interpretacao_textual_ddp_na_medicina

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Escola de Educação Básica Profª Maria Amin Ghanem/Joinville/ Santa Catarina
Professor: Jardel Cardoso da Rosa Discplina: Física Série: 3ª série
Estudante:
Trabalho de interpretação textual: Diferença de potencial na medicina.
Os médicos avaliam a saúde cardíaca através de
um exame chamado eletrocardiograma (ECG), que es-
tuda os sinais elétricos resultantes das cargas que estão
distribuídas no tecido muscular do coração, resultantes
das diferenças na composição iônica desse tecido. As
fibras cardíacas quando estão em repouso apresentam
diferença de potencial (ddp) através de sua membrana,
chamado de potencial de repouso transmembrana (Prt).
Os eletrodos podem detectar os sinais elétricos
que são conduzidos pela superfície do corpo e, quando
colocados ambos do lado de fora ou ambos do lado
de dentro da membrana, não haverá ddp; entretanto,
quando os eletrodos são posicionados um do lado de
fora e outro do de dentro, haverá uma ddp, ou seja, te-
remos o sinal Prt que é comparado com um sinal pa-
drão normal. O ECG é utilizado para detectar arrit-
mias, aumento de cavidades cardíacas, patologias co-
ronarianas, infarto do miocárdio, entre outros diagnós-
ticos. Este exame é realizado em um eletrocardiógrafo,
aplicando-se eletrodos condutores em posições especí-
ficas do corpo (punhos, tornozelos e superfície torá-
cica), conforme figura 3.23, que registrarão alterações
de potencial elétrico entre dois pontos do coração den-
tro do campo elétrico gerado pelos músculos cardíacos
ao longo do ciclo cardíaco.
A diferença de potencial elétrico da membrana
de uma célula pode ser medido ligando-se, por meio
de microeletrodos, os polos de um medidor de volta-
gem ao interior de uma célula (ponto A), e ao liquido
extracelular (ponto B), como mostra a figura 1. Esses
eletrodos são, em geral, capilares de vidro, com uma
ponta de menos de 1 µ m de diâmetro, contendo uma
solução condutora de KCl. Essa solução está em con-
tato com um medidor de voltagem por meio de um fio
metálico. A figura 2 mostra o resultado de uma experi-
ência típica para medir a diferença de potencial elétrico
entre as partes externa e interna de uma célula. Para
isso, colocam-se, inicialmente, os eletrodos A e B no lí-
quido extracelular. A seguir o eletrodo A é colocado
no interior da célula. O deslocamento do eletrodo A é
indicado na figura 2 pela variação de X, coordenada na
direção perpendicular à membrana de espessura d.
A ddp entre o líquido no interior de uma célula
e o fluido extracelular é denominada potencial de mem-
brana.
Quando as pontas dos dois eletrodos estão no
meio externo, a diferença de potencial medida ∆U é
nula, indicando que o potencial elétrico é o mesmo em
qualquer ponto desse meio. O mesmo aconteceria se os
dois eletrodos pudessem ser colocados no interior da cé-
lula, pois ambos os meios são condutores. O potencial
elétrico do fluido extracelular, por convenção, é consi-
derado nulo e U é o potencial no interior da membrana.
Assim, a diferença de potencial ∆U entre os dois meios
é: ∆U =U −0 =U .
Quando a ponta do eletrodo A penetra na cé-
lula, o potencial elétrico V diminui bruscamente para
-70 mV.
Na maioria das células, o potencial da mem-
brana U permanece inalterado, desde que não haja in-
1
fluências externas. Quando a célula se encontra nessa
condição, dá-se ao potencial de membrana U a desig-
nação de potencial de repouso, representado por U0.
Numa célula nervosa ou muscular, o potencial de re-
pouso é sempre negativo, apresentando um valor cons-
tante e característico. Nas fibras nervosas e musculares
dos animais de sangue quente, os potenciais de repouso
se situam entre -55 mV e -100 mV . Nas fibras dos mús-
culos lisos, os potenciais de repouso estão entre -30 mV
e -55 mV .
A partir da fórmula:
E =−∆U
∆x
,
pode-se calcular o campo elétrico existente nessas re-
giões. Dentro e fora da célula, o campo elétrico é nulo:
E = 0, pois nessas regiões ∆U = 0.
Agora responda!
1 O ECG é um exame que não exige previamente
nenhum cuidado específico, como, por exemplo,
jejum do paciente. Entretanto, em todos os pa-
cientes é necessário fazer assepsia com álcool na
região onde serão aplicados os eletrodos, aplicar
gel no local ou utilizar ventosas que são forneci-
das junto com o aparelho. Além disso, em alguns
pacientes do sexo masculino poderá ser necessá-
rio raspar os pelos do tórax (tricotomia). Expli-
que quais as razões desse procedimento.
2 Na figura acima temos um eletrocardiograma nor-
mal realizado em um papel milimetrado, no qual
cada quadradinho corresponde a 1 mm. Sabendo
que cada intervalo rr corresponde a um batimento
cardíaco e o pico máximo representa a fase final
da diástole, encontre a frequência cardíaca, em
batimentos por minuto, deste paciente.
3 Determine o campo elétrico na membrana de uma
vibra nervosa, sendo o potencial de repouso igual
a -80 mV. Considere a espessura da membrana
como d = 8.10−9 m. Use a fórmula: E =−U0d .
4 Se a carga elétrica de um íon monovalente, como
os existentes dentro e fora da célula, é q = 1.e =
1,6.10−19 C, qual é a força elétrica exercida em
um desses íons no interior da membrana? Ob-
serve que essa força é muito mais intensa que o
peso desses íons.
5 Modelos elétricos são frequentemente utilizados
para explicar a transmissão de informações em
diversos sistemas do corpo humano. O sistema
nervoso, por exemplo, é composto por neurônios
(figura 1), células delimitadas por uma fina mem-
brana lipoproteica que separa o meio intracelular
do meio extracelular. A parte interna da mem-
brana é negativamente carregada e a parte externa
possui carga positiva (figura 2), de maneira aná-
loga ao que ocorre nas placas de um capacitor.
A figura 3 representa um fragmento ampliado
dessa membrana, de espessura d, que está sob a
ação de um campo elétrico uniforme, represen-
tado na figura por suas linhas de força paralelas
entre si e orientadas para cima. A diferença de
potencial entre o meio intracelular e o extracelu-
lar é V. Considerando a carga elétrica elementar
como e, o íon de potássio K+, indicado na figura
3, sob a ação desse campo elétrico, encontre uma
expressão para calcular a uma força elétrica em
função de e, U e d.
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