BIOELETRICIDADE
Prof. Me Tatiane Quaresma
 Sendo os seres vivos máquinas elétricas, é
natural que seus elementos produzam e usem
eletricidade.
 As células vivas apresentam uma diferença
de potencial entre os dois lados da membrana.
 O interior é sempre negativo, e o exterior,
positivo.
 A origem desses potenciais é
distribuição
a
assimétrica
de
especialmente de Na+, K+, Cl- e HPO4.
=
uma
íons,
O
potencial
principais:
existe
sob
duas
formas
a) Potencial de Repouso, ou de estado fixo,
mais ou menos em estado estacionário.
b) Potencial de Ação, que é uma variação e
programação brusca do potencial.
ELETRÓDIOS IMPOLARIZÁVEIS
 Para recolher os potenciais e correntes, é
necessário o uso de eletródios que não se
polarizem.
 A polarização dos eletródios é o acúmulo de
cargas opostas às que estão sendo medidas e
que abaixam o potencial verdadeiro.
 Para registros
superficiais,
como
do
eletrocardiograma, os eletródios são untados
com uma pasta eletrolítica, que além de
impolarizar, melhora o contato elétrico.
 De um modo geral, os eletródios são utilizados
em pares, sendo um ativo (percebe as
diferenças de potencial), e o outro, de referência
(sempre em potencial zero).
INSTRUMENTAL
 Milivoltímetros e microamperímetros
extensamente usados.
são
 Para se obter um traçado contínuo das
variações de voltagem ou corrente, usa-se o
osciloscópio.
O OSCILOSCÓPIO
 Consiste em um tubo de raios catódicos
(feixe fino de elétrons), e de uma tela que
fluoresce com o impacto dos elétrons. O feixe
eletrônico tem dois movimentos simples:
horizontal, chamado de varredura, e vertical.
 No eixo do x registram-se movimentos
horizontais, no eixo de y, verticais. Para
medidas biológicas, é conveniente deixar o
feixe “varrendo” no eixo de x, gerando uma fina
linha horizontal.
 Esse eixo vai medir dessa maneira, o Tempo
do evento.
 No eixo de y (vertical), liga-se o potencial: se
o potencial se eleva, o feixe sobe, se o
potencial se abaixa, o feixe desce.
 Com a combinação desses movimentos,
traçados incrivelmente complexos podem ser
registrados com facilidade. Com o uso de
grade calibrada, pode-se medir com precisão a
magnitude e o tempo de cada evento.
POTENCIAL DE REPOUSO, POTENCIAL
TRANSMEMBRANA, DE REGIME
ESTACIONÁRIO OU DE ESTADO FIXO.
 Esse potencial tem sua origem em um
mecanismo simples, de alternância entre
transporte ativo e transporte passivo de
pequenos íons.
1ª Fase
Os íons Na+ entram passivamente na célula,
através do gradiente de concentração.
2ª Fase
A célula expulsa esses íons ativamente, ao
mesmo tempo que introduz, também
ativamente, um íon K+.
3ª Fase
Esse íon K+ tem grande mobilidade, e volta
passivamente, para o lado externo da
membrana, conferindo-lhe carga positiva.
Do lado interno, íons fosfato e especialmente
proteínas aniônicas fornecem a carga
negativa.
POTENCIAL DE AÇÃO (PA)
REPOLARIZAÇÃO
 Logo em seguida, fecham-se os canais de
Na+, e o íon K+ sai da célula, repolarizando-a.
 A bomba de sódio se encarrega de expulsar o
pequeno excesso de íons Na+ que estava no
interior da célula, e tudo volta ao estado inicial.
A ELETRICIDADE ANIMAL
Contribuição de Galvani e de Volta.
A
geração de eletricidade por certos peixes já era
conhecida quando LUIGI GALVANI descreveu sua
célebre observação sobre a contração da pata de rã.
 Galvani
ensinava anatomia em Bolonha (Itália) e
conta que certo dia, quando trabalhava com rãs
decapitadas e penduradas numa haste de cobre
observou que, quando a pata do animal tocava o
ferro de um balcão próximo, os músculos se
contraíam. Em uma outra experiência, utilizou
choque elétrico sobre uma das rãs, e observou a
contração muscular.
•
•
•
Galvani constatou que com ou sem aplicação de
choque elétrico, era possível obter a contração
dos músculos das patas posteriores da rã.
Dos seus experimentos, concluiu: “o músculo e o
nervo constituem uma espécie de condensador
de uma própria e peculiar eletricidade que existe
em todos os animais vivos”.
Galvani acreditava que “ nos músculos se reúne
o fluido elétrico, que logo se difunde pelo corpo
