Biomedicina

BIOFSICA:BIOFSICA DO MEIO INTERNO

Lucas Takeji Aoki Alcntara

Braslia/Distrito Federal 19/11/11

Presso no Corpo Humano

Uma das grandezas mais utilizadas na biologia, a Presso e definida como uma fora agindo em uma rea delimitada. A unidade SI e o pascal corresponde a forca de um Newton atuando numa rea de um metro quadrado. A presso osmtica e a forca exercida pelas molculas da soluo nas paredes celulares, a presso sangunea e a forca que o sangue exerce sobre as paredes dos vasos. Em determinados casos a presso pode modificar o volume (Variao da rea), nestes casos ocorre trabalho. Podemos notar nas contraes de cavidades, como na bexiga, no corao, nas artrias, etc. A presso no corpo humano algo muito comum do dia a dia, mas ela importante, por exemplo a presso arterial, se esta for muito alta ou muito baixa, pode causar srios problemas ao organismo. Existem vrios lugares no corpo onde as presses so mais baixas do que a atmosfrica, ou negativa. Por exemplo, quando inspiramos a presso nos pulmes deve ser um pouco menor que a presso atmosfrica seno o ar no fluiria para dentro do corpo. A presso nos pulmes durante a inspirao tipicamente uns poucos centmetros negativos de gua. Quando uma pessoa bebe atravs de um canudo, a presso na sua boca deve ser negativa por uma quantidade igual a altura da sua boca acima do nvel do lquido que ela est bebendo, quando consideraremos a fsica dos pulmes e da respirao. PRESSO INTRACRANIANA: A presso intracraniana tambm importante. O crebro contm aproximadamente 150 cm3 de fluido cerebrospinal (FCS) ou liquor numa srie de aberturas interconectadas chamadas ventrculos. O fluido cerebrospinal gerado dentro do crebro e flui atravs dos ventrculos para o interior da coluna espinhal e eventualmente para o interior do sistema circulatrio. Um dos ventrculos, o aqueduto, especialmente estreito. Se ao nascer esta abertura est fechada por qualquer razo, o FCS preso no interior do crnio e aumenta a presso interna. O aumento de presso faz o crnio aumentar. Esta sria condio, chamada hidrocefalia, um problema moderadamente comum na infncia. Entretanto, se a condio detectada bem cedo, ela pode ser frequentemente corrigida cirurgicamente instalando um sistema de drenagem de desvio para o FCS. PRESSO DOS OLHOS Os fluidos claros no globo ocular ( o humor aquoso e vtreo) que transmitem a luz para a retina esto sob presso e mantm o globo ocular com uma forma e tamanho fixos. As dimenses do olho so crticas para uma boa viso uma variao de somente 0.1 mm no seu dimetro tem um efeito significativo na claridade da viso. Se voc pressiona o seu prprio olho com seu dedo voc notar a resistncia do olho devido a presso interna. A presso no olho normal varia de 12 a 23 mm Hg. O fluido na parte da frente do olho, o humor aquoso, praticamente gua. O olho produz continuamente humor aquoso e um sistema de drenagem permite o excesso escapar. Se um bloqueio parcial deste sistema de drenagem ocorre, a presso cresce e a presso aumentada pode restringir o suprimento sanguneo para a retina e isto afeta a viso. Esta condio, chamada glaucoma, produz uma viso de tnel nos casos moderados e cegueira nos casos severos.

PRESSO SSEA : As maiores presses no corpo so encontradas nas juntas dos ossos de sustentao do peso. Quando todo o peso est numa perna, tal como quando andamos, a presso na junta do joelho pode ser mais que 10 atm! Se no fosse por uma rea relativamente grande das juntas, a presso seria mesmo maior (Figura 6.4). Desde que a presso a fora por unidade de rea, para uma dada fora a presso reduzida quando a rea aumentada. Juntas sseas saudveis so melhores lubrificadas que o melhor mancal feito pelo homem (ver Captulo 3, p. 56). Se um lubrificante convencional fosse usado numa junta ele seria espremido e a junta logo estaria seca. Felizmente, o sistema tal que quanto maior a presso, melhor a lubrificao. Os ossos tem-se adaptado de maneira a reduzir a presso. Os ossos dos dedos so chatos ao invs de cilndricos no lado de agarrar, e a fora espalhada sobre uma superfcie maior; isto reduz a presso nos tecidos sobre os ossos.

