Bioeletricidade

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Bioeletricidade

Prof. M.Sc. Passos ESAMAZ

O Campo Elétrico é uma grandeza física. Rodeia qualquer carga e estende-se até o infinito.

Q E k 2 r

F qE
Voltagem:

E V /d

Define-se intensidade de corrente elétrica como a quantidade de cargas que atravessa a seção reta de um condutor, por unidade de tempo. Isto é,

i

q t

A corrente elétrica por unidade de área transversaldefine o módulo do vetor densidade de corrente J.

J

i A

Resistividade:
propriedade intrínsica

L A
R L A

R~L R ~ 1/A

R
2

L A

ohm.m [] ohm . m m

Grandeza Corrente Resistência

SI (kg, m, s) Ampere Ohm

Simbolo I Ω

Resistividade
condutividade

Ohm.metro (Ω.m)
Ohm.metro recíproca (Ω.m)-1

ρ
= 1/

Conceitos em Bioeletricidade
Diferença de potencial(Voltagem): Colocando-se eletrotodos dentro e fora de célula temos uma diferença de potencial de – 70 mV, ou seja, há um potencial negativo de 70 mV no interior da célula em relação ao meio externo. O instrumento usado para medir a diferença de potencial é o voltímetro, sua colocação está representada do diagrama esquemático abaixo. Voltímetro

V

I Neurônio Eletrodos +

Conceitos emBioeletricidade
Corrente elétrica (I): É o movimento de cargas elétricas em meios condutores, é medida em Ampères (A), o que equivale a 1 Coulomb/segundo, uma unidade relativamente grande para os propósitos da biofísica, assim normalmente trabalha-se com submúltiplos desta unidade física, tais como, miliampère (mA, 10-3 A), microampère ( A, 10-6), nanoampère (nA, 10-9) e picoampère (pA, 10-12 A). As cargaspara os fenômenos elétricos na membrana celular são íons, tais como, Na+,K+, Ca++ e Cl-. Amperímetro A

I Neurônio Eletrodos +

Método para Medir o Potencial de Repouso
Axônio -70mV

Amplificador Neurônio Eletrodos

Oscilóscopio

+++++++++++++++++++++++++
Meio extracelular

-------------------------------------------Meio intracelular --------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++

Dois eletrodos, inseridos no axônio de um neurônio em repouso, detectam a pequena diferença de potencial, entre os meios extra e intra celular, esse sinal é amplificado e mostrado num osciloscópio.

Comportamento Elétrico da Membrana Celular
Membrana como circuito RC. A análise do comportamento elétrico da membrana celular permite traçarmos uma analogia com umcircuito paralelo resistivo-capacitivo (RC). C: Capacitância do capacitor, é a relação entre a quantidade de carga elétrica (Q) e a voltagem (V), sua unidade é o Faraday (F). 1 F = 1 Coulomb/Volt. R: Resistência elétrica, é a oposição à passagem da corrente elétrica, mede-se em Ohms ( ). S: chave (on/off) S

C

R

V

Comportamento Elétrico da Membrana Celular
++++++++++++++++++++++++ +++++----R

------------------------

Circuito RC

Modelo de membrana celular

Resistência Elétrica das Membranas
Resistência elétrica. É a oposição do meio à passagem da corrente elétrica, quanto maior a resistência elétrica, pior condutor é o meio. Dados experimentas sobre modelos de membrana artificiais apresentam resistência elétrica na faixa de 106 a 109 .cm2, esses valores excedem em muitoaos observados para membranas celulares, que variam na faixa de 103 a 104 .cm2 (Weidmann, 1952, 1970). A inclusão de proteínas nas membranas artificiais reduzem consideravelmente a resistência elétrica das membranas artificiais, o que ressalta o papel das proteínas nos modelos de membranas celulares.

Permeabilidade Elétrica das Membranas
Permeabilidade elétrica. Estudos realizados por Deanem 1941 indicaram que a membrana celular é permeável a íons como sódio e potássio, foram utilizados íons radioativos, que permitiram verificar a alta concentração de sódio e e baixa concentração de potássio no meio extracelular, quando comparado com o meio intracelular. A explicação de Dean para tal observação foi a seguite: “some sort of pump possibly located in the membrane which can pump out...