Bioeletricidade Bioeletrogênese Atividade elétrica na célula animal
Existência da eletricidade em tecido animal histórico 2600 anos a.c. Século XVIII Luigi Galvani (rã/eletricidade animal) Século XIX Koelliker & Müller batimentos cardíacos 1903 Eithoven galvanômetro de corda - ECG 1920 Forbes & Tacher (amplificadores eletrônicos) e Gasser & Erlanger (osciloscópio de raios catódicos)
Papel fisiológico dos eventos elétricos: Células excitáveis: neurônios células musculares células sensoriais Importância na área biológica: funcionamento dos sistemas biológicos Importância na área médica: ECG EEC EM
Sistema nervoso Características gerais da sinalização celular Funções do sistema nervoso: receber e processar informações; analisá-las; gerar respostas coordenadas para controlar comportamentos complexos.
Fases do funcionamento do sistema nervoso 1. Recepção e codificação das informações 2. Transmissão das informações via neuronal 3. Processamento das informações SNC 4. Efetuação de respostas
Processamento SNC Transmissão Transmissão Receptores Efetores Estímulos externos e internos Resposta aos Estímulos
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.
O Sistema nervoso é dividido anatomicamente em: 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, musculatura do coração e glândulas exócrinas. O tecido nervoso é formado basicamente 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 K extracelular. 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) Neurônios motores (eferentes) Neurônios de associação ou interneurônios
Relação do Sistema Nervoso Central e Periférico
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 Assimetria iônica Importância biológica 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 OU Potencial de membrana
Potencial de repouso Entrada passiva de sódio cria condições para saída de potássio Contribuição da bomba de Na+ K+ para a manutenção do potencial de repouso
Movimento do Na + e K + durante o potencial de repouso
Potencial de repouso (V rep ) 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).
Transmissão de Impulsos Elétricos (P.A.) 4 5 6 7 Os IMPULSO ELÉTRICOS são gerados no corpo celular e dendritos e depois propagados para o axônio.
Potencial de Ação (PA) Alterações rápidas no V m 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.
Despolarização Potencial de ação Repolarização Potencial de repouso Hiperpolarização A alteração temporária no potencial de membrana mostra que o neurônio é eletricamente excitável.
Potencial de ação
- 70 mv Potencial de repouso - 70 mv - 55 mv + 35 mv - 70 mv - 85 mv Potencial de ação Despolarização Repolarização Hiperpolarização Movimento de íons
Potencial de ação
Bomba Na + / K + REPOUSO
Bomba Na+ / K+
Bomba Na+ / K+
Bomba Na+ / K+
Bomba Na+ / K+
Bomba Na + / K + HIPERPOLARIZAÇÃO
Bomba Na + / K + REPOUSO
Potencial de ação (fases)
Anestésicos locais bloqueiam a condução do PA nos axônios sensoriais, por se ligar a sítios específicos dentro 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 causa de 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
POTENCIAL DE AÇÃO DE UMA CÉLULA CARDÍACA
O que determina o potencial de ação? CORRENTE (ESTÍMULO) LIMIAR corrente de estimulação suficiente para desencadear um PA. Estímulo sublimiar Estimulo limiar Estímulo supra-limiar
E3 E1 E2 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.
Limiar de excitabilidade Estímulo Lei do tudo ou nada Potencial local Potencial graduado
Fluxos iônicos durante o potencial de ação
Fluxos iônicos durante o potencial de ação
Impulso elétrico Alterações eletroquímicas ponto- a- ponto PA vai sendo propagado pela célula
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 Condução saltatória Informação chega rapidamente ao SNC, onde é processada
POTENCIAL DE AÇÃO NAS FIBRAS COM MIELINA Condução saltatória
NEURÔNIO AMIELINIZADO Informação é transmitida ponto-a-ponto Velocidade de transmissão Sensação de DOR LENTA Conduzida por neurônios amielinizados
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