mediante a rede de nervos, os quais são
condutores naturais do fluido elétrico e que se
insinuam com suas extremidades dentro dos
músculos”.
 Na
época de Galvani, ALEJANDRO VOLTA ensinava
física na Universidade de Pavia. Volta, estudando o
fenômeno descrito por Galvani, concluiu que os metais
podiam produzir eletricidade e, em 1800, construiu o
primeiro gerador químico de eletricidade empilhando
alternadamente discos de cobre e zinco. Concluiu
dizendo que os músculos e o nervos são apenas
condutores de eletricidade.
 Não satisfeito, Galvani relatou os resultados dos novos
experimentos nos quais conseguiu obter a contração
muscular na pata da rã quando postas em contato com
o nervo ciático de outra rã.
 Hoje se sabe que ambos estavam certos.
 Em 1887 foi registrado o fenômeno elétrico no coração.
SINAIS ELÉTRICOS DO SISTEMA
NERVOSO
A membrana do neurônio apresenta uma
propriedade muito particular que a distingue da
maioria das células do organismo.
Essa propriedade – excitabilidade - permite que
o neurônio produza, conduza e transmita a
outros neurônios os sinais elétricos em códigos
que constituem a linguagem do sistema
nervoso.
Canais Iônicos
Canais iônicos
membrana que
passar íons de
ou em resposta
ou mecânicos.
são proteínas integrais de
tem a capacidade de deixar
modo seletivo, continuamente
a estímulos elétricos, químicos
Os canais que deixam passar os íons
continuamente são chamados canais abertos,
e os que só abrem em respostas a estímulos
específicos
são
chamados
de
canais
controlados por comportas.
Tanto um como outro pode ser altamente
específico: há canais para cátions, como o
sódio (Na+), o potássio (K+) e o Cálcio
(Ca++), e canais para ânions, como o cloreto
(Cl-).
 Os
canais controlados por comportas podem
ser abertos por alterações de voltagem que
existe naturalmente na membrana entre o
interior e o exterior da célula nervosa.
Neste caso, são considerados dependentes
de voltagem.
 Outros
podem ser abertos por substâncias
especificas
(ligantes)
como
neurotransmissores,
neuropepitídeos
e
hormônios, e neste caso são considerados
dependentes de ligantes. Finalmente,
outros canais são abertos por certos tipos de
energia mecânica e radiante que incidem
POTENCIAL DE AÇÃO
 Todo
potencial de ação é iniciado com um
estimulo de despolarização. Esse estímulo
precisa atingir o limiar de excitação do neurônio,
quando começará a cadeia de eventos
responsáveis pelo potencial.
 Com
os canais de sódio e com o aumento da
permeabilidade da membrana ao sódio, seu papel
no potencial de repouso irá mudar. Inicia-se,
então um grande fluxo de sódio para dentro da
célula, causando sua despolarização.
Depois que a célula foi despolarizada, os canais
de sódio voltagem-dependentes se fecham,
dando inicio à fase de repolarização da célula,
que começa com a abertura dos canais de
potássio.
Com o aumento da permeabilidade ao potássio,
uma grande quantidade desses íons flui para
dentro da célula.
Durante esse influxo de potássio, o neurônio não
pode se despolarizar de novo, estando em
período refratário.
 Como
os canais de potássio permanecem
abertos por um período de tempo maior que
o necessário para repolarizar a membrana
até seu nível de repouso, acaba ocorrendo
uma hiperpolarização.
 Ela
fica mais negativa que o normal. Com o
tempo, devido a permeabilidade natural ao
potássio e a bomba de sódio potássio, a
membrana voltará ao potencial de repouso,
mas, até lá, ela será mais dificilmente
excitada, estando em período refratário
relativo.
O trabalho desta bomba de sódio e potássio tem
um gasto de energia como “ Transporte Ativo “,
senão houver o excesso destes elementos no
extracelular como no intracelular ou como a
combinação de sódio e potássio nas extremidades
da bomba com a proporção 3x2 a mesma não
ativa.
Este processo continua até acabar o excesso
(combinação) dos elementos no intra -como no
extracelular.
 Através
das
vesículas
(cápsulas),
elas
transportam os neurotransmissores que são
chamados
“ACETILCOLINA
”para
os
“AXÔNIOS ”.
 Estes neurotransmissores são fabricados pelos
neurônios.

