bioeletricidade bioeletrogênese atividade elétrica na ... · 1. recepção e codificação das...

Bioeletricidade

Bioeletrogênese

Atividade elétrica na célula

animal

Papel fisiológico dos eventos elétricos

Células excitáveis:

neurônios

células musculares

células sensoriais

Importância na área biológica:

ECG EEC EM

Importância na área médica:

funcionamento dos sistemas biológicos

Sistema nervoso

Características gerais da

sinalização celular

Funções do sistema nervoso:

• receber e processar informações;

• analisá-las;

• gerar respostas coordenadas.

1. Recepção e codificação das informações

2. Transmissão das informações – via neuronal

3. Processamento das informações – SNC

4. Efetuação de respostas

Funcionamento do sistema nervoso

Etapas

Receptores

Estímulos externos e

internos

Transmissão

Processamento

Transmissão

Resposta aos

Estímulos

Efetores

SNC

Requisitos para o funcionamento do

sistema nervoso

Estruturas especializadas.

Transformação de energia.

Codificação das informações linguagem

do sistema nervoso sinais elétricos

código neural.

Alterações eletroquímicas de ponto a

ponto.

SISTEMA NERVOSO CENTRAL (SNC)

Encéfalo

Medula

SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO

a) Sensitivo (aferente: periferia para o SNC)

- somático.

- visceral.

b ) Motor (eferente: SNC para periferia)

- somático: musculatura esquelética.

- autônomo: musculatura lisa visceral, do

coração e glândulas exócrinas.

O Sistema nervoso - divisão anatômica

O tecido nervoso é formado de dois tipos de células:

- Neurônios

- Células da glia (gliócitos)

NEURÔNIO

ANATOMIA DE UM NEURÔNIO

REDE DE NEURÔNIOS

SINAPSES

CÉLULAS DA GLIA

Astrócitos

nutrição;

sustentação;

regulação de Kextracelular.

Oligodendrócitos

síntese de mielina.

Microgliócitos

defesa.

Astrócitos

nutrição;

sustentação;

regulação de K extracelular

SNC: Oligodendrócitos

Oligodendrócitos

síntese de mielina.

Organização do Sistema Nervoso

• Neurônios sensoriais (aferentes) - A

• Neurônios motores (eferentes) - B

• Neurônios de associação ou interneurônios - C

A

B

C

Composição iônica intra e extracelular

O K+ é principal íon intracelular.

O Na+ e o Cl- são os principais íons extracelulares.

Polaridade da célula

Potenciais biológicos

Importância biológica Assimetria iônica

Potenciais biológicos através das membranas

estabelecem uma diferença de potencial (d.d.p.) estável em

todas as células animais.

Esta d.d.p. possibilita o estabelecimento de fenômenos

bioelétricos essenciais à vida celular.

Forças que determinam o movimento dos

íons

Potencial de repouso

Potencial de membrana OU

Contribuição da bomba de Na+

K+ para a manutenção do

potencial de repouso

Potencial de repouso

Entrada passiva de sódio cria

condições para saída de

potássio

Movimento por difusão do Na+ e K+ durante o

potencial de repouso

Potencial de repouso V medido quando nenhum

evento ativo está ocorrendo (-20 a -100 mV).

Membranas das células excitáveis (neurônios, células

musculares e sensoriais) respondem a estímulos com

alterações nas d.d.p. gerando um impulso elétrico -

Potencial de ação (P.A.).

Os IMPULSO ELÉTRICOS são gerados no corpo celular e dendritos e

depois propagados para o axônio.

4 5 6 7

Transmissão de Impulsos Elétricos (P.A.)

Potencial de Ação (PA)

Alterações rápidas no Vm que se propagam pelo axônio

sem redução da intensidade evento “tudo ou nada”.

Geração do potencial de ação depende:

Presença de CANAIS IÔNICOS VOLTAGEM

DEPENDENTES

Permitem a passagem de íon específico.

Canais iônicos originam correntes iônicas que

fluem através da membrana.

Canais de Na+ e canais de K+ mais importantes

na produção de um PA.

Potencial de ação

A alteração temporária no potencial de membrana mostra que

o neurônio é eletricamente excitável.

Potencial de repouso Hiperpolarização

Despola

rização

Repola

rização

Potencial de ação

A alteração temporária no potencial de membrana mostra que

o neurônio é eletricamente excitável.

Potencial de repouso

Despola

rização

Repola

rização

Resposta local

Nível de descarga

Potencial de ação

Origem

Movimento de íons

REPOUSO

Bomba Na+ / K+

Bomba Na+ / K+

Bomba Na+ / K+

Bomba Na+ / K+

HIPERPOLARIZAÇÃO

Bomba Na+ / K+

REPOUSO

Bomba Na+ / K+

Potencial de ação

(relação dos eventos elétricos e iônicos)

Fluxos iônicos durante

o potencial de ação

Anestésicos locais bloqueiam a condução do PA nos axônios

sensoriais, por se ligar a sítios específicos dos canais de Na

sensíveis a voltagem, reduzindo a capacidade de despolarização

da membrana .

A cocaína foi o primeiro anestésico a ser usado, mas por sua

toxicidade e potencial para dependência, alternativas foram

desenvolvidas.

O primeiro análogo sintético da cocaína usado para anestesia

local, a procaína, foi produzida em 1905.

Outros anestésicos locais deste tipo incluem a lidocaína e a

tetracaína

Aplicação do conhecimento do mecanismo iônico dos

biopotenciais

Estímulo sublimiar

Estimulo limiar

Estímulo supra-limiar

O que determina o potencial de

ação?

CORRENTE (ESTÍMULO) LIMIAR corrente de

estimulação suficiente para desencadear um PA.

EVENTO TUDO-OU-NADA

Estímulo sublimiar (E1, E2): não causa PA.

Estimulo limiar (E3): causa um único PA.

Estímulo supra-limiar: causa mais de 1 PA, sem alterar a

amplitude.

Uma vez iniciado o PA, é impossível impedi-lo de acontecer.

E1 E2

E3

Limiar de excitabilidade

Lei do tudo ou nada

Estímulo

Potencial local

Potencial graduado

Alterações

eletroquímicas ponto- a-

ponto

PA vai sendo propagado

pela célula

Impulso elétrico

SENTIDO ORTODRÔMICO (corpo celular axônio)

Transmissão do impulso elétrico (PA)

Mielinização dos axônios

Células de Schwann

Oligodendrócitos

Célula de Schwann

Nódulo de Ranvier

BAINHA DE MIELINA

BAINHA DE MIELINA

POTENCIAL DE AÇÃO NAS FIBRAS COM MIELINA

Informação chega rapidamente ao SNC, onde é

processada

Condução saltatória

POTENCIAL DE AÇÃO NAS FIBRAS COM MIELINA

Condução saltatória

NEURÔNIO AMIELINIZADO

Sensação de DOR LENTA

Conduzida por neurônios

amielinizados

Informação é transmitida

ponto-a-ponto

Velocidade de

transmissão

Aula prática

Bioeletrogênese em peixes

Tuvira

Nome Popular: Tuvira / Sarapó

Nome Científico: Gymnotus

carapo

Família: Gymnotidae

Habitat: América do Sul: da

Amazônia ao Norte da Argentina

Poraquê

Electrophorus electricus

600 volts

Distribuição (peixes elétricos)

Eletrorrecepção

Peixe nariz de elefante