Bioletricidade do Corpo Humano

hoje nessa aula nós vamos falar sobre bioeletricidade do corpo humano como nós já discutimos anteriormente os seres vivos eles são máquinas elétricas então é natural que os elementos pertencentes ao corpo humano sejam capazes de produzir e de utilizar eletricidade para nós estudarmos viu eletricidade primeiramente a gente precisa entender que que é isso né qual que é o conceito de bioeletricidade nós sabemos que as células vivas elas apresentam uma diferença de potencial entre os dois lados da membrana o interior das células ele é negativo e o exterior positivo a origem desses potenciais é devido a uma

distribuição assimétrica dos rios nós vimos que a concentração de íons no meio intracelular e no meio extracelular é diferente e especial de sódio potássio cloreto e dos seus fósforo só quando eu falo de bioeletricidade ou bio eletromagnetismo eu tô me referindo ali a vantagem estática das células biológicas e também as correntes elétricas que fluem nos tecidos vivos no tecido nervoso no tecido muscular e esse movimento das correntes elétricas ele ocorre em consequência dos potenciais de ação o corpo dos seres vivos ele é composto por uma série de tecidos diferentes e nós temos por exemplo as

fibras musculares e os neurônios que são exemplos de tecidos que podem ser eletricamente excitáveis quando eu falo que o tecido é excitável eu tô querendo dizer que esse tecido ela é capaz de sofrer no potencial e nós temos alguns tecidos algumas células que não são excitáveis essas células elas vão fazer potencial de difusão por exemplo a bomba de sódio e potássio e quando nós usamos esse termo potencial nós temos que ter em mente que ele existe sob duas formas principais eu tenho o potencial de repouso posso chamar de potencial de repouso potencial de membrana ou

potencial de repouso de membrana e a mesma coisa e eu tenho também o potencial de ação que é uma avaliação e programação brusca do potencial nós vamos discutir separadamente sobre essas duas formas de potencial quando a gente estuda os diferentes compartimentos do corpo dos seres vivos nós aprendemos sobre o meio intracelular e o meio extra-celular e nos vimos também que diferentes iam os estão presentes no meio intra e no meio extracelular nessa imagem eu tenho aqui de azul escuro o citoplasma de umas e representando o meio intracelular eu tenho aqui que azul claro representando a

membrana celular e eu tenho aqui uma coloração a laranjada representando o meio extra-celular e nós podemos ver várias moléculas de ir sódio no meio extra-celular e algumas moléculas de irão potássio no meio intracelular nós temos que nos lembrar que eu tenho sódio também aqui no meio intracelular mas ele está presente aqui numa quantidade muito menor do que no meio extracelular da mesma forma os íons potássio eles predominam no meio intracelular mas eu também tenho alguns íons potássio aqui no meio extracelular e quando eu falo de potencial de membrana eu também posso chamar de potencial elétrico

de membrana ou potencial transmembranar ou ainda voltagem da membrana tudo são nomes diferentes para a mesma coisa que é a diferença de potencial elétrico entre os meios intra e extracelular e esse potencial ele tem a sua origem no mecanismo simples de alternância entre o transporte ativo e transporte passivo de pequenos rios ela é a diferença de concentração desses rios no meio intra e extra-celular que vai determinar essa diferença de carga é por conta dessa diferença na concentração dos rios que o meio intracelular ele é negativo e o meio extra-celular ele é positivo bom então a

existência do potencial de repouso ele está relacionada com a diferença de concentração dos rios principalmente e um sódio e potássio fora e dentro da célula existem outros rios no meio intra e extra-celular lá no meio extracelular além do sódio eu tenho o cálcio eu tenho cloreto e no meio intracelular além do potássio eu tenho o magnésio e tem os íons fosfato essa diferença de concentração de ios ela é mantida por meio de um mecanismo de bombeamento ativo de íons pelas membranas celulares então o sódio ele é forçado a sair da célula e o potássio ele