 Os
cálcios que transportam as vesículas até as
membranas pré - sináptica. Os cálcios foram
absorvidos pelos canais de proteína, e são
conhecidos de
“ CARREADOR ”.
 As vesículas ao encostar-se com a membrana pré
sináptica
se
rompem
liberando
os
neurotransmissores na fenda sináptica até
chegar na membrana pós - sináptica, está
membrana tem canais de encaixe chamado
“proteína de canal acetilcolina dependente
“, só os neurotransmissores acetilcolina encaixa
neste canal de proteína dependente, que na
realidade este processo abre o canal para a
entrada de sódio, começando o processo idêntico
ao do início.
DOS NEURÔNIOS ATÉ OS MÚSCULOS
DOS NEURÔNIOS ATÉ OS
MÚSCULOS


Através do axônios onde os canais de proteínas absorvem o
cálcio que transporta as vesículas (cápsulas) onde se
encontram os neurotransmissores que são levados para a
membrana pré sináptica, no contato com a membrana a
vesícula se abre liberando os neurotransmissores na fenda
sináptica.
Os canais das fibras musculares ( proteínas do canal
acetilcolina dependente) recebem os neurotransmissores e
com isso libera a entrada de sódio nos canais de proteínas,
que estimula a membrana da fibra muscular e os túbulos
T que por consequência estimula o “retículo sacro
plasmático “ que libera para as miofibrilas íons cálcio.
Este processo não gasta energia , pois vai do mais
concentrado para o menos concentrado.



O cálcio aciona a “troponina“ que se encontra no sarcômero,
que modifica a “tripomiosina ”que nada mais é uma camada
entre a cabeça da miosina e o sitio ativo .
Quando a tripomiosina recebe o sinal da troponina, a
tripomiosina desloca o filamento fazendo com que a cabeça da
miosina entre o contato com o sitio novo. Entre o sitio ativo e a
actina contém uma molécula chamada ATP (trifosfato de
adenosina) fazendo com que ela flexione agrupando camada por
camada entre a cabeça da miosina . Sendo usado 1 fósforo para
cada execução desse trabalho, a molécula se torna ADP (
difosfato de adenosina ). Com isso a actina e miosina contrai os
sarcômeros, que contrai as miofibrilas, que contrai as fibras
musculares e os músculos.
Com todo este processo a fibra muscular está contraída, para
relaxar é feito um corte no estimulo para o cérebro que corta o
P.A que vai dos neurônios até o músculo, fazendo com que a
bomba de cálcio do Reticulo Sacro Plasmático bombeie este
cálcio que se encontra nas miofibrilas para o retículo sacro
plasmático.
Quando o processo P.A acontece o núcleo das células
produzem neurotransmissores que são levados pelas
vesículas.
Existem 3 movimentos:
 Movimentos
reflexo: Auto-proteção (P.A não alcança o
cérebro).
 Movimentos
automatizados:
Movimentos
repetitivos,
aprendizado (cortex - pouco abaixo do topo do cérebro)
 Movimentos voluntários: Cérebro que comanda.
 A função dos túbulos T é enviar os estímulos em todas as
direções e estimulá-las ( retículos sacro plasmáticos).
 O uso das fibras musculares geralmente não é 100% ou todo
seu potencial, só é usado a quantidade de fibras necessárias
para realizar aquela tarefa exigida. Então quando
realizarmos uma tarefa de força ou destreza (colocar uma
linha na agulha) que precisamos de precisão, só utilizamos o
que precisamos.
 Sinapse também é conhecida como “PLACA MOTORA”.
 Glicogênio: Armazenamento de glicose.
 A dor é uma defesa para o corpo que está acontecendo algo.