Importncia do H2OA agua (hidrxido de hidrognio ou monxido de hidrognio ou ainda protoxido de hidrognio) e uma substancia liquida que parece incolor a olho nu em pequenas quantidades, inodora e insipida. A agua e a molcula mais abundante nos sistemas biolgicos e esta presente em todos os sistemas conhecidos. o solvente orgnico universal e podemos encontra-la na forma solida (Gelo), liquida e gasosa (Vapor). A agua e um composto hibrido (60% covalente e 40% inico), suas ligaes (O-H) formam entre si o angulo de 105.

A agua possui muitas propriedades incomuns que so criticas para a vida: e um bom solvente e possui alta tenso superficial (0,07198 N m-1 a 25oC). A agua pura tem sua maior densidade em 3,984oC: 999,972 kg/m3 e tem valores de densidade menor ao arrefecer e ao aquecer. O gelo, por possuir menor densidade, flutua na agua liquida. Esta propriedade permite a existncia da vida marinha nas calotas polares. Por ser uma molcula polar estvel, na atmosfera desempenha um papel importante como um absorvente da radiao infravermelha, crucial no efeito estufa. A agua tambm possui um calor especfico peculiarmente alto (1), que desempenha um grande papel na regulao do clima global.

SoluesSolues so misturas homogneas de duas ou mais substancias. Nas solues o disperso recebe o nome de soluto e o dispersante o nome de solvente. As solues so muito importantes, exemplo: o ar que respiramos (mistura de gases), aguado mar (vrios sais), bebidas, remdios, sangue, urina.

CLASSIFICACAO GERAL DAS SOLUCOES: 1. De acordo com o estado de agregao da soluo: Solues Slidas: liga metalrgica, cobre, nquel, etc; Solues Lquidas: caf com leite, agua do mar, xaropes medicinais, etc; Solues Gasosas: o ar atmosfrico, etc. 2. De acordo com a proporo entre o soluto e solvente: Solues Diludas: contem pouco soluto em relao ao solvente (por exemplo: 10g de sal comum por litro de agua); Solues Concentradas: contem muito soluto em relao ao solvente (por exemplo: 330g de sal comum por litro de agua). As concentraes das solues podem ser expressas de trs modos: PERCENTUAL E o mtodo que corresponde a gramas de soluto por 100ml de solues. (Representado por g% ou %). MOLAR So moles de soluto por litro de soluo. (Representado por mol.l-1 ou M). MOLAL Corresponde a moles de soluto por kilograma de solvente. (Representado por m). 3. Classificao de acordo com a natureza do soluto: Solues Moleculares: quando as partculas dispersas so molculas, por exemplo, molculas de acar (C12H22O11) em gua. Solues Inicas: quando as partculas dispersas so ons, por exemplo, os ons do sal de cozinha (Na+ e Cl-) em agua. 4.De acordo com o pH Solues acidas - A concentrao de ons H3O+ e superior a de ons OH- (pH < 7) Solues bsicas - A concentrao de ons H3O+ e inferior a de ons OH- (pH = 7) Solues neutras - A concentrao de ons H3O+ e igual a de ons OH- (pH > 7)

pH e RegulaoOs desvios da concentrao de ons hidrognio so ocorrncias relativamente comuns nos pacientes graves, nos pacientes sob regime de terapia intensiva, especialmente quando a ventilao depende de respiradores mecnicos e nos que apresentam doena significativa pulmonar ou renal, devido interferncia com os mecanismos reguladores naturais. So ainda comuns em pacientes com doenas sistmicas severas, de qualquer natureza, em que haja comprometimento das funes metablicas ou respiratrias. DESVIOS DO pH O pH o indicador do estado cido-base do organismo. Os desvios do equilbrio cido-base refletem-se nas alteraes do pH do sangue. O pH normal do sangue, situa-se entre 7,35 e 7.45. Quando o pH est abaixo do valor mnimo normal, existe acidose. Se o pH est acima da faixa normal, existe alcalose. A prtica tem demonstrado que o organismo humano tolera um certo grau de alcalose, melhor que graus idnticos de acidose. A severidade dos distrbios do equilbrio cido-base pode ser apreciada pelo grau de alterao do pH. Quanto mais baixo o pH. mais severa a acidose; do mesmo modo um pH muito elevado, indica a presena de alcalose grave.

