Acoplamento de Excitação-Contração (ECC) é o processo pelo qual um potencial de ação desencadeia a contração de um miócito, seguida de um subsequente relaxamento. A figura e o texto a seguir resume alguns dos principais eventos que ocorrem durante o acoplamento excitação-contração muscular cardíaca:
P>Passos-chave no acoplamento excitação-contração cardíaca:
- Potenciais de ação viajando ao longo do sarcolemma e descendo para o sistema de túbulo transversal (T-tubo) despolarizam a membrana celular.
- Receptores de dihidropiridina (DHP) sensíveis à tensão (canais de cálcio tipo L) abertos para permitir a entrada do cálcio na célula durante a fase 2 do potencial de ação.
- Influxo de cálcio desencadeia uma libertação subsequente de cálcio que é armazenado no retículo sarcoplasmático (SR) através dos canais de libertação de cálcio (“receptores ryanodine”), e aumenta a concentração de cálcio intracelular de cerca de 10-7 para 10-5 M.
- Cálcio livre liga-se à troponina-C (TN-C) que é parte do complexo regulador ligado aos filamentos finos. Quando o cálcio se liga ao TN-C, isto induz uma mudança conformacional no complexo regulatório de tal forma que a troponina-I (TN-I) expõe um local na molécula de actina que é capaz de se ligar à miosina ATPase localizada na cabeça da miosina. Esta ligação resulta na hidrólise de ATP que fornece energia para que ocorra uma mudança conformacional no complexo de actina-meosina. O resultado destas alterações é um movimento (“ratcheting”) entre a cabeça da miosina e a actina, de tal forma que a actina e os filamentos de miosina deslizam um sobre o outro, encurtando assim o comprimento do sarcômero. Os ciclos de catraca ocorrem enquanto o cálcio citosólico permanece elevado.
- No final da fase 2, a entrada do cálcio na célula diminui e o cálcio é sequestrado pelo SR por uma bomba de cálcio dependente de ATP (SERCA, retículo sarco-endoplasmático cálcio-ATPase), diminuindo assim a concentração de cálcio citosólico e removendo o cálcio do TN-C. Em uma extensão quantitativamente menor, o cálcio citosólico é transportado para fora da célula pela bomba de troca sódio-cálcio. A desobstrução do cálcio do TN-C induz uma mudança conformacional no complexo de troponina, levando, mais uma vez, à inibição do TN-I do local de ligação da actina. No final do ciclo, um novo ATP liga-se à cabeça da miosina, deslocando o ADP, e o comprimento inicial do sarcômero é restaurado.
Mecanismos que aumentam a concentração de cálcio citosólico aumentam a quantidade de ATP hidrolisado e a força gerada pelas interações actina e miosina, assim como a velocidade de encurtamento. Fisiologicamente, as concentrações de cálcio citosólico são influenciadas principalmente por mecanismos acoplados ao beta-adrenoceptor. A estimulação beta-adrenérgica, como ocorre quando os nervos simpáticos são ativados, aumenta o AMPc que por sua vez ativa a proteína quinase para aumentar a entrada de cálcio na célula através dos canais de cálcio tipo L. A ativação da via de transdução de sinal IP3 também pode estimular a liberação de cálcio pelo SR através de receptores IP3 localizados no SR. Além disso, a ativação da proteína cinase fosforilatos dependente de cAMP uma proteína (fosfolamban) no SR que normalmente inibe a absorção de cálcio. Esta desinibição do phospholamban leva a uma maior taxa de absorção de cálcio pelo SR. Portanto, a estimulação beta-adrenérgica aumenta a força e a velocidade de contração (ou seja, inotropia positiva), e aumenta a taxa de relaxamento (ou seja, lusitropia positiva).
Um outro mecanismo regulador potencial para a CEC envolve a alteração da afinidade do TN-C para o cálcio. Existem drogas investigativas que aumentam a afinidade do TN-C com o cálcio e assim exercem uma influência inotrópica positiva sobre o coração. Uma desvantagem potencial com esses medicamentos, no entanto, é que o aumento da ligação do TN-C ao cálcio pode reduzir a taxa de relaxamento, causando assim disfunção diastólica.
Na insuficiência cardíaca sistólica, a CEC pode ser prejudicada em vários locais diferentes. Primeiro, pode haver diminuição do influxo de cálcio para a célula através dos canais de cálcio tipo L (resultante da transdução de sinal prejudicado), o que diminui a posterior liberação de cálcio pelo SR. Também pode haver uma diminuição na afinidade TN-C para o cálcio, de modo que um dado aumento do cálcio nas proximidades do complexo de troponina tem menos efeito ativador na contração cardíaca. Em algumas formas de insuficiência cardíaca diastólica, há evidências de que a função da bomba de cálcio dependente do SR ATP está comprometida. Este defeito retardaria a taxa de absorção de cálcio pelo SR e reduziria a taxa de relaxamento, levando à disfunção diastólica.
Revisada 20/12/2017