A Bioeletricidade nas células

1. Introdução

A ocorrência de eletricidade em sistemas biológicos é tratada por um ramo da ciência chamada de bioeletricidade. A história deste ramo se iniciou ao fim do século XVIII, quando Luigi Galvani, um medico italiano, realizou experimentos de anatomia em sapos, e em suas pernas observou contrações musculares induzidas por uma descarga elétrica. Tempos depois, por volta de 1937, quando o norte-americano Harold Burr desenvolveu equipamentos sofisticados capazes de medir voltagens (na faixa de milivolts) em sistemas biológicos que a área passou a ter seu espaço no meio cientifico. No entanto, o grande passo da bioeletricidade se deu nos anos 60, quando corantes funcionais que permitiram a observação de eventos celulares começaram a ser utilizados.

1. Bioeletricidade

Bioeletricidade é um termo que usualmente se atrela aos potenciais elétricos, gerados por diversos processos biológicos e correntes elétricas que ocorrem em organismos vivos, as células.
         A célula pode ser comparada como uma pilha elétrica, elas funcionam como tal, pois existe uma diferença de potencial elétrico (DDP) entre os meios intra e extracelulares, grandeza a qual mede a diferença de concentração de elétrons entre dois pontos, e pode ser modulada pela implantação de correntes elétricas através da membrana. Funções de contrações musculares, de transporte de substâncias e de processamento de informações pelos neurônios, dependem dos fenômenos de modulação relativos à fisiologia das células.
        Neste contexto não é relevante os princípios físicos do funcionamento da pilha elétrica, mas é necessário enfatizar que a corrente elétrica que circula pelo circuito e condutores deixa o polo negativo (maior concentração de elétrons), e retorna a pilha pelo ponto positivo (menor concentração de elétrons).

[pic 1]

         O conceito de corrente elétrica é basicamente o fluxo ou movimento de elétrons de um ponto com excesso dessas partículas para outro ponto com falta delas. Esse movimento ocorre através de um meio metálico (como um fio elétrico de cobre) ou por meio de estruturas químicas chamadas íons. Destes, existem os ânions nos quais sobram eletrons, e existem os cátions, nos quais faltam elétrons e sobram prótons.

A condução de corrente por metais ocorre, pois os elétrons transitam facilmente de um átomo para outro, portanto, diz-se que os metais são ricos em elétrons livres. A condução por íon ocorre por ele ser um átomo que se encontra em excesso ou carência de elétrons.
        Para que uma pilha funcione, deve haver uma tendência dos eletros passarem do local de maior concentração para o de menor concentração, e para isso deve haver dois polos com diferença na concentração de elétrons. Logo, pode vir a ocorrer uma corrente elétrica entre esses polos, e quanto maior a diferença de potencial elétrico (DDP), mais rápido será a passagem desses elétrons entre os polos.
        Há uma diferença na concentração de elétrons entre as partes interna e externa da membrana, na qual pode correr corrente elétrica, essas faces são denominadas de polo negativo e polo positivo. Entre os polos há uma diferença de potencial elétrico (DDP) que varia de -50 até -90 milivolts, quando ocorre uma corrente elétrica a DDP entre as superfícies da membrana se altera, modificando o valor da força elétrica entre as faces da membrana.

1. Membranas 

As membranas celulares são formadas por uma bicamada fosfolipídica, que formam uma barreira seletiva, e essa barreira é a principal função da membrana plasmática, pois impede que qualquer molécula flua livremente de seu interior para seu exterior. Além da camada fosfolipídica a membrana possui proteínas em sua constituição. Dessas proteínas, há as que funcionam como canais que permitem a passagem de solutos de um lado para o outro.
        Se a membrana plasmática não possuísse tais proteínas, só ocorreriam passagens de pequenas moléculas, e moléculas sem cargas (apolares). Íons e moléculas maiores ficariam retidas em sua superfície.

...