é forçado a entrar na célula nós não vamos entender um pouco melhor a relação entre esses mecanismos de transporte através da membrana e a geração do potencial de ação cozinhou sódio nós já vimos que eles estão mais concentrados no meio e extra-celular não é natural que eles migrem para dentro da célula naturalmente através do gradiente de concentração porque os irmãos eles tendem a migrar do meio mais concentrado para o meio menos concentrado e isso acontece sem gasto de energia só que o nosso corpo quer que a maior concentração de íons de sódio esteja no meio

extracelular as células elas tentam mecanismo para expulsar esses um sódio de volta para o meio extra-celular e ao mesmo tempo que introduz também através de mecanismo ativo ou e um potássio bom então o transporte de sódio de fora da célula para dentro da célula ocorre sem gasto de energia da mesma forma que como potássio está mais concentrado dentro da célula o transporte de potássio de dentro da célula para fora também ocorre sem gasto de energia mas não é isso que as nossas células querem elas querem que o meio intracelular e que mais concentrado em potássio

e que o meio extra-celular que mais concentrado e sódio daí é importância da bomba de sódio potássio que vai pegar esses rios potássio que estão no meio extracelular bombear de volta para dentro da célula ao mesmo tempo que bombeiam os íons sódio para fora da célula é por esta razão e nós temos as cargas positivas do lado externo da membrana do lado interno nós temos os seus fosfato e nós temos também proteínas aniônicas e são essas moléculas que vão fornecer a carga negativa para o meio intracelular e essa diferença de íons entre o líquido intracelular

e extra-celular vai ser criado então através do trabalho da bomba de sódio-potássio que é um mecanismo de transporte ativo ou seja para bomba de sódio-potássio funcionar precisa haver gasto de energia por isso que a gente fala que é transporte ativo e o sódio serem bombeadas para fora da célula e para os íons potássio serem bombeados para dentro da célula é preciso que a célula gaste energia e é devido a esse bombeamento que nós temos a formação de um potencial elétrico negativo dentro das células e um potencial eletropositivo fora das células no meio extracelular a grande

concentração de íons sódio vai o potencial eletropositivo e como esses um sódio foram bombeados para fora da célula dentro das células nós vamos ter os rios fosfato e as proteínas aniônicas que vão criar o potencial eletronegativo e o que que precisa acontecer por potencial elétrico dentro da membrana se negativo somente os íons positivos em quantidades suficientes eles devem ser transportados para fora da membrana pãozinhos potássio e magnésio vão ser transportados do meio intracelular para o meio extra-celular as células em repouso elas apresentam um potencial de membrana de menos 70 mil volts isso significa que o

potencial intracelular é menos 70 milivolts mais negativo do que o potencial no líquido extracelular e nós temos então alguns fatores que nós falamos que são determinantes do potencial de repouso são quatro fatores primeiro deles é o gradiente de concentração gradiente de concentração dos rios sódio potássio e cloreto ajuda a determinar a voltagem do potencial de membrana o segundo fator determinante é um grau de seletividade da membrana ou seja a permeabilidade terceiro fator determinante é a velocidade com que os rios atravessam a membrana diferentes e os possuem diferentes cargas diferentes pesos e eles vão atravessar a

membrana celular em velocidade diferente e por último nós temos a bomba de sódio potássio presente ali na membrana em todas as células que vai ser responsável pelo transporte continuo de três e um sódio para o meio extra-celular e dois e os potássio para o meio intracelular e com isso nós vamos ter a geração de um potencial negativo dentro da célula e agora quando nós falamos do potencial elétrico da membrana é importante a gente saber que os íons potássio eles são mais importantes por estabelecimento do potencial elétrico da membrana do que os rios sódio porque a

membrana é 100 vezes mais permeável ao potássio do que é um sódio durante o repouso as proteínas que estão em maior concentração no interior da célula e que portanto não conseguem atravessar a membrana por conta do seu diâmetro elas também vão contribuir para que o líquido intracelular apresente carga negativa e tudo que nós vimos até agora foi em relação ao potencial de repouso e potencial de ação aquele segundo tipo de potencial que a gente falou lá no início qual que é a diferença do potencial de ação para o potencial de repouso como que eu posso

conceituar potencial de ação potencial de ação ele é um sinal elétrico em propagação para poder conduzir uma ordem uma notícia ele vai ser propagado ao longo da membrana das células nervosas que são os neurônios e eles passam de um neurônio para o outro através das sinapses nervosas e o potencial de ação ele passa também das estruturas nervosas para as estruturas musculares através das placas motoras e pode também se propagar no músculo e é a propagação do potencial de ação no músculo que vai provocar a contração muscular o potencial de ação ele altera então o potencial

de membrana através de estímulos sinais nervosos então eles são transmitidos por toda membrana da fibra nervosa para que a condução do impulso nervoso seja eficiente o potencial de ação precisa percorrer toda a fibra nervosa e vamos entender então como que é o mecanismo de propagação do potencial de ação o potencial de ação ele se inicia com uma brusca mudança do potencial de repouso nós temos uma inversão da polaridade então o meio intracelular que era negativo ele se torna positivo eo meio extra-celular que era positivo ele se torna negativo quando o potencial de ação sessa a