CONTRAÇÃO DO MÚSCULO
ESQUELÉTICO



Cerca de 40% do corpo são formados por músculos esqueléticos e
quase outros 10% são formados por músculos liso e cardíacos.
SARCOLEMA: é a membrana celular da fibra muscular. É formado
por uma verdadeira membrana celular, chamada de membrana
plasmática. Na extremidade da fibra muscular, as fibras tendinosas
se unem, formando feixes, até comporem um tendão muscular que se
insere no osso.
MIOFIBRILAS: Cada miofibrila, por sua vez, contém, lado a lado
cerca de 1.500 filamentos de miosina e 3.000 filamentos de actina. As
faixas claras só contém filamentos de actina, e as faixas escuras
contêm os filamentos de miosina.
E também mostra que as
extremidades de actina estão presos ao chamado disco Z. A partir
desse disco, os filamentos se estendem, nas duas direções, para se
interdigitar com os filamento de miosina. Esses faixas dão ao músculo
esquelético e cardíaco sua aparência “Estriada”. A região de uma
miofibrila ( ou de toda uma fibra muscular ) situada entre duas linhas
Z consecutivas é chamada de sarcômero. Os filamento de actina se
sobrepõem totalmente aos outros.
SARCOPLASMA: as miofibrilas, no interior da
fibra muscular, ficam suspensas em uma matriz,
chamada de sarcoplasma, formada pela pelos
constituintes usuais. O líquido do sarcoplasma
contém grandes quantidade de potássio e de
magnésio, de fosfato e de enzimas protéicas.
Também está presente número imenso de
mitocôndrias que ficam entre e paralelas ãs
miofibrilas, situação indicativa da grande
necessidade das miofibrilas em contração de
quantidade elevada de trifosfato de adenosina
(ATP), formado nas mitocôndrias.
 RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO: Também
existe no sarcoplasma um imenso retículo
endoplasmático, chamado na fibra muscular de
“Retículo Sarcoplasmático”. Esse retículo é
muito importante para o controle da contração
muscular.

O MECANISMO GERAL DA CONTRAÇÃO
MUSCULAR
Um potencial de ação percorre um axônio motor até sua
terminações nas fibras musculares.
2. Em cada terminação, há secreção de pequena quantidade de
substância neurotransmissoras, chamada Acetilcolina.
3. A acetilcolina atua sobre área localizada da membrana fibro
muscular, abrindo númerosos canais protéicos acetilcolina
dependentes.
4. A abertura destes canais Acetilcolina-Dependentes permite o
influxo de grande quantidade de íons sódio para o interior da
membrana da fibra muscular, no ponto da terminação
nervosa. Isso produz um potencial de ação na fibra muscular.
5. O potencial de ação se propaga ao longo da membrana da
fibra muscular do mesmo modo como o faz nas membranas
neurais.
1.
6. O potencial de ação despolariza a membrana da fibra
muscular e também penetra profundamente no interior desta
fibra, nos túbulos T, que se propagam rapidamente. Ai faz
com que o retículo sarcoplasmático libere, para as miofibrilas,
grande quantidades de íons Cálcio, que ficam armazenada no
seu interior.
7. Os íons cálcio geram forças atrativas entres os filamentos de
actina e miosina, fazendo com que deslizem um em direção do
outro, o que constitui o processo contrátil.
8. Após o corte de estímulo, é cortado automaticamente o
potencial de ação até os músculos por uma fração de
segundos, com isso os íons cálcio são bombeados de volta para
o retículo sarcoplasmático através da bomba de Cálcio,(aonde
existe um transporte ativo, com gasto de energia) até que
ocorra um novo potencial de ação muscular; termina a
contração muscular.
RELAÇÃO ENTRE A VELOCIDADE
DE CONTRAÇÃO E A CARGA
 Um
músculo se contrai de uma forma extremamente
rápida quando sua contração não sofre oposição de
qualquer carga - Quando são aplicadas cargas, a
velocidade de contração diminui progressivamente á
medida que a carga for aumentando.
 Quando a carga for aumentada até igualar a força
máxima que pode ser gerada pelo músculo, a velocidade
de contração é zero, e não ocorre contração.
 Essa velocidade decrescente da função do aumento da
carga é causa pelo fato de que a carga imposta a um
músculo em contração é uma força inversa que se opõe a
força contratil gerada pela contração do músculo.
FIBRAS MUSCULARES RÁPIDAS E
LENTAS
FIBRAS RÁPIDAS:
1 Fibras muito maiores para uma força maior de contração;
2 Retículo sarcoplasmático extenso, para a liberação rápida
de íons cálcio , para desencadear a contração;
3 Grande quantidades de enzimas glicolíticas para a
liberação rápida de energia pelo processo glicolítico;
4 Vascularização pouca extensa, pela importância secundária
do metabolismo oxidativo
5 Pequeno número de mitocôndrias, igualmente por ser
metabolismo oxidativo.