Figura 5. Representa o pH na acidose e na alcalose. Demonstra tambm os limites de tolerncia do organismo aos desvios do pH.

Desvios extremos do equilbrio cido-base, em geral se acompanham de alteraes profundas da funo dos rgos vitais e podem determinar a morte do indivduo. Em geral, o valor mnimo do pH, compatvel com a vida nas acidoses de 6,85; nas alcaloses, o valor mximo de pH, tolerado pelo organismo de aproximadamente 7,95, conforme representado na figura 5. As variaes da concentrao dos ons hidrognio no organismo podem ser de origem interna (endgena) ou externa (exgena). O acmulo de cidos no organismo pode ser conseqncia da reteno do C0 2 no sangue por dificuldade de eliminao nos alvolos pulmonares, pode ocorrer em conseqncia do aumento da produo de cido Itico e por incapacidade de eliminao de cidos fixos pelos rins (causas endgenas). Pode tambm ocorrer, em conseqncia da ingesto acidental de grande quantidade de cidos, como o cido acetil-saliclico (aspirina) ou outros agentes de natureza cida (causas exgenas). A reduo dos cidos no organismo pode ser conseqncia da eliminao excessiva do C02 (causa endgena), da perda de cidos fixos ou da administrao excessiva de bases, como o bicarbonato de sdio, por exemplo (causa exgena) Sempre que h tendncia a desvios do equilbrio cido-base, o organismo intensifica a atuao dos mecanismos de compensao, na tentativa de impedir grandes desvios do pH. Nestas circunstncias os desvios podem ser parcialmente compensados.

Figura 6. Classificao dos distrbios do equilbrio cidobase, conforme o seu mecanismo de produo.

Os distrbios do equilbrio cido-base so classificados conforme os seus mecanismos de produo. Dessa forma, as alteraes podem ter origem respiratria ou metablica. Esses desvios correspondem, portanto, a quatro tipos de alteraes, relacionadas na figura 6. Os desvios do tipo respiratrio devem-se a alteraes da eliminao do dixido de carbono. Os desvios do tipo metablico no sofrem interferncia respiratria na sua produo. Conforme a durao, os desvios do equilbrio cido-base podem ser agudos ou crnicos. Os distrbios crnicos. em geral, acompanham doenas crnicas do sistema respiratrio ou dos rins. Os distrbios crnicos costumam ser de intensidade mais leve, parcialmente compensados e melhor tolerados. ACIDOSES Ocorre acidose quando a concentrao de ons hidrognio livres nos lquidos do organismo est elevada; em conseqncia, o pH, medido no sangue arterial, est abaixo de 7,35. As acidoses podem ser de dois tipos: acidose respiratria e acidose metablica. A acidose respiratria ocorre em conseqncia da reduo da eliminao do dixido de carbono nos alvolos pulmonares. A reteno do C02 no sangue que atravessa os capilares pulmonares, produz aumento da quantidade de cido carbnico no sangue. com conseqente reduo do pH, caracterizando a acidose de origem respiratria. A acidose metablica ocorre em conseqncia do aumento da quantidade de cidos fixos, no volteis, no sangue, como o cido ltico, corpos cetnicos ou outros. O pH do sangue se reduz, devido ao acmulo de ons hidrognio livres; no h interferncia respiratria na produo do distrbio. As acidoses, como distrbio primrio do equilbrio cido-base, so encontradas na prtica clnica, mais freqentemente que as alcaloses. ALCALOSES Ocorre alcalose quando a concentrao de ons hidrognio livres, nos lquidos do organismo est reduzida. Em conseqncia, o pH medido no sangue arterial est acima de 7.45. Conforme o mecanismo de produo, as alcaloses podem ser de dois tipos. Alcalose respiratria e alcalose metablica. A alcalose respiratria ocorre em conseqncia do aumento da eliminao de dixido de carbono nos alvolos pulmonares. A eliminao excessiva do C0 2 do sangue que atravessa os capilares pulmonares, produz reduo da quantidade de cido carbnico no sangue. com conseqente elevao do pH, caracterizando a alcalose de origem respiratria. A alcalose metablica ocorre em conseqncia do aumento da quantidade de bases no sangue, como o on bicarbonato. O pH do sangue se eleva, devido reduo de ons hidrognio livres; no h interferncia respiratria na produo do distrbio. As alcaloses, como alteraes primrias do equilbrio cido-base, so encontradas na prtica clnica com menos freqncia que as acidoses.

