Bioeletricidade

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Universidade do Vale do Rio dos Sinos 
Atividade acadêmica: Biofísica 
Prof ª Patrícia Sant’Anna 
Bioeletricidade 
 
Biofísica é o estudo dos fenômenos físicos aplicados aos organismos vivos. 
 
Bioeletricidade: Há 2 tipos de cargas elétricas na natureza, positivas (prótons) e negativas 
(elétrons), sendo que carhas iguais se repelem, enquanto que as opostas se atraem. Os átomos 
de elementos com excesso ou deficiência de elétrons são íons: os carregados positivamente são 
os cátions, e aqueles carregados negativamente são os âmions. 
Neste sentido, é possível que se forme um campo elétrico, pois cada carga cria em volta de si um 
campo elétrico, onde a força elétrica das partículas carregadas (nesse caso os íons) é 
transportada para outras partículas carregadas. 
 
Figura 1: Linhas do campo elétrico em volta de partículas carregadas de maneira oposta (A) e 2 
cargas = (B). A configuração das linhas do campo refletem a atração ou repulsão. 
 
 
Alguns conceitos são importantes de serem abordados quanto queremos estudar sobre a 
bioeletricidade, sendo alguns deles: 
 Voltagem (V): força eletromotriz (fem) ou diferença de potencial (ddp) entre 2 pólos. 
 Volt= total de trabalho necessário para mover 1C 
 A força exercida entre as 2 cargas é expressa em Coulombs (C); 
 
Nos recursos eletroterapêuticos, vocês verão que a intensidade das correntes são expressas 
em miliamperes (mA). Esta medida se faz pelo raciocínio: 
 1 C/s = 1 Ampere; 
 1mC/s = 1 mA; 
 
 Corrente elétrica (A): movimento de partículas carregadas através de um condutor em 
resposta a um campo elétrico. As cargas para os fenômenos elétricos na membrana 
celular são íons, tais como, Na+,K+, Ca++ e Cl-.No nosso corpo, podemos exemplificar 
assim: Partículas carregadas: íons; Condutor: Tecidos; 
 Condutância : facilidade relativa ao movimento de partículas carregadas; 
 Capacitância: capacidade de armazenar uma carga. 
A membrana pode ser considerada um capacitor, como observado na Figura 2, retirada do 
livro “biofísica essencial”. 
 
Figura 2: A membrana como um capacitor 
 
 
 Impedância (ohm): oposição relativa ao movimento de partículas carregadas. (íons em 
tecidos biológicos) 
 Condutores: substâncias nas quais as partículas carregadas se movem facilmente 
quando colocadas em um campo elétrico; Os tecidos biológicos são condutores porque os 
íons estão livres para moverem-se quando expostos às forças eletromotrizes. Bons 
condutores seriam o tecido muscular e nervoso. 
 Isolantes: substâncias que tendem a não permitir movimento livre de partículas 
carregadas, como por exemplo pele e tecido adiposo. 
 Potencial de repouso celular: diferença de potencial negativa e constante entre o seu 
interior e o seu exterior. Estado estável, mas não equilibrado. 
A célua como ser considerada como uma “pilha”, como exposto na Figura 3, retirada do livro 
“biofísica essencial”. 
 
Figura 3: A pilha celular 
 
 
Potencial de ação: alteração rápida do potencial trasmembrana. 
Figura 4: potencial de ação 
 
 Potencial de ação: alteração 
rápida do potencial 
transmembrana 
 
 
 As células conseguem responder a estímulos pois são capazes de: 
 Gerar força eletromotriz; 
 Manter, aumentam ou diminuem a diferença de potencial conforme a necessidade; 
 Usar resistências variadas em série e em paralelo; 
 Armazenar carga. 
 
Membrana celular 
 Define os limites da célula, mantendo as diferenças de composição entre os meios intra e 
extracelular. 
 Funções: 
 promover, de forma seletiva, trocas entre os meios intra e extra celular; 
 manter moléculas como proteínas e pequenos solutos no interior da célula. 
 
