Abstract
Fibras de Purkinje ou cardiomiócitos de Purkinje fazem parte de todo o complexo do sistema de condução cardíaca, que é hoje classificado como tecido muscular cardíaco específico responsável pela geração dos impulsos cardíacos. Do ponto de vista da sua distribuição, estrutura e composição ultra-estrutural do sistema de condução cardíaca no coração de avestruz foram estudados por microscopia ligeira e electrónica. Estas células foram distribuídas no sistema de condução cardíaca incluindo nó SA, nó AV, o seu feixe e ramos, bem como endocárdio, pericárdio, miocárdio em torno das artérias coronárias, bandas moderadoras, folha fibrosa branca no átrio direito, e fixação septal esquerda da válvula AV. A maior parte da fibra de Purkinje é composta por sarcoplasma claro, estrutura menos sarcoplasma, e as miofibrilas tendem a ser confinadas a um anel fino em torno da periferia das células. Têm um ou mais núcleos grandes centralmente localizados dentro da fibra. Por ultra-estrutura, são facilmente distinguíveis. A principal característica de distinção é a falta de densidade de electrões e de aparência leve, devido à ausência de miofibrilas organizadas. As células P têm normalmente dois núcleos com uma massa de microfilamentos curtos e delicados espalhados aleatoriamente no citoplasma; contêm sarcomeres curtos e placa de inserção de miofibrilares. Não têm tubos em T.
1. Introdução
Jan Evangelista Purkinje nasceu a 18 de Dezembro de 1787, em Libochovice (Boémia). Entre os 35 e 63 anos de idade, fez as suas descobertas mais significativas. Esta mesma idade exibe geralmente a medida fisiológica das maiores ondas criativas do ser humano. Desde 1850 até à sua morte em 1869, Purkinje trabalhou no Instituto de Fisiologia em Praga, que ele tinha baseado. A aquisição do grande microscópio Plösl em 1835 representou um importante ponto de viragem para a investigação histológica e embriológica da Purkinje. Purkinje publicou a sua descoberta de uma parte do sistema de condução do coração, hoje chamada fibras Purkinje ou cardiomiócitos Purkinje .
Tawara (1906) foi capaz de seguir proximamente desde as fibras Purkinje (fibra P) até aos feixes de além, que, ele organiza, estavam ligados ao seu feixe. Posteriormente, descobriu que o seu feixe estava ligado proximalmente a um plexo de fibras bem definido (a que ele chamou um nó, no seu livro). Este é o nó arterioventricular. Além disso, foi capaz de mostrar ligações interdigitantes entre as fibras de Purkinje e os músculos ventriculares, bem como entre o nó e os músculos arterioventriculares. A actividade eléctrica do sistema de condução especializada dos corações caninos foi registada in situ através de eléctrodos ligados ao endocárdio durante o bypass cardiopulmonar total . Armiger et al. afirmaram que o tecido conjuntivo do trabéculo obtido dos cachorros e os cães jovens tinham poucas fibras elásticas, mas este elemento foi bem prolongado no tecido conjuntivo dos cães adultos. Os trabéculas dos cães mais velhos também apresentavam focos distribuídos de gotículas de gordura extracelular, e as suas áreas juncionais mais próximas da parede ventricular estavam frequentemente muito cheias de gordura. As células de Purkinje eram uniformes em cada grupo mas diferiam de um grupo para outro .
Forsgren et al. identificaram que no coração do feto bovino os feixes de células subendocárdicas podiam ser proeminentes a partir da massa miocárdica principal. As suas características morfológicas exprimem que representam feixes de fibras de Purkinje. Uma fluorescência severa após incubação em anti-soros até ao esqueleto da proteína do filamento intermédio também apoia esta sugestão .
Um estudo ultra-estrutural comparativo das fibras de Purkinje bovina e dos miócitos comuns durante o desenvolvimento fetal foi realizado por Forsgren e Thornell .
Diferenças entre os dois tipos celulares com respeitabilidade ao disco acomodado, quantidade de miofibrilas, sequência de mitocôndrias, quantidade de glicogénio, e formação de t-tubos T tornaram-se aparentes gradualmente. Em todas as fases estudadas, uma redundância de filamentos intermediários era típica das fibras de Purkinje. As bandas M de miofibrilares desenvolveram uma fase mais precoce nas fibras de Purkinje do que nos miócitos comuns. Os complexos miofilamento-político típicos das fibras de Purkinje de vaca adulta não foram vistos nos corações fetais .