Figura 3. Mecanismo de regulao respiratria do pH, atravs da variao da eliminao do CO2.

A concentrao de ons hidrognio do sangue ou, em outras palavras, o pH do sangue, modifica a ventilao alveolar, atravs do centro respiratrio. Esta estrutura do sistema nervoso central se comporta como um sensor do pH do sangue. Quando a concentrao de ons hidrognio do sangue esta elevada (pH baixo) o centro respiratrio aumenta a freqncia dos estmulos respiratrios, produzindo taquipnia. Com o aumento da freqncia respiratria, aumenta a eliminao do C02 do sangue; a reduo dos nveis sanguneos do C0 2 eleva o pH. A concentrao de H+ no sangue permanentemente acompanhada pelo centro respiratrio, que regula seus estmulos de acordo com ela, conforme demonstra o diagrama da figura 3. Ao contrrio, quando a concentrao de ons hidrognio (H+) est baixa (pH elevado), o centro respiratrio diminui a freqncia dos estmulos respirao e ocorre bradipnia, que reduz a eliminao do C02 tentando corrigir o pH do sangue. Na realidade, a regulao respiratria do pH por estmulos do centro respiratrio, no normaliza o pH do sangue, porque, medida que a concentrao do on hidrognio se aproxima do normal, o estmulo que modifica a atividade respiratria vai desaparecendo. Apesar disso, a compensao respiratria extremamente eficaz para impedir grandes oscilaes do pH.

principais mecanismos reguladores do equilbrio cido-base do organismo so os sistemas tampo, a regulao respiratria e regulao renal. A regulao respiratria de ao rpida, capaz de controlar a eliminao do dixido de carbono e dessa forma. moderar a quantidade de cido carbnico e a concentrao de hidrognio livre no plasma sanguneo. Quando a concentrao de ons hidrognio se afasta do normal, os rins eliminam urina cida ou alcalina, conforme as necessidades, contribuindo para a regulao da concentrao dos ons hidrognio dos lquidos orgnicos. O mecanismo renal de regulao faz variar a concentrao de ons bicarbonato (HC03-) do sangue, mediante reaes que se processam nos tbulos renais. o mecanismo definitivo de ajuste na maioria dos desequilbrios cido-bsicos de origem metablica. FUNES RENAIS Os rins podem executar diariamente cerca de 5OmEq de ons hidrognio (H+) e reabsorver 5.000 mEq de ons bicarbonato (HC03-). Os rins eliminam material no voltil que os pulmes no tem capacidade de eliminar. A eliminao renal de incio mais lenta, toma-se efetiva aps algumas horas e demora alguns dias para compensar as alteraes existentes. A eliminao de bases e seus ctions feita exclusivamente pelos rins. Os rins tm a capacidade de reabsorver o sdio (Na+) e o potssio (K+) filtrados para a urina, eliminando o on hidrognio (H+) em seu lugar; o sdio reabsorvido pode ser usado para produzir mais bicarbonato e reconstituir a reserva de bases do Organismo.

Alm de influir na restaurao do equilbrio cido-base, os rins reagem desidratao, hipotenso, aos distrbios da osmolaridade e eliminam cidos fixos. Os rins desempenham fundamentalmente duas funes no organismo: Eliminao de produtos terminais do metabolismo, como uria. creatinina e acido rico Controle das concentraes da gua e de outros constituintes dos lquidos do organismo como sdio, potssio, hidrognio, cloro, bicarbonato e fosfatos.

