Bioeletricidade Bioeletrogênese Atividade elétrica na ... · 1. Recepção e codificação das...
Transcript of 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.
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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