O coração da avestruz tem algumas características diferentes das outras aves. Na avestruz, o pericárdio fibroso como ligamento esternopericárdico liga-se ao longo da superfície torácica do esterno. A borda central da válvula muscular pende para dentro do ventrículo direito e prende-se à sua parede parietal rugosa por um espesso talo muscular. As veias pulmonares esquerda e direita entram no átrio esquerdo independentemente, e as suas aberturas foram completamente separadas uma da outra por um septo. No coração da avestruz, as bandas moderadoras foram encontradas tanto no ventrículo direito como no esquerdo, em locais diferentes. O ventrículo direito apresenta uma banda moderadora tendinosa perto da base do ventrículo que se estende desde o septo até à válvula muscular. Também as bandas moderadoras como fio tendinoso ou folha plana estão normalmente presentes no ápice do ventrículo direito que se estende do septo até à parede parietal. No ventrículo esquerdo, havia algumas bandas moderadoras tendinosas próximas do ápice que se estende do septo à parede parietal e entre trabéculas carneae da parede parietal .
As doenças cardiovasculares em humanos e animais são uma das principais causas de morte. Assim, a interpretação correcta da função ou fisiologia do coração necessita de uma compreensão completa da anatomia, histologia, e sistema de condução cardíaca. A anatomia macroscópica e microscópica do coração e do seu sistema de condução tem sido estudada em várias espécies animais, mas não há investigação exaustiva sobre o coração da avestruz (Struthio camelus). Os resultados deste estudo no futuro serão utilizados como conhecimento básico.
2. Materiais e Métodos
2.1. Microscopia Ligeira
Foram utilizados cinco corações de avestruzes masculinas saudáveis. Os corações foram recolhidos no matadouro imediatamente após o abate. O peso médio dos corações era de 1054,33 ± 172,34 g; o comprimento do eixo longo era de 19,33 ± 1,05 cm; e o comprimento circunferencial na ranhura coronária era de 35,66 ± 1,04 cm. Após a remoção do pericárdio, os corações foram lavados com soro fisiológico normal e subsequentemente imersos em formalina neutra tampão 10% durante 72 hrs (o ápice ventricular foi cortado para permitir a penetração da formalina na luz). O átrio direito e esquerdo, a válvula muscular direita e o septo interarterial foram separados e divididos em vários segmentos. Cada segmento foi desidratado, limpo, e incrustado em parafina. Secções em série de 6-8 Lm de espessura foram cortadas, montadas, e coradas com H&E e Tricromio de Green Masson .
2.2. Microscopia Electrónica
Três outros corações foram removidos logo após o abate e rapidamente imersos na solução de Karnovsky para fixação. Os cubos de tecido (cerca de 1 mm) foram pós-fixados em tetróxido de ósmio a 1% com tampão fosfato de 0,1 m. Os espécimes foram desidratados em etanol e incorporados em resina epoxídica. Secções finas (0,5-1 Lm) foram coradas com azul toluidina para identificar a localização do nódulo AV. Secções ultrafinas (600A°) foram montadas nas grelhas de cobre e coradas com acetato de uranilo e citrato de chumbo e foram examinadas com um microscópio electrónico Philips CM-10, e foram preparadas electromiografias.
3. Resultados
Fibras de Purkinje no coração da avestruz são grandes fibras musculares cardíacas especializadas. Têm um diâmetro muito maior que a fibra muscular normal, cerca de 5,5-16 µm. A disposição do componente em fibra P é diferente das fibras musculares cardíacas. A maior parte da fibra é composta de sarcoplasma claro, estrutura menos sarcoplasma, e as miofibrilas tendem a ser confinadas a um anel fino em torno da periferia das células. Têm um ou mais núcleos grandes centralmente localizados dentro da fibra (Figura 1). A fibra P no coração da avestruz foi amplamente distribuída. Ao longo das camadas endocárdicas, particularmente a camada subendocárdica, são vistas numerosas fibras P, dispostas em uma ou mais filas (Figura 2). No miocárdio, entre feixes de músculos, são vistas as fibras P. Passando para fora da rede de fibras P que se encontram na camada endotelial, há um grande número de trajectórias de fibra condutora. Estas vias dividem-se, passando entre os feixes de fibras musculares, e eventualmente as mais finas divisões das vias, fibras únicas de Purkinje, são encontradas dentro dos feixes em estreita associação com as fibras musculares. Estas fibras são normalmente encontradas em associação com os ramos das artérias coronárias (Figura 3). As fibras P são ocasionalmente vistas em camada epicárdica, mas ocorrem na protrusão de epicárdio abaixo da superfície do miocárdio em torno das artérias coronárias. Na aurícula direita do coração da avestruz, as fibras P são encontradas maisxtenamente sob o endocárdio como uma única fibra ou trajecto bem desenvolvido. Estas últimas encontram-se mais frequentemente na junção da aurícula com o átrio direito, e macroscopicamente estão com a folha de fibras nesta junção (Figura 4).