condição de repouso ela é restabelecida imediatamente o meio extra-celular volta-se positivo e o meio intracelular volta a ser negativo e nós temos dois tipos de canais iônicos regulados por voltagem que estão envolvidos na deflagração do potencial de ação que que é isso que que são canais iônicos são proteínas integrais de membrana que tem a capacidade de deixar passarinhos de modo seletivo esses rios eles podem passar de forma contínua ou em resposta a estímulos estímulo elétrico estímulo químico ou estímulo mecânico os canais que deixam passar os rios de forma contínua eles são chamados canais abertos e

os que só abrem em resposta a estímulo específico eles são chamados de canais controlados o com portas tanto um quanto o outro eles podem ser altamente específicos nós temos canais para cátions e canais para anos então os ca o cátion eles são por exemplo cacau de sódio canal de potássio canal de cálcio e exemplos de canais de anos nós temos o canal de cloreto por exemplo esses canais controlados por comportas eles podem ser abertos por alteração na voltagem que existe naturalmente na membrana que ela diferença de carga entre o meio intracelular e o meio extra-celular

e aí nesse caso esses canais vão ser considerados dependentes de voltagem nós temos outros canais que eles podem ser abertos por substâncias específicas né público antes por exemplo neurotransmissores um neurotransmissor chega se liga o canal e aí com isso provoca abertura daquele canal e permite a passagem dos rios nós temos canais que são abertos por neuropeptídeos por hormônios e aí são oscar tô falando que são canais dependentes de ligante e temos também outros canais que são abertos por alguns tipos de energia mecânica ou energia radiante que incide diretamente sobre a membrana os primeiros canais que

se abrem eles vão permitir que o sódio atravesse rapidamente a membrana celular em direção ao líquido intracelular e isso vai causar a despolarização então é a entrada dos rios sódio do meio extra-celular para o para o meio intracelular através desses canais que vai causar a despolarização a mudança na carga da membrana logo em seguida os canais de potássio eles também se abrem e permitem que o iam cauê um potássio atravessa a membrana do meio intracelular para o meio extra-celular oi e essa passagem do potássio do meio intra para o extra-celular vai causar a repolarização e

vamos acompanhar a dinâmica do deflagração do potencial de ação para que a gente possa entender como que acontece a despolarização da membrana e antes de ser deflagrado o potencial de ação nós temos um estágio de repouso estágio de repouso é aquele estágio que antecede o potencial de ação no qual a membrana ela tá polarizada em razão do potencial da membrana ser negativo em torno de 70 me levou nós temos o meio intracelular negativo e o meio extra-celular com carga positivo e aí quando estamos nessa situação e potencial ele tá em torno de menos 70 me

levou todo o potencial de ação ele é iniciado com o estímulo de despolarização esse estímulo ele precisa atingir o limiar de excitação do neurônio que quando começa a cadeia de eventos responsáveis pelo potencial quando a célula é estimulada a membrana celular ela vai se tornar permeáveis o fuzil sódio o sião sódio vão então atravessar imediatamente para o interior da célula a favor do gradiente eletroquímico em razão dessa entrada de sódio a polaridade da célula vai ser neutralizada por que os iam sódio são carregados positivamente nesse momento o potencial de membrana ele atingir 0 só que

em algumas situações pode ocorrer uma inversão de carga tornando a célula positivamente carregada esse estágio é que é chamado de despolarização da membrana e quase que imediatamente depois da membrana ter ficado permeável ao sódio os canais de sódio eles começam a se fechar enquanto isso os canais de potássio ele se abrem mais do que o normal abertura dos canais de potássio vai causar a rápida difusão desses rios do meio intracelular para o meio extra-celular então isso representa o potencial de membrana negativo normal e o estágio de repouso essa fase nós chamamos de repolarização da membrana

pra gente entender melhor esse mecanismo de despolarização e repolarização vamos acompanhar aqui nesse gráfico que que tá acontecendo então durante o potencial de repouso nós temos os canais de sódio potássio fechados a maior concentração de sódio do lado externo da membrana e uma maior concentração de íons potássio do lado interno da membrana se a gente observar aqui no gráfico então a gente pode ver que o potencial de membrana ele é em torno de menos 70 milivolts no estado de repouso aqui representado no eixo y eu tenho aqui a voltagem da minha célula e no eixo