FIBRAS LENTAS:
1 Fibras menores;
2 Inervado por fibras nervosas mais finas;
3 Vascularização bem mais extensa, com muitos capilares
para fornecimento de quantidades adicionais de oxigênio;
4 Número muito grande de mitocôndrias, permitindo a
manutenção de alto nível de metabolismo oxidativo;
5 As fibras contém grande quantidade de mioglobina, proteína
contendo ferro, semelhante a hemoglobina das hemácias, a
mioglobina acelera de muito o transporte de oxigênio para
as mitocôndrias. A mioglobina da aos músculos lentos uma
coloração avermelhada, chamados de músculos vermelhos,
e os músculos rápidos são chamados de músculos brancos.
A UNIDADE MOTORA: Cada motoneurônio que emerge
da medula espinhal inerva numerosas fibras musculares:
dependendo do tipo de músculos. Todas as fibras
musculares inervadas por uma só fibra nervosa motora
formam a chamada unidade motora.
 Os músculos pequenos que reagem rapidamente, cujo
controle deve ser bastante preciso, têm unidades motoras
com poucas fibras musculares (até apenas duas a três
fibras nos músculos laríngeos).
 Os músculos grandes, que não precisam de um controle
muito exato, como por exemplo, o músculo
gastrocnêmio, podem Ter unidades motoras com várias
centenas de fibras musculares.



TÔNUS DO MÚSCULO ESQUELÉTICO: Mesmo quando os
músculos estão em repouso, ainda persiste um certo grau de
tensão. Isso é chamado de tônus muscular. Impulsos
transmitidos do encéfalo para os motoneurônios anteriores
correspondentes, em parte, por impulsos que se originam dos
fusos musculares localizado nos próprios músculos.
FADIGA MUSCULAR: A interrupção do fluxo sanguíneo para
um músculo em contração produz fadiga muscular quase total
em um minuto ou pouco mais, devido à perda do fornecimento de
nutrientes em especial o oxigênio.



ATROFIA e HIPERTROFIA
MUSCULAR: Deve ser
lembrado que um músculo estirado se contrai com mais força
que um músculo retraído.
Quando um músculo permanece inativo por longos períodos, a
velocidade de degradação das proteínas contrateis, bem como a
redução de miofibrilas, é maior que a velocidade de respostas.
Como resultado ocorre a atrofia muscular.
AJUSTE DO COMPRIMENTO MUSCULAR





Ocorre um tipo de hipertrofia quando os músculos são estriados
além de seu comprimento normal. Isso faz com que sejam
adicionados novos sarcômeros nas extremidades das fibras
musculares onde elas se fixam as tendões.
Inversamente, quando um músculo permanece retraído a
comprimento menor que o seu normal por longos períodos, os
sarcômeros nas extremidades das fibras desaparecem de modo
igualmente rápido.
É por esses processos que os músculos são continuamente
remodelados para terem o comprimento adequado para uma
contração muscular apropriada.
A HIPERTROFIA é resultado das fibras musculares isoladas,
muito mais acentuada quando o músculo é estirado durante o
processo contrátil.
CONTRATURA: Ao tentar usar uma musculatura sem
aquecimento e tentar fazer um movimento maior que o músculo
pode realizar, o mesmo senti que irá romper fibras, e realiza uma
contração nesta musculatura indisponibilizando o grupo
muscular.
CAIMBRA: É quando falta energia para alimentar a bomba de
cálcio, tendo esta energia gasto no trabalho excessivo do corpo,
 MIASTEMIA
GRAVIS: Fica impossibilitado de
transmitir sinal pela “placa motora “(sinapse) a
pessoa possui auto-imunológico, que na realidade
produz uma auto-defesa; anticorpos destroem os
canais de proteínas. Existem uma enzima
acetilcolina
esterase
que
destrói
os
neurotransmissores que ficam na fenda sinapse,
após o corte de P.A no neurônio. E como os canais
estão destruídos tendo pouca contração muscular,
podendo morrer de parada respiratória pela pouca
contração do diafragma.
 RIGOR MORTIS: É a contração do músculo, fica
rígido sem P.A após a morte. Essa contração é
causada pela perda total de ATP, que é necessário
para as separações das pontes dos filamentos de
actina e miosina. Os músculos permanecem neste
estado até que as proteínas sejam destruídas, isto
pode levar de 15 a 20 horas após a morte.

Por hoje é só!