A membrana serve como uma barreira de permeabilidade, permite que a célula mantenha a 
composição citoplasmática diferente da composição do fluido extracelular. Sua composição tem 
sido estudada a partir das propriedades físicas. O Atual Modelo é o de Mosaico fluido (Singer e 
Nicolson, 1972); Este modelo constituído de uma bicamada lipídica, onde há proteínas inseridas 
intrínsicamente, as quais permite comunicação do citoplasma com o meio extracelular, e 
extrínsicamente, que são de superfície. 
Modelo atual da membrana: Passagem seletiva de íons pelas proteínas intrínsecas (atravessam 
toda a espessura da membrana), que são chamadas de canais. Liberdade de movimento das 
proteínas na bicamada lipídica. Distribuição aleatória de componentes moleculares na membrana. 
Composição da membrana celular: 
Há 3 tipos de lipídios na membrana: 
- Esteróides - colesterol 
- Fosfolipídios – Esfingomielina, Fosfatidilcolina, Fosfatidiletanoamina, Fosfatidilserina ,Lecitin 
- Glicolipídios 
 
Figura 5: Membrana celular 
 
 
As moléculas lipídicas são anfipáticas, possuem : 
 hidrofílica ou polar (solúvel em meio aquoso) e 
 hidrofóbica ou apolar (insolúvel em água, porém solúvel em lipídios e solventes orgânicos), 
composta pelas duas cadeias de ácidos graxos. 
A membrana plasmática não é uma estrutura estática, os lipídios movem-se 
proporcionando uma fluidez à membrana. Os movimentos possíveis estão descritos na Figura 
6.: 
Figura 6: Movimentos da membrana 
 
- Flip-Flop - movimento de passagem de 
um lipídio de uma monocamada para 
outra. Ocorre raramente. Deve-se a baixa 
afinidade da cabeça polar com as caudas 
de ácido graxo, dificultando a passagem 
da cabeça polar (hidrofílica) dentro da 
região apolar (hidrofóbica) da bicamada 
lipídica. 
- Difusão lateral – os lipídios movem-se 
lateralmente ao longo da extensão da 
camada. 
- Rotação - movem-se ao longo do seu 
próprio eixo, em movimento rotacional. 
- Flexão – Movimento das caudas 
hidrofóbicas dos lipídios. 
 
 
A fluidez da membrana plasmática é controlada por fatores físicos e químicos: 
 Temperatura : quanto mais alta ou baixa, mais ou menos fluida será a membrana, 
respectivamente. 
 O número de duplas ligações nas caudas hidrofóbicas dos lipídios : quanto maior o 
número de insaturações, mais fluida a membrana. 
 Concentração de colesterol : quanto mais colesterol, menos fluida. O colesterol, por ser 
menor e mais rígido, interage com os lipídios adjacentes, diminuindo a capacidade de 
movimentação. 
 Tamanho da cauda do lipídio: quanto mais curta a cauda do fosfolipídio mais intensa 
será a flexão da cauda e, portanto, maior a fluidez da membrana. 
 
Lei do tudo ou nada: 
Se uma célula despolariza e o seu limiar de estimulação é alcançado, o potencial de ação é 
inevitável. Se este limiar não for atingido, ou seja, se o influxo de Na+ não for suficientemente 
forte para despolarizar a célula, então não ocorrerá o potencial de ação. Por isto o processo de 
produção deste potencial é conhecido como um fenômeno do tipo “tudo ou nada” e se aplica a 
qualquer célula excitável. 
 
REFERÊNCIA 
 
ALBERTS, Bruce. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. 
COOPER, G. M. A célula: uma abordagem molecular. 2. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2001. 
KITCHEN, S. Eletroterapia - prática baseada em evidências. 11°. SP. Manole. 2003 
MOURÃO JÚNIOR, C A; ABRAMOV, D M. Biofísica essencial. 1ª edição. Rio de 
Janeiro: Guanabara Koogan, 2009.