A unidade funcional dos rins o nfron. Existem cerca de 2.400.000 nfrons nos dois rins. Cada nfron formado de um novelo de capilares para filtrao do sangue. chamado glomrulo e um conjunto de tbulos que recebem o filtrado dos glomrulos, reabsorvem a sua maior parte e eliminam substncias na sua luz para a formao da urina. Os rins cumprem as suas funes no organismo atravs de 3 mecanismos principais: REGULAO RENAL DO pH. Os rins regulam a concentrao de on hidrognio (H+), promovendo o aumento ou a diminuio da concentrao dos ons bicarbonato (-HC03), nos lquidos do organismo. Essa variao dos ons bicarbonato ocorre em conseqncia de reaes nos tbulos renais, s custas do mecanismo da secreo tubular.

Figura 4. Representa o mecanismo renal de reteno de bicarbonato e eliminao de ons hidrognio (H+).

O dixido de carbono do lquido extracelular penetra nas clulas tubulares e, com o auxilio da anidrase carbnica, combina-se com a gua, para formar cido carbnico, que se dissocia em ons bicarbonato e hidrognio: O hidrognio assim formado secretado para a luz do tbulo renal, sendo misturado ao filtrado glomerular. As clulas dos tbulos renais absorvem sdio do filtrado glomerular e o combina ao on bicarbonato, produzindo o bicarbonato de sdio, que devolvido ao lquido extracelular. A formao do bicarbonato depende da produo e secreo de H+ pelas clulas tubulares e mantm a reserva de bases do organismo. A figura 4 representa a atividade de uma clula tubular, nas trocas de ons hidrognio (H+) pelos ons sdio (Na+) do filtrado glomerular, para a formao de bicarbonato. O excesso de on hidrognio no filtrado tubular neutralizado pelos tampes do liquido tubular. principalmente o fosfato, a amnia, os uratos e os citratos.

O resultado final da excessiva secreo de ons hidrognio nos tbulos renais o aumento da quantidade de bicarbonato de sdio no lquido extracelular. Isso aumenta a quantidade de bicarbonato do sistema tampo bicarbonato/cido carbnico, que mantm a normalidade do pH. Quando a quantidade de bicarbonato no sangue est aumentada, a sua proporo, em relao ao cido carbnico, maior e o pH est acima do normal. Nestas circunstncias, aumenta a filtrao renal do on bicarbonato, em relao aos ons hidrognio secretados. A concentrao mais baixa de dixido de carbono, diminui a secreo de ons hidrognio. Maiores quantidades de ons bicarbonato que de ons hidrognio passam a penetrar nos tabulos. Como os ons bicarbonato no podem ser reabsorvidos sem antes reagir com o hidrognio, todo o on bicarbonato em excesso passa urina, carregando com ele ons sdio e outros ons positivos. Deste modo o on bicarbonato removido do Liquido extracelular. A perda de bicarbonato diminui a sua quantidade no sistema tampo bicarbonato/cido carbnico o que desloca o pH dos lquidos do organismo na direo cida. A urina eliminada contm maior quantidade de bicarbonatos e se torna alcalina.

Transporte Atravs das MembranasTransporte Passivo:

Difuso Simples: Tipo de transporte passivo classificado como o movimento cintico molecular de molculas ou ons atravs de pertuito da membrana ou dos espaos intermoleculares, sem necessidade de fixao a protenas carreadoras da membrana. Sua velocidade determinada pela quantidade existente da substncia a ser transportada, pela velocidade do movimento cintico e pelo nmero de pertuitos da membrana atravs dos quais a molcula ou on pode passar. Pode ocorrer atravs da membrana por dois percursos: pelo interstcio da bicamada lipdica ou pelos canais aquosos de algumas protenas de transporte. No primeiro caso, o fator mais importe para determinar com que rapidez uma substncia ir atravessar essa bicamada lipdica a lipossolubilidade da substncia .Mesmo a gua sendo extremamente insolvel nos lipdios da membrana, ela atravessa facilmente a membrana celular; em parte, passando de modo direto, atravs da bicamada lipdica e, em sua maior parte, pelas protenas de canal. Acredita-se que as molculas de gua sejam suficientemente pequenas e que sua energia cintica seja grande o bastante para que elas possam, simplesmente, penetrar como projteis na parte lipdica da membrana, antes que sua caracterstica hidrofbica consiga det-las. OSMOSE: o nome e dado ao movimento da agua entre meios com concentraes diferentes de solutos separados por uma membrana semipermevel. E um processo fsico importante na sobrevivncia das clulas.