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O sistema condutor do coração (nó sinoatrial, nó arterioventricular o seu feixe e os seus ramos) é constituído por estas fibras. A estrutura da fibra P varia de acordo com a parte do sistema condutor em que elas ocorrem. O nó sinoatrial é composto por fibras P e fibras intermediárias (as fibras que, na aparência, são intermediárias entre as fibras P e as fibras musculares cardíacas). As fibras P localizam-se na região periférica deste nó e passam para longe dele. Nas fases iniciais da sua passagem para longe do nó, têm uma espessa folha de tecido de ligação (Figura 5).
>br>>O nó atrioventricular é composto de fibras que se assemelham mais às fibras P-fibras do que as fibras do músculo miocárdico. Posteriormente, o nó AV estreita-se um pouco e continua como o feixe arterioventricular (Seu) (Figura 6). Este feixe em si é composto por um grande número de fibras P. Três ramos de feixe (direita/esquerda e recorrente) são constituídos por fibras P que estão dispostas como um cordão (Figura 7).
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As bandas moderadoras, que se encontram no ventrículo direito e esquerdo do coração da avestruz, consistem apenas em tecido conjuntivo irregular denso, e as células de Purkinje preenchem o núcleo das bandas moderadoras. Havia comunicação célula a célula entre as fibras da Purkinje dentro do feixe. As células de Purkinje eram rodeadas por bainha de tecido conjuntivo (Figura 8).
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O talo muscular espesso ligou a borda periférica do valor AV muscular direito ao septo arterio-ventricular e à parede parietal rugosa do ventrículo. Histologicamente é composto por fibras de Purkinje (Figura 9).
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Com o microscópio electrónico, a célula P é facilmente distinguida. A principal característica de distinção é a falta de densidade de electrões e de aparência leve, devido à ausência de miofibrilas organizadas. As células P têm geralmente dois núcleos com uma massa de microfilamentos curtos e delicados espalhados aleatoriamente no citoplasma; contêm sarcomeres curtos e placa de inserção de miofibrilares. Não têm túbulos em T (Figura 10).
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4. Discussão
A distribuição das fibras de Purkinje tem sido estudada em vários mamíferos. Nos mamíferos, a rede Purkinje é distribuída no tecido conjuntivo subendocárdico do ventrículo. Estas redes conduzem a excitação cardíaca da direita e esquerda do seu feixe para o miocárdio. Em humanos e cães, a célula de Purkinje na rede é cilíndrica ou fusiforme em forma e disposta num padrão paralelo . Nos ungulados (ovelhas e cabras), a cadeia de células de Purkinje era maior que os miócitos, e 2-8 células ovais formavam esta rede. As células ligam-se umas às outras por desmosomas e junção de fendas. Estas células são cobertas por uma espessa bainha de fibras reticulares. Em ratos e ratos, as células de Purkinje eram muito semelhantes aos miócitos ventriculares ainda um pouco mais pequenos. São de forma cilíndrica e organizadas em padrão paralelo, continuando com os miócitos ventriculares no endocárdio .
Vários aspectos da histoquímica das fibras de Purkinje foram estudados por Getty e Gossrau . As observações de DiDio , Hirako , e Sommer e Johnson sobre a morfologia geral das células ordinárias e Purkinje do coração das aves foram confirmadas. As células de Purkinje da galinha são semelhantes em quase todos os aspectos às dos mamíferos. Não têm discos intercalados em forma de passos, mas têm áreas irregulares de aposição de membrana, que possuem desmosomas, placas de inserção miofibrilares, e grandes nexos pentalaminares. Nenhum sistema tubular transversal está presente, e o retículo sarcoplásmico está pouco desenvolvido. As poucas miofibrilas estão dispostas de forma irregular. As células de Purkinje foram observadas neste estudo para conter agregações arredondadas de leptómeros. Os leptómeros foram previamente descritos por Hirako que sugeriu que representavam uma forma aberrante de fibrilação muscular surgida durante o desenvolvimento. Isto é improvável uma vez que estão presentes em quase todas as células de Purkinje.
