cálcio

ATP2 A1

ATP2 A2

SERCA 2A

SERCA 2B

ATP2 B1

ATP2 B2

ATP ADP

Ca++

Ca++

Dentro do Enterócito o Ca++ captado ativamente se liga a CALBINDINA

Funciona como um transportador intracelular do íon Ca++ e também como

um quelante.

Protegendo as células intestinais do aumento efusivo e constante de

Cálcio no meio intracelular

calbindinas

Cálcio

BOMBA de Cálcio

BOMBA de Cálcio

calbindinas

APÓS A AÇÃO DA VIT D EM RECEPTORES INTRACELULAR DO ENTERÓCITO HÁ ESSAS MODIFICAÇÕES NA TRANSPORTE ATIVO DO CÁLCIO

www.edoc.hu-berlin.de

3

TROCADOR DE CÁLCIO/SÓDIO Ca++

Ca++

Na+

Na+

Na+

Na+

ATP ADP

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

K+

K+

K+K+

BOMBA DE SÓDIO/POTÁSSIO

ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO

Ca liga-se ao complexo troponina-tropomiosina tornando a contração possível

Quantidade de Ca no citosol determina força da contração

ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO

CONCLUSÃO

1 – Os canais de cálcio dependente de voltagem são peças vitais para a excitação e inicio da contração do músculo cardíaco.

2- Os receptores de Rianodina e IP3 permitem a saída de calcio do reticulo endoplasmático e são importante para manter a contração do músculo cardíaco e outros.

3- As bombas de calcio (ATPases) estão localizadas em diferentes membranas celulares e são essenciais para remover as altas concentrações de calcio do citoplasma das células musculares sua ação é ininterrupta e depende da hidrolise de ATP

MECANISMO DE AÇÃO DOS DIGITÁLICOS:

CARDIOTÔNICOS

3 - PARTE DA AULA

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5

5

FARMACO que pode ser usado no tratamento da IC

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5

Usado em PACIENTE com IC classe 3 e 4 da NYHA que mantiveram sintomas mesmo recebendo terapia padrão ( IECA e -block )

PACIENTE COM DISFUNÇÃO SINTOMÁTICA DO VENTRICULO ESQUERDO

FIBRILAÇÃO ATRIAL CONCOMITANTE

INDICAÇÕES CLINICAS PARA USO DE DIGITÁLICOS:

CONCLUSÃO

Conhecer os caminhos do cálcio dentro das células permite entender a fisiopatologia de várias doenças além da ação, efeito de vários fármacos utilizados para tratá-las.

BIBLIOGRAFIA INDICADA

FISIOLOGIA HUMANA – Stuart Ira FoxFISIOLOGIA HUMANA – Guyton e Hall

FUNÇÃO DO MIOCARDIO

BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR “The Cell” - Albert et al.

ESTUDO DOS CONCEITOS BÁSICOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA e Sinalização celular

Estudo da Insuficiência cardiaca (IC) e tratamentos

Clinica médica - Harrison

Artigos científicos sobre esses assuntos

Disponíveis no Portal Acadêmico e/ou com os representantes da

turma

FARMACOLOGIARang e DaleGoodman e Gilman

Ação e efeito dos digitálicos