A agua movimenta-se sempre de um meio hipotnico (menos concentrado em soluto) para um meio hipertnico (mais concentrado em soluto) com o objetivo de se atingir a mesma concentrao em ambos os meios (isotnicos) atravs de uma membrana semipermevel, ou seja, uma membrana cujos poros permitem a passagem de molculas de agua mas impedem a passagem de outras molculas. A osmose pode ser dividida em dois tipos: exosmose: o fluxo de agua e feito do exterior para o interior; endosmose: o fluxo de agua e feito do interior para o exterior. A osmose ajuda a controlar o gradiente de concentrao de sais em todas as clulas vivas. Este tipo de transporte no apresenta gastos de energia por parte da clula, por isso e considerado um tipo de transporte passivo. Quando uma clula e colocada num meio hipertnico em relao ao seu citoplasma, esta perde volume atravs de osmose (estado de plasmlise). Em eritrcitos, o fenmeno e conhecido como hemlise. Porem, quando colocada em meio hipotnico (como por exemplo, agua destilada),a clula aumenta o volume (estado de turgncia).Nas clulas animais, por vezes, a entrada de agua supera a elasticidade da membrana plasmtica e a clula sofre ruptura (lise celular). Esta situao no se da em clulas vegetais devido a existncia de parede celular constituda por celulose, que lhe confere rigidez. Compreender o fenmeno osmtico e pr-requisito para diversos assuntos do programa de Biologia do segundo grau. Em fisiologia vegetal a osmose esta associada, por exemplo, aos processos de transporte de seiva pelos vasos condutores, a manuteno da forma da planta (esqueleto hidrosttico) e a realizao de movimentos. Em fisiologia animal esta relacionada, por exemplo, com os processos de troca de substancias entre as clulas e o ambiente intercelular (como a que ocorre na regio dos capilares sanguneos) e com a filtrao renal. Os seres vivos depararam-se com a osmose desde sua origem, uma vez que tudo indica que eles surgiram em meio aquoso como sistemas isolados do ambiente por uma membrana semipermevel. Durante o processo evolutivo os seres vivos desenvolveram no s maneiras de evitar problemas causados pela osmose (inchao ou dessecamento), como tambm processos que aproveitam a dinmica osmtica nos fenmenos biolgicos. E importante enfatizar que na osmose, a difuso de agua atravs da membrana semipermevel ocorre tanto da soluo hipotnica para a hipertnica quanto no sentido inverso. A presso de difuso da agua, porem, e maior no sentido da soluo hipotnica para a hipertnica.

Difuso Facilitada A superfcie da membrana plasmtica possui protenas especiais, receptoras ou permeases, que reconhecem e transportam (carregadoras) substancias alimentares de fora para o interior das clulas ou vice-versa. E um processo de facilitao que segue o gradiente de concentrao, sem gasto de energia, como acontece tambm na osmose. Transporte Ativo: (Bomba de Na+ e K+) Na difuso e na osmose, por processos puramente fsicos, as molculas tendem a se deslocar do local de sua maior concentrao para a regio de menor concentrao. Contudo o inverso tambm pode ocorrer em clulas vivas. Isto e evidentemente contrario a tendncia natural da difuso, e para poder ocorrer, necessita de um gasto de energia: e o transporte ativo. Quando analisamos o contedo de uma hemcia, encontramos nela concentraes de ons de sdio (Na+) muito menor do que a concentrao de sdio no plasma (soluo aquosa do sangue). Ora, se raciocinarmos em termos de difuso deveria entrar na clula ate que as concentraes fora e dentro se igualassem. No entanto, isto no ocorre, enquanto a hemcia estiver viva, sua concentrao interna de Na+ e baixa. Na realidade esta ocorrendo difuso e ons de Na+ esto continuamente penetrando na clula. Porem ao mesmo tempo a membrana esta expulsando ons Na+ da clula, sem parar. Esta expulso se faz por transporte ativo. Desta forma, a concentrao interna de Na+ continua baixa, porem, s custas de um trabalho constante por parte da clula.