x eu tenho tempo decorrido em milissegundos tão aqui a antes da deflagração do potencial de assalto só que o meu potencial de repouso quando nós temos a deflagração do potencial de ação nós vamos ter a abertura dos canais de sódio com isso os iam sódio eles vão migrar do meio externo para o meio interno eu tenho um aumento e expositivas do lado interno da membrana e aí aqui no meu gráfico o que que vai acontecer a voltagem ela vai aumentando podendo até gerar tem uma anulação das cargas do lado interno se migrar muito e eu

sódio para dentro da célula nós podemos até ter um potencial positivo que vai ser rapidamente corrigido quando nós vamos para a fase da repolarização nós estamos tentando regressar ao potencial de repouso que é a carga negativa do lado interno e a carga positiva do lado externo tô tentando regressar para essa situação e aí para que isso aconteça nós temos a abertura dos canais de potássio os canais de sódio vou ficar fechados e os canais de potássio eles vão se abrir os rins é fácil que estão do lado interno da célula eles vão migrar para o

lado externo para tentar retomar aquele potencial positivo do lado externo e negativo do lado interno da célula é isso que está representando aqui no gráfico então quando a célula está re polarizada nós temos novamente carga positiva do lado externo e carga negativo do lado interno só que agora essa carga positiva aqui do lado externo é devido à alta concentração de íons potássio aqui que migraram para o meio externo para restabelecer essa carga positiva que foi bom então se nós observamos somente cargas tanto neurônio em repouso quanto o neurônio polarizado eles têm a mesma configuração carga

positiva no meio externo e carga negativa no meio interno a diferença é que no neurônio em repouso essa carga positiva é devido à presença de íons sódio enquanto que no neurônio polarizado essa carga positiva aqui é devido à presença de íons potássio do meio externo bom então nós temos quatro fases do potencial de ação a primeira fase que é o potencial de repouso é aquela onde eu tenho uma maior concentração de íons potássio do lado interno da célula ea maior concentração de um sódio do lado externo da célula o lado externo positivo o lado interno

é negativo na segunda fase que é a fase de despolarização eu tenho a migração dos rios sódio do meio externo para o meio interno devido a um estímulo que provocou a abertura dos canais de sódio então com isso eu tenho uma carga positiva no meio interno e uma carga negativa no meio externo e na terceira fase que é a fase da repolarização nós temos o restabelecimento da carga positiva no meio externo e da carga negativa no meio interno só que devido à migração dos íons potássio do meio interno para o meio externo e por último

na quarta fase nós temos o retorno o potencial de repouso devido à atuação da bomba de sódio e potássio que vai fazer com que os íons sódio mínimo para o meio externo e os íons potássio migrem para o meio interno da membrana bom então abertura dos canais de sódio ela vai acontecer lá na membrana das células devido ao estímulo por exemplo um pulso elétrico esse impulso elétrico provoca abertura dos canais de sódio o sião sódio eles vão migrar do meio externo para o meio interno da membrana e essa migração de eu sódio vai levar a

despolarização da membrana que ela inversão de carga e em seguida nós temos o fechamento dos canais de sódio para poder interromper essa migração do sódio para dentro da célula e nós temos a abertura dos canais de potássio ossinhos potássio eles vão migrar de dentro da célula para fora da célula e nós vamos ter uma situação de hiperpolarização e logo em seguida nós temos o fechamento dos canais de potássio e a célula para restabelecer o equilíbrio vai colocar a bomba de sódio-potássio trabalhando para poder responsabilizar membrana e eu coloquei aqui aquele gráfico do potencial de ação

que nós já vimos ampliado que a gente precisa introduzir agora dois novos conceitos então nós podemos ver a voltagem da célula durante o potencial de repouso do torno de menos 70 milivolts e quando essa célula em repouso ela sofre um estímulo nós temos a deflagração do potencial de ação nós vamos ter a migração dos íons sódio para dentro da célula que vai ser a fase da despolarização em seguida nós temos a fase da repolarização até que seja retomado o potencial de repouso é muito importante nós termos em mente que uma vez que o potencial de

ação ele tenha iniciado um segundo potencial de ação ele não pode ser propagado durante um tempo aqui de cerca de em milissegundos independente de quão grande seja o estímulo esse período é denominado período refratário absoluto ele representa o tempo necessário para que os canais de sódio assumam o repouso dessa forma não tem então sobreposição de potenciais de ação nesse período é possível de ser geral do potencial de ação desde que esse potencial despolarizantes seja maior que o normal e suficiente para atingir o limiar de excitabilidade da célula nós temos também o período refratário relativo que

