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Correntes elétricas Neurônios Os neurônios são células excitáveis que geram e transportam sinais elétricos. • Dendritos: são processos finos com função de receber e transferir sinais para uma região integradoura dentro do neurônio. • Axônio: é uma extensão do corpo celular que origina-se na proeminência axônica; transportam sinais para o alvo de comunicação. Os neurônios são células excitáveis: capacidade de gerar e propagar sinais elétricos. A mudança do potencial de membrana no neurônio cria um sinal elétrico que pode ser utilizado para transmitir informações aos seus alvos. Mudanças no Potencial de Membrana • No repouso a membrana é pouco permeável ao Na+. • Um aumento da permeabilidade ao Na+ gera despolarização e cria um sinal elétrico. • Um aumento na permeabilidade ao K+ gera hiperpolarização. Como a célula muda a sua permeabilidade aos íons? Através de canais iônicos que podem alterar o seu estado entre aberto e fechado mediante um estímulo particular, tais como: • Pressão; • Luz; • Moléculas químicas ligantes (como neurotransmissores); • Sinais intracelulares,; • Voltagem. Através da inserção ou remoção de canais iônicos na membrana. Estados dos Canais Proteicos Os canais podem ser classificados em abertos ou fechados. • Abertos: passam a maior parte do tempo aberto permitindo que íons se movam sem restrições (poros = passagem contínua). • Fechados: permitem regulação do movimento das moléculas entre o fluido intracelular e extracelular (estados: fechado, aberto e inativo) O que controla a abertura e fechamento de canais? O controle desses canais é feito por: a) moléculas mensageiras intracelulares ou por ligantes extracelulares (quimicamente sensível); b) por estado elétrico da célula (eletricamente sensível); c) por mudança física (ex: mudança de temperatura ou tensão. Mudanças no Potencial de Membrana ➢ Despolarização = quando o potencial de membrana torna- se menos negativo. ➢ Hiperpolarização = quando o potencial de membrana torna- se mais negativo. ➢ Repolarização = é o retorno da célula ao potencial de repouso a partir de uma despolarização à repolarização. A importância do movimento de Na+ e K+ através das membranas celulares? O movimento dos íons Na+ e K+ através da membrana celular exerce um papel importante na geração de sinais elétricos em tecidos excitáveis tais como no sistema muscular e nervoso. A despolarização pode gerar: potenciais graduados ou potenciais de ação • Potenciais graduados: são despolarizações cujo tamanho ou amplitude é proporcional à força do estímulo. • Potenciais de ação: todos são idênticos e não diminuem o seu poder quando viajam através do neurônio. É um fenômeno tudo-ou-nada. São deflagrados por um estímulo limiar. Potencial Graduado A força da despolarização é determinada pela quantidade de carga que entra na célula no ponto de estímulo. Se mais canais se abrem, o potencial graduado tem maior amplitude inicial; e mais longe pode se disseminar. Potencial de Ação As despolarizações grandes e uniformes que movimentam-se rapidamente ao longo de grandes distâncias (axônio) sem perda de sua força. O potencial de ação é gerado na zona de estímulo, no segmento inicial. Potenciais de ação representam movimento de Na+ e K+ através da membrana. Ocorre quando canais dependentes de voltagem se abrem, alterando a permeabilidade da membrana. Períodos Refratários O Período Refratário imita a taxa pela qual os sinais podem ser transmitidos no neurônio. Os potenciais de ação não se sobrepõem por causa dos períodos refratários. • Período Refratário Absoluto: assegura que um segundo potencial de ação não aconteça sem que o primeiro tenha terminado. • Período Refratário Relativo: permite que um potencial gradual acima do limiar possa iniciar outro potencial de ação, pois podem abrir canais de Na+ que já retornaram à sua posição de repouso. Resposta Fisiológicas à Corrente Elétrica O Nosso corpo reage a corrente elétrica através de estímulos. Estímulos Elétricos: • Efeito Térmico • Efeito Químico • Efeito Fisiológico Geralmente o tecido responde a estimulação de modo similar naquele ao qual funciona. Clinicamente os fisioterapeutas utilizam a corrente elétrica para produzirem contrações musculares ou alterar impulsos de dor. As respostas Fisiológicas podem ser classificadas em efeitos diretos e indiretos. Os diretos ocorrem próximos as áreas do fluxo da corrente, já os indiretos vão ocorrer longe da região dos eletrodos. Características • Excitabilidade depende da permeabilidade de membrana; • Troca de íons; • Diferença de potencial; ◦ Potencial de Repouso • Sódio = Na+ • Potássio = k+ Esta excitabilidade é dependente da permeabilidade celular sensível a voltagem. A membrana celular muscular ou do nervo regula a troca de íons intracelular e extracelular. A distribuição desigual de íons carregados dos lados da membrana, cria uma diferença potencial intracelular e extracelular, conhecida como potencial de repouso. Através das proteínas de canal e transportadoras ocorre movimentação de íons. A concentração de sódio é mais forte na porção extracelular e a do potássio é intracelular. O gradiente elétrico de repouso para membrana do músculo é de cerca de menos 90 milivolts e em torno de menos de 70 milivolts para fibras neurais periféricas. As membranas celulares de um músculo e do nervo, podem alterar sua permeabilidade de íons de forma rápida e drástica em respostas de estímulos mecânicos e térmicos, químicos e elétricos. Para se criar a transmissão de um impulso no tecido nervoso, o potencial de repouso necessita ser reduzido a baixo do linear aproximando-se de 0, essa redução é chamada de Despolarização e íons de sódio são direcionados para dentro da membrana. O potencial de ação propagará o impulso junto ao nervo nas duas direções no local no estímulo, há um breve período onde a fibra nervosa é incapaz de reagir há um segundo estímulo, denominado período refratário absoluto, íons de potássio deixam a célula, removendo a carga positiva e um processo que é chamado de Repolarização. Quando o equilíbrio inicial é restaurado, com o sódio, na maior concentração fora da membrana e o potássio dentro, dizemos que o potencial de repouso foi restaurado. A medida que o impulso atinge o seu órgão executor, podendo ser outra célula nervosa ou muscular, o impulso é transferido há uma placa terminal ou motora. Com a liberação de uma substância neurotransmissora, o músculo excitável então erá contrair. Importante lembrar que a contração iniciada por um estímulo elétrico é exatamente igual a contração voluntária do paciente. A curva de duração de força é uma representação gráfica do limiar da despolarização de uma fibra nervosa em particular. A relação entre duração de corrente e intensidade não é linear, conforme ilustrado na imagem. Diferentes tamanhos e tipos de fibra, possuem diferentes limiares para despolarização. As fibras A beta requer menor quantidade de corrente elétrica, enquanto que as fibras C requerem a maior quantidade. Primeiramente a sensação inicial do paciente será de formigamento, com o aumento gradual da intensidade ou duração da corrente, teremos então a contração muscular e finalmente a sensação dolorosa. Quando ocorre a Despolarização no seu nervo motor, o músculo irá se contrair. Na ausência do nervo motor podemos induzir a contração muscular através da estimulação e despolarização da membrana muscular. O músculo desnervado é aquele que perde seu suprimento nervoso periférico. O objetivo então da terapiaseria minimizar a atrofia durante a reabilitação. A resposta tudo ou nada é um conceito na aplicação da corrente elétrica. Ou o estímulo é suficiente para promover a despolarização ou nada ocorre.
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