Com on potssio (K+) na hemcia, a situao se inverte: encontramos sempre na clula concentrao de potssio (K+) muito superior a do plasma O K+, por difuso, tende a fugir da clula, porem a membrana o reabsorve constantemente. Ou seja, a membrana forca a passagem do K+ de um local de menor concentrao (plasma), para o de maior concentrao gastando energia no processo. Apesar dos ons Na+ e K+ terem aproximadamente o mesmo tamanho, e, portanto, igual processo de difuso, percebemos que a membrana plasmtica se comporta de maneira totalmente diferente em relao a cada um deles. Aqui se pode falar, sem duvida, em permeabilidade seletiva. Muitas so as situaes em que verifica-se o transporte ativo. Certas algas marinhas concentram o iodo em porcentagem centenas de vezes maior do que existe na agua do mar; as clulas da tireoide retiram o iodo do sangue por transporte ativo.

BIOELETRICIDADE BioeletrogneseOs seres vivos so verdadeiras usinas eltricas, pois a maioria dos fenmenos utiliza a eletricidade. As clulas, apresentam diferena de potencial (ddp) dos dois lados da membrana. A origem dessa ddp e uma concentrao heterognea de ons, principalmente a+ ,K+, Cl- e HPO4 -3 Os estudos da gerao de potenciais eltricos so um amplo campo de pesquisa, sendo uma nova rea a se desvendar. Agora, abordaremos os principais conceitos. A Bioeletricidade ou Bioeletromagnetismo (algumas vezes tambm chamado de biomagnetismo) refere-se a voltagem esttica de clulas biolgicas e as correntes eltricas que fluem em tecidos vivos, tal como nervos e msculos, em consequncia de potenciais de ao.

Potencial de repouso da membrana nervosa: Ocorre quando no se tem sinais nervosos transmitidos, tendo um valor de cerca de -90mV ento meio intracelular negativo em sua regio adjacente a membrana. No meio intra-celular tem-se uma maior concentrao de potssio k+ ,em relao ao sdio Na+que possui uma maior concentrao em meio extra-celular. Potencial de ao: Os impulsos nervosos so transmitidos atravs de potencial de ao, que uma rpida variao do potencial de repouso, ou seja, do potencial de negativo para o potencial de positivo com um rpido retorno para o potencial de repouso negativo, a membrana muda sua polaridade e depois volta ao normal. No geral o potencial de ao vai de -70 a -90mV, indo at +10 a +30mV, em fibras nervosas e musculares e de -40 a 60mV at +40mV em msculo liso e cardaco, onde ocorre o efeito plat que ser explicado mais frente.

Estmulos limares e sub-limiares:

Estmulos limiares:

Ocorre quando a clula atinge o limiar de excitao, ocorrendo inverso da polaridade da membrana plasmtica ocorrendo o potencial de ao que se propagara ao longo de toda membrana.

Estmulos sub-limiares:

O nosso organismo recebe muito mais estmulos do que capaz de codificar, e esses estmulos no codificados so chamados de sub-limiares.Como o prprio nome sugere o limiar de excitao da clula no chega a ocorrer, no ocorrendo inverso de polaridade, a membrana no e despolarizada no ocorrendo o potencial de ao.

Fases do potencial de ao:

Repouso: o potencial de repouso da membrana que se encontra polarizada, ou seja 90mV. Despolarizao: aumento da permeabilidade da membrana ao on sdio atravs da abertura dos canais de sdio voltagem dependentes e o influxo de sdio para dentro da clula. Repolarizao: diminuio da permeabilidade da membrana ao on sdio e aumento da permeabilidade ao on potssio, isso ocorre, pois os canais de sdio voltagem dependentes comeam a fechar e os canais de potssio voltagem dependentes comeam a abrir, com o conseqente efluxo de potssio. Hiperpolarizao: no ocorre em todas as clulas, ocorrendo quando os canais de potssio voltagem dependentes ficam abertos mais tempo que o normal.