ele se inicia no período refratário absoluto e ele persiste até que o potencial de membrana retorne ao nível de repouso bom então pessoal para ocorreu potencial de ação é preciso que seja atingido o limite mínimo na variação das cargas que é o que a gente chama de limiar de excitabilidade ou limiar para estimulação quando o limiar de excitabilidade e atingido vai iniciar-se então o potencial de ação ea sua propagação e nessa imagem nós temos um resumo de todos os termos que aprendemos hoje e que precisam estar muito claros na cabeça de vocês estão aqui no

eixo y nós temos o potencial de membrana e a voltagem da nossa membrana celular em milivolts nós temos no eixo x o tempo decorrido em milissegundos então a gente pode ver que potencial de ação ele acontece muito rapidamente em questão de milissegundos nós temos a despolarização e repolarização das células nós temos aqui o nosso potencial de repouso que nós sabemos que em torno de menos 70 milivolts nós temos o potencial limiar a despolarização e repolarização da membrana que fazem parte do potencial de ação temos o período refratário absoluto o período refratário o ativo nós temos

o potencial de repouso e nós temos aqui a situação de hiperpolarização todos esses termos aqui precisam estar muito claros para que a gente dê continuidade ao nosso aprendizado quando nós falamos que uma célula precisa receber um estímulo para que seja deflagrado o potencial de ação a gente precisa saber que esse estímulo ele deve obedecer o princípio do tudo ou nada que que esse princípio princípio do tudo ou nada ele determina que o estímulo que vai ser recebido pela célula ele precisa ser forte o suficiente para desencadear um potencial de ação que vai ser produzido ao

longo do axónio em alta velocidade e que não perde força com a distância percorrida ou então esse potencial ele nem aconteça e quando o limiar de excitabilidade atingido inicia-se então um potencial de ação ea sua propagação não existe um potencial de ação mais forte ou mais fraco o potencial de ação ele é igual independente da intensidade do estímulo o menor estímulo capaz de gerar potencial de ação ele é denominado estímulo limiar então nós temos diferença de intensidade elo estímulo tá mas o potencial de ação que é gerado ele tem sempre a mesma intensidade e para

poder comunicar a informação de uma parte do corpo para outro os impulsos nervosos eles precisam trafegar de onde eles são formados e geralmente ali o cone do axónio até os terminais do axónio a transmissão desse estímulo ela é denominada propagação ou condução do potencial de ação um e lá nas aulas de anatomia de neuroanatomia nós aprendemos que temos dois tipos diferentes de axônios nós temos axônios não mielinizadas e axônios mielinizados e a propagação dos estímulos vai ocorrer de forma diferente no cada um desses axônios no axónio não-mielinizado cada porção da membrana que contém canais de

sódio e potássio pode produzir um potencial de ação então nessas fibras o potencial de ação ele é conduzido ao longo de toda a extensão do axônio e essa condução ela ocorre de maneira contínua e no outro sonho mielinizado nós temos a presença da bainha de mielina que envolve os axônios e atua como um isolante impedindo assim a movimentação de íons sódio íons potássio através da membrana e consequentemente impedindo a transmissão do impulso elétrico só que a bainha de mielina ela não é continuar em toda a extensão do axónio ela apresenta interrupções essas interrupções elas são

denominadas nó de ranvier e nesses pontos os impulsos elétricos ele se propagam normalmente esse nó de ravier ele faz com que o impulso passe pelas fibras de modo saltatorio pulando as partes da fibra que estão mielinizados e se nós compararmos a condução do potencial de ação entre o axonio mielinizado e um axónio não-mielinizado de igual diâmetro na condução escutatória o potencial de ação ele vai ser conduzido com muito maior rapidez do que faria por condução contínua então a condução saltatória ela é um tipo de condução mais rápida e que ocorre com menos gasto de energia

bom então pessoal essa foi a nossa primeira aula de bioeletricidade na qual a gente aprendeu a diferenciar o potencial de ação do potencial de repouso da membrana que forma bem resumida a gente viu que o potencial de ação união uma corrente elétrica forte o suficiente para causar uma mudança no potencial de repouso produzindo assim o impulso elétrico por hoje é só isso um grande abraço para todos e bons estudos