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BOMBAS, CANAIS E OUTROS TRANSPORTADORES DE CALCIO NA FUNÇÃO DO MIOCARDIO Prof. Rodrigo Cesar C. Freitas Fisiologia e Bioquimica - UniFOA.

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1 BOMBAS, CANAIS E OUTROS TRANSPORTADORES DE CALCIO NA FUNÇÃO DO MIOCARDIO Prof. Rodrigo Cesar C. Freitas Fisiologia e Bioquimica - UniFOA

2 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.

3 VISÃO GERAL DO CÁLCIO NA FUNÇÃO CELULAR 1 - PARTE DA AULA

4 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 Mitocôndrias Endossomas Reticulo endoplasmático

5 METABOLISMO INTRACELULAR DO CALCIO

6 MOVIMENTO DO CALCIO NA CÉLULA

7 Aumento dos níveis de glutamato no cérebro Abertura de canais de Cálcio ativados por glutamato EXCITOTOCICIDADE Morte neuronal por apoptose Ca++

8 Morte celular Induzida por intensa entrada de Cálcio nas células APOPTOSE Cálcio Caspases Fragmentação de DNA

9 PAPEL DO CÁLCIO NA LIBERAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES (EXOCITOSE)

10

11 H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O FUSÃO DE VESÍCULAS COMPLEXO SNAREs

12 Formação e fusão das vesículas sinápticas Liberação de Neurotransmissores Comunicação química das células nervosas Neurônios e Neuroglias Ca++

13 VISÃO INTEGRADA DO CALCIO NA SINALIZAÇÃO INTERCELULAR

14 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.

15 OS CAMINHOS DO CÁLCIO PELA CÉLULA : Bombas Canais Trocador 2 - PARTE DA AULA

16 METABOLISMO INTRACELULAR DO CALCIO

17 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 ++

18 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 nucleotídeos b)Canais de cálcio dep. de cálcio c)Receptores de IP3 rianodínicos d)Receptores de IP3 não-rianodínicos

19 CANAIS DE CÁLCIO dependente de voltagem CANAIS DE CALCIO DO TIPO L (lentos)

20 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

21 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.

22 Potenciais de ação nas diferentes regiões do coração de mamíferos Kasper et al., 2006

23 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 Ca 2+ transientes P K+ Ca 2+ in K+ out PCa 2+, L Pk+, PNa+ POTENCIAL DE AÇÃO Fase ascendente - abertura de canais de Cálcio de longa duração Fase descendente – abertura de canais de Potássio

24 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

25 - Potencial de repouso: -90mV - Despolarização rápida para +30mV - Aumento da permeabilidade a íons Na+ Fase Plateau (potencial de membrana mantido 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 Cálcio Ativação de canais de Potássio POTENCIAL DE AÇÃO no Cardiomiócito

26 RECEPTOR de IP3 RIANODÍNICO

27 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

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29 1 – Bombas de Cálcio ATPases de Cálcio ATP2 A1 ATP2 A2 SERCA 2A SERCA 2B ATP2 B1 ATP2 B2 ATP ADP Ca ++

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

31 3

32 TROCADOR DE CÁLCIO/SÓDIO Ca ++ Na + ATP ADP Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ BOMBA DE SÓDIO/POTÁSSIO

33 ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO

34 Ca liga-se ao complexo troponina-tropomiosina tornando a contração possível Quantidade de Ca no citosol determina força da contração ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO

35 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

36 MECANISMO DE AÇÃO DOS DIGITÁLICOS: CARDIOTÔNICOS 3 - PARTE DA AULA

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38 5

39 FARMACO que pode ser usado no tratamento da IC

40 55 5

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42 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:

43 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.

44 BIBLIOGRAFIA INDICADA FISIOLOGIA HUMANA – Stuart Ira Fox FISIOLOGIA 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 FARMACOLOGIA Rang e Dale Goodman e Gilman Ação e efeito dos digitálicos


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