Mecanismos inicos do potencial de ao: Este canal se abre rapidamente quando a voltagem alterada, aumentando a permeabilidade do sdio de 500 a 5000 vezes.A comporta de ativao se abre muito mais rapidamente que a comporta de inativao se fecha e o sdio que entra suficiente para inverter a polaridade.

Como o anterior tambm responde a um estimulo limiar, sua comporta de ativao que lenta comea a se abrir no momento em que a comporta de inativao dos canais de sdio voltagem dependentes comea a se fechar.

Canais lentos de clcio ou clcio voltagem dependente:

abundante em msculo liso e cardaco, respondem tambm a um estimulo limiar, mais lento que o canal de sdio voltagem dependente apresentando permeabilidade ao sdio e ao clcio.

Restabelecendo o gradiente inico: Ocorre devido ao da bomba de sdio-potssio, que tem um aumento da atividade quando ocorre o excesso de sdio no citoplasma, o bombeamento aumenta em proporo direta ao cubo da concentrao inica de sdio.

. Tetnia: Aparentemente o clcio pode se ligar protena, que canal de canal de sdio voltagem dependente, alterando seu nvel de voltagem necessria para a ativao do canal, devido carga eltrica desse on.Ento com uma variao da concentrao de clcio de cerca de um dficit de 50% de clcio, o que uma alterao pequena da voltagem, aumenta-se quantidade de sdio na clula, deixando-a muito excitvel.Com isso a clula descarrega algumas vezes, rapidamente ao invs de permanecer em repouso.Tetanizao: ocorre medida que a freqncia de estmulos aumenta, chega um ponto onde cada novo impulso, ou seja, potencial de ao comea antes do termino do anterior, quando a frequncia chega a um nvel critico onde as contraes so to rpidas que se fundem, tem-se o fenmeno da tetanizao.

Perodo refratrio absoluto: o perodo em que o novo potencial de ao no pode ocorrer em fibra excitvel, enquanto a membrana estiver despolarizada pelo potencial de ao anterior, isso ocorre, pois os canais de sdio voltagem dependente ou clcio ou ambos ainda esto abertos pelo potencial de ao, independente da fora do estimulo. Perodo refratrio relativo: Ocorre logo aps o perodo refratrio absoluto e durante este perodo um estimulo mais forte que o normal pode excitar a fibra, isso ocorre por dois motivos:

Durante este perodo muitos canais ainda no reverteram seu estado de inatividade. Os canais de potssio esto totalmente abertos causando o fluxo excessivo de cargas para fora da fibra opondo-se ao estimulo.

Propagao do potencial de ao: Ocorre atravs de correntes locais que despolarizam a membrana adjacente, indo para os dois lados da membrana esse processo conhecido como impulso nervoso ou muscular. Conduo saltatria: nas fibras mielnicas de nodo a nodo.

Os ons no podem fluir atravs da bainha de mielina, mas fluem com facilidade atravs dos nodos, portanto os potenciais de ao que fluem de nodo a nodo possuem uma velocidade maior e menos gasto de energia do que em fibras amielnicas. Fibras mielnicas velocidade de 100m/s. Fibras amielnicas velocidade de 0,25m/s.

Sinapse eltrica: Neste tipo de sinapse as clulas possuem um intimo contato atravs junes abertas ou do tipo gap que permite o livre transito de ons de uma membrana a outra, desta maneira o potencial de ao passa de uma clula para outra muito mais rpido que na sinapse qumica no podendo ser bloqueado. Ocorre em msculo liso e cardaco, onde a contrao ocorre por um todo em todos os sentidos.

Fases de liberao do neurotransmissor:o o o o o o o

Despolarizao Entrada de clcio no boto sinaptico Clcio se liga aos stios de liberao da membrana pr-sinaptica Exocitose da vescula com neurotransmissores Receptores deixam os neurotransmissores passarem Reciclagem das vesculas com neurotransmissores Remoo do neurotransmissores do boto sinptico

REFERNCIAS

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