Fibras de Purkinje: histologia e função - Ciência - 2023

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As fibras de Purkinje As células cardíacas representam o último estágio do sistema que produz, automática e repetidamente, a excitação elétrica necessária à atividade mecânica ventricular. Ele se concentra em direcionar a excitação para os miócitos ventriculares para que eles produzam sístole (contração).

O sistema ao qual pertencem essas fibras é constituído pelo nó sinoatrial (SA), de onde se origina a excitação; os fascículos internodais que alcançam o nó atrioventricular (AV); o nó atrioventricular, no qual a condução elétrica é um tanto retardada; o feixe de His, com seus ramos direito e esquerdo, e o sistema de fibras de Purkinje.

Essas fibras foram nomeadas em homenagem a John Evangelista Purkinje, um anatomista e fisiologista tcheco que as descreveu pela primeira vez em 1839. Não devem ser confundidas com células de Purkinje, descobertas pelo mesmo autor no nível do córtex cerebelar e implicadas na controle de movimento.

Histologia

Como o resto dos componentes do sistema de excitação-condução cardíaca, as células que compõem o sistema de fibras de Purkinje são células musculares ou miócitos cardíacos que perderam sua estrutura contrátil e se especializaram na condução da excitação elétrica.

Seus componentes unem as extremidades dos ramos do feixe de His e o início de uma sequência de miócitos ventriculares, segmentos entre os quais conduzem a excitação elétrica originada no nó sinoatrial, formando uma rede difusa distribuída pelo endocárdio que recobre os ventrículos. .

Apresentam características que as diferenciam dos demais componentes do sistema: são fibras mais longas e grossas (40 μm) até que as fibras contráteis ventriculares e possuem a maior velocidade de condução: 4 m / s; em comparação com os 1,5 m / s das que se seguem, as fibras do feixe de His.

Essa alta velocidade de condução se deve, além do grande diâmetro, ao fato de que, em seus locais de contato, os discos intercalados, existe uma alta densidade de junções comunicantes (junções de lacuna) que permitem a fácil passagem de correntes iônicas entre eles e a rápida transmissão de excitação.

Devido a esta alta velocidade de condução e distribuição difusa das fibras de Purkinje, a excitação atinge quase simultaneamente o miocárdio contrátil de ambos os ventrículos, exigindo apenas 0,03 s (30 ms) para completar a ativação de todo o miocárdio ventricular.

Função

- Propriedades elétricas

As células do sistema Purkinje são células excitáveis que apresentam, em repouso, uma diferença de potencial de -90 a -95 mV entre as duas faces da membrana que separa seu interior do fluido extracelular circundante, sendo seu interior negativo em relação ao exterior.

Quando excitadas, essas células respondem com uma despolarização conhecida como potencial de ação (AP) e durante a qual o potencial de membrana rapidamente se torna menos negativo e pode ser revertido, atingindo momentaneamente um valor positivo de até +30 mV (positivo por dentro).

De acordo com a velocidade com que essa despolarização ocorre, os diferentes tipos de células excitáveis do coração foram incluídos em uma de duas categorias: fibras de resposta rápida ou fibras de resposta lenta. As fibras de Purkinje fazem parte desta última categoria.

- Potencial de ação nas fibras de Purkinje

O estímulo fisiológico para que as fibras de Purkinje produzam um potencial de ação é uma corrente iônica despolarizante, proveniente de elementos celulares que estão mais adiantados na sequência de condução, e que chega até eles através das junções comunicantes que os unem a esses elementos. .

Várias fases são distinguidas no potencial de ação de uma fibra de Purkinje: uma despolarização abrupta (fase 0) a +30 mV, uma repolarização rápida a 0 mV (fase 1), uma despolarização sustentada em torno de 0 mV (fase 2 ou platô) e repolarização rápida (fase 3) levando de volta ao potencial de repouso (fase 4).

Esses eventos são o resultado da ativação e / ou desativação de correntes iônicas que modificam o equilíbrio de carga entre o interior e o exterior das células. Correntes que, por sua vez, resultam de mudanças na permeabilidade de canais específicos para íons diferentes e são designadas pela letra I, seguida de um subscrito que as identifica.

As correntes de entrada de íon positiva ou corrente de saída de íon negativa são consideradas negativas por convenção e produzem despolarizações, a saída de íon positiva ou corrente de saída de íon negativa são correntes positivas e favorecem a polarização interna ou negativização da célula.

Fases do potencial de ação das fibras de Purkinje

Fase 0 ocorre quando a despolarização inicial que serve de estímulo traz o potencial de membrana para um nível (limite) entre -75 e -65 mV, e canais de sódio dependentes de voltagem (Na +) são então abertos que permitem a entrada de Na + (corrente Ina ) como em uma avalanche, elevando o potencial para cerca de +30 mV.

Fase 1 começa no final da fase 0, quando os canais de Na + se fecham novamente e a despolarização para, produzindo correntes transitórias (Ito1 e Ito2) de saída K + e entrada Cl-, que produzem uma repolarização rápida ao nível 0 mV.

Fase 2 é um "platô" de longa duração (300 ms). Resulta da abertura de canais de cálcio lentos e da produção de uma corrente de entrada de Ca ++ que mantém, junto com uma entrada remanente de Na +, o potencial relativamente alto (0 mV) e neutraliza as correntes repolarizantes de K + (IKr e IKs ) que começaram a ocorrer.

No fase 3 As correntes de Ca ++ e Na + são minimizadas e as correntes de repolarização de saída de K + tornam-se muito pronunciadas. Este aumento na saída de K + traz o potencial de membrana para o nível inicial de repouso de -90 a -95 mV, no qual permanece (fase 4) até que o ciclo seja repetido novamente.

- Valores de algumas propriedades elétricas das fibras de Purkinje

- Nível ocioso: -90 a -95 mV.

- Nível máximo de despolarização (overshoot): + 30 mV.

- Amplitude do potencial de ação: 120 mV.

- Duração do potencial de ação: entre 300 e 500 ms.

- Velocidade de despolarização: 500-700 V / s.

- Nível limite para o acionamento do potencial de ação: entre -75 e -65 mV.

- Velocidade de condução: 3-4 m / s.

- Fibras de Purkinje como marca-passos secundários

As fibras miocárdicas de resposta lenta incluem as células dos nódulos sinoatrial e atrioventricular, que, durante o repouso (fase 4), sofrem uma despolarização lenta (pré-potencial diastólico) que traz o potencial de membrana ao seu nível limiar e um potencial de ação é acionado automaticamente.

Essa propriedade é mais desenvolvida, ou seja, a despolarização ocorre mais rapidamente, no nó sinoatrial, que funciona como marca-passo cardíaco e marca uma frequência entre 60 e 80 batimentos / min. Se falhar, o nó atrioventricular pode assumir o comando, mas com uma taxa menor entre 60 e 40 batimentos / min.

As fibras de Purkinje, quando não são excitadas por meio do sistema de condução normal, também podem sofrer o mesmo processo lento de despolarização que traz seu potencial de membrana para o nível limite e acabam disparando potenciais de ação automaticamente.

Caso a excitação normal do nodo sinoatrial e secundária do nodo átrio-ventricular falhe, ou a passagem da excitação para os ventrículos seja bloqueada, algumas fibras do sistema de Purkinje começam a descarregar por conta própria e mantêm uma ativação ventricular rítmico, mas em uma taxa inferior (25-40 batimentos / min).

Referências

Piper HM: Herzerregung, em: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31ª ed; RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, em: Fisiologia, 6ª ed; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010