Parece razoável assumir que estão associados à formação ou destruição de miofibrilares, uma vez que são vistos em associação com grandes massas de filamentos desorganizados e também em continuidade com miofibrilares aparentemente normais. O sistema de condução consiste no nó sinoatrial, no nó atrioventricular e nos feixes, e numa rede altamente complexa de feixes e trajectos finos. Embora o nó SA tenha sido demonstrado em outras aves, ainda há algumas dúvidas quanto à sua posição e mesmo quanto à sua presença como um nó discreto nas aves . Concluídas as provas fisiológicas de que um nó SA estava presente perto do fim da veia de precaução correcta. O nódulo num coração de avestruz é composto por fibras, que na aparência são intermédias entre as fibras musculares e as verdadeiras fibras de Purkinje. Perifericamente dentro do nó e passando para longe dele são várias fibras P verdadeiras. A distribuição das fibras P dentro das aurículas no coração da avestruz é semelhante à descrita por Davis para o pombo. Prakash declarou que os átrios estão desprovidos de fibras P. No nosso estudo, são encontradas no miocárdio em associação com vasos sanguíneos, e ocasionalmente no epicárdio. Davis declarou que as fibras P auriculares param curtas na base dos auriculares e que não há interconexões entre elas e o lembrete do sistema de condução cardíaca.
Na avestruz, o nó AV encontra-se na base do septo auricular. Está muito próximo da junção dos septos auriculares e ventriculares. É composto por fibras que se assemelham mais às fibras P-fibras do que as fibras do músculo miocárdico e que não são idênticas às do nó SA. Como o Prakash relatou, o feixe atrioventricular no nosso estudo estende-se profundamente ao septo interventricular e depois bifurca para o membro direito e esquerdo. O ramo posterior separa-se da rede de fibras P. A descrição do Prakash não coincide exactamente com a do DiDio para o pombo e o cisne, mas assemelha-se mais à do Drennan para a Avestruz. Da mesma forma, a descrição do Yousuf para o coração da avestruz difere na estrutura básica desta parte do sistema de condução.
Uma das características de interesse específico no coração da avestruz é a presença de bandas moderadoras tanto no ventrículo direito como no esquerdo e em locais diferentes. O ventrículo direito tem uma banda moderadora tendinosa sobre a base do ventrículo que se estende desde o septo até à válvula muscular. Também as bandas moderadoras são geralmente sobre o ápice do ventrículo direito que se estende do septo até à parede parietal. No ventrículo esquerdo, havia algumas bandas moderadoras tendinosas próximas do ápice que se estendem do septo à parede parietal e entre trabéculas carneae da parede parietal. As bandas moderadoras tendem a evitar a distensão excessiva e servem como caminho para a passagem das fibras de Purkinje através do lúmen da cavidade que faz parte do sistema condutor. Anatomicamente, a localização da banda moderadora no ventrículo direito e esquerdo do coração da avestruz é diferente da dos outros animais. Não havia músculo papilar no ventrículo direito da avestruz e a banda moderadora liga-se directamente à superfície ventral da válvula muscular do septo interventricular.
Desde que em humanos a banda moderadora se estende entre o septo interventricular e a parede livre do ventrículo e em animais domésticos e ungulados estas bandas estendem-se desde o septo interventricular ao músculo papilar e não há ligação às cúspides vulvares. No ventrículo esquerdo da Avestruz, apesar da presença do músculo papilar, estas bandas não têm qualquer ligação com as mesmas. A estrutura histológica da banda moderadora mostrou que elas têm tecido muscular em várias proporções com tecido conjuntivo e condutor . É semelhante à dos corações humanos, ungulados, ovinos e caprinos, mas nos carnívoros, nunca foi encontrada uma verdadeira banda moderadora. Seja qual for o tamanho e a forma, a banda moderadora deve ser considerada como o caminho mais curto desde o septo interventricular até à parede livre do ventrículo esquerdo e direito na avestruz e outros animais. As fibras de Purkinje são grandes em tamanho e semelhantes na maioria das características celulares da avestruz e do cão , mas na avestruz, não existe uma área clara perinuclear. Há um pouco de glicogénio nestas células, mas em humanos e mamíferos, estas células são ricas em glicogénio. As fibras de Purkinje estão organizadas no feixe com comunicação célula a célula e pouca comunicação lateral. Na avestruz, há uma bainha de tecido conjuntivo à volta das células da Purkinje, mas em humanos e mamíferos não há bainha fibrosa à volta destas células . Esta organização das fibras do feixe aumenta a propagação de impulsos propagados e inibe a propagação transversal. No ventrículo direito, existe uma banda moderadora musculotendinosa em torno da base do ventrículo, que se estende desde o septo interventricular até ao talo muscular da válvula muscular. Era única e por vezes ramificada .
Abrigo
Os autores agradecem ao conselho de investigação da Universidade de Shiraz por prestar assistência financeira.