Eletrofisiologia: o que é e como é investigada

Eletrofisiologia: o que é e como é investigada 1

A eletrofisiologia é responsável por analisar e estudar os processos elétricos que ocorrem em diferentes órgãos, tecidos e estruturas do nosso corpo, como coração, músculos ou cérebro. Sua aplicação na prática clínica nos ajuda a observar e diagnosticar diferentes patologias e doenças.

Neste artigo, explicamos o que é eletrofisiologia e quais são as principais técnicas para registrar a atividade elétrica.

O que é eletrofisiologia?

A eletrofisiologia é a ciência que estuda as propriedades elétricas das células e do tecido biológico de um organismo . Embora o estudo mais conhecido seja o relacionado ao aparelho cardíaco, medidas (como alteração de tensão ou corrente elétrica) também podem ser registradas em outros tipos de estruturas corporais, como músculos ou cérebro, usando eletrodos que medem atividade elétrica

Em meados do século XIX, o físico italiano Carlo Matteuci foi um dos primeiros cientistas a estudar correntes elétricas em pombos. Em 1893, o fisiologista suíço Wilhelm His, famoso por ser o fundador da histologia e inventor do micrótomo (um instrumento que permite seccionar tecidos biológicos a serem analisados ​​ao microscópio), trouxe novas descobertas no campo da eletrofisiologia cardíaca. E já em 1932, Holzmann e Scherf descobriram e inventaram o eletrocardiograma.

Atualmente, a neurociência é nutrida por pesquisas e avanços em novas técnicas eletrofisiológicas que permitem a análise micro (de um canal iônico simples) e macro (para completar o cérebro) das estruturas cerebrais.

Os avanços no conhecimento do comportamento do sistema nervoso humano e do comportamento são baseados em estudos nos quais são registrados sinais elétricos de neurônios individuais e de grupos neuronais em larga escala . Na neuropsicologia, por exemplo, procuramos explorar as correlações entre certas áreas do cérebro e funções cognitivas superiores ou certos comportamentos; portanto, as técnicas para registrar a atividade elétrica usada na eletrofisiologia são muito importantes.

As propriedades elétricas das células

Na eletrofisiologia, quando falamos sobre o estudo das propriedades elétricas, nos referimos à análise do fluxo de íons (um átomo ou um grupo deles com uma carga elétrica, que pode ser positiva ou cátion, e negativa ou ânion) e o estado de repouso e de atividade de células excitáveis ​​(neurônios, células cardíacas, etc.).

A excitabilidade de uma célula é uma propriedade que lhes permite responder ativamente à aplicação de um estímulo, ou seja, qualquer variação energética do ambiente. Esses estímulos podem ser de vários tipos: mecânicos, térmicos, sonoros, luminosos etc. Por exemplo, nos neurônios, essa excitabilidade permite que eles alterem seu potencial elétrico para transmitir esse impulso nervoso , através do axônio, para outros neurônios.

A membrana que cobre a célula regula a passagem de íons de fora para dentro, pois eles contêm diferentes concentrações deles. Todas as células possuem uma diferença de potencial entre a célula interna e externa, denominada potencial de membrana, devido à existência de gradientes de concentração iônica em ambos os lados da membrana, bem como diferenças na permeabilidade relativa da membrana. célula para os diferentes íons presentes.

Além disso, as células excitáveis ​​exercem suas funções produzindo sinais elétricos em termos de alterações no potencial da membrana , um conceito-chave em eletrofisiologia. Esses sinais elétricos podem ser: breves e amplos (como potenciais de ação), responsáveis ​​por transmitir informações rapidamente e por longas distâncias; tensão mais lenta e mais baixa, com função de integração; e baixa voltagem (como potenciais sinápticos), que se originam através da ação sináptica.

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Tipos de leituras eletrofisiológicas

O registro da atividade elétrica pode ocorrer em diferentes tecidos e células biológicos, bem como com diferentes técnicas de eletrofisiologia.

Os registros eletrofisiológicos mais comuns incluem: eletrocardiograma, eletroencefalografia e eletromiografia. A seguir, explicamos com mais detalhes o que cada um deles consiste.

1. Eletrocardiograma

O eletrocardiograma (ECG) é uma técnica de eletrofisiologia responsável pelo registro da atividade elétrica do coração, através do estudo de alterações de voltagem por um certo tempo (que geralmente não excede 30 segundos). Um gráfico geralmente é gravado no monitor, semelhante a uma tela de televisão, do eletrocardiógrafo.

A atividade elétrica do coração coletada no ECG pode ser observada na forma de um caminho que apresenta ondas diferentes que correspondem ao caminho dos impulsos elétricos através das diferentes estruturas do aparelho cardíaco.

Esse teste é essencial para o estudo de problemas cardíacos, como arritmias, doenças cardíacas ou episódios agudos de doenças coronárias , como infarto do miocárdio.

Um ECG é realizado da seguinte maneira:

  • O paciente se deita e os eletrodos são colocados nos braços, pernas e tórax. Às vezes é necessário limpar ou raspar a área.
  • Os cabos do eletrocardiógrafo são conectados à pele do sujeito por meio de eletrodos presos aos tornozelos, pulsos e peito. É assim que a atividade elétrica é coletada de diferentes posições.
  • A pessoa deve permanecer relaxada, quieta, com os braços e as pernas imóveis e com uma frequência respiratória normal.

2. Eletroencefalograma

Um eletroencefalograma (EEG) é uma técnica de eletrofisiologia que permite detectar e registrar a atividade elétrica do cérebro , através de pequenos eletrodos fixados no couro cabeludo da pessoa. Este teste não é invasivo e é comumente usado na neurociência para observar e estudar o funcionamento do sistema nervoso central e, mais especificamente, o córtex cerebral.

Com esta técnica, podem ser diagnosticadas alterações neurológicas que sugerem doenças como epilepsia, encefalopatias, narcolepsia, demências ou doenças neurodegenerativas. Além disso, o EEG também nos permite identificar os ritmos normais e patológicos da atividade cerebral, bem como as ondas que normalmente temos tanto no estado de vigília quanto no sono: alfa, beta, delta, teta e gama.

Este teste também é frequentemente utilizado nos estudos das fases do sono (polissonografia), para detectar possíveis anormalidades nos registros dos ciclos rápidos de movimentos oculares (REM) e dos ciclos normais do sono (NREM), bem como para detectar Outros possíveis distúrbios do sono.

O EEG dura aproximadamente 30 minutos e pode ser realizado em um hospital ou em uma unidade de neurofisiologia. Para isso, o paciente se senta em uma cadeira e os eletrodos (entre 15 e 25 sensores) são presos ao couro cabeludo, usando um gel de cabelo para que a atividade elétrica seja registrada corretamente. E enquanto a pessoa está relaxada, o teste é realizado.

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3. Eletromiograma

O eletromiograma (EMG) é um procedimento usado para estudar a atividade elétrica dos músculos e suas células nervosas ou neurônios motores . Esses neurônios transmitem os sinais elétricos que produzem atividade e contração muscular.

Para realizar um EMG, são necessários eletrodos que são colocados nos músculos, em repouso ou durante o exercício. Para detectar a resposta muscular, é necessário introduzir uma agulha pequena, para que às vezes possa ser irritante para o paciente.

A única complicação deste teste é que há um pequeno sangramento no local da inserção do eletrodo, portanto, pacientes com distúrbio de coagulação ou em tratamento anticoagulante devem ser levados em consideração.

Outra técnica de eletrofisiologia que às vezes acompanha a EMG é a eletroneurografia, que estuda a velocidade de condução de impulsos pelos nervos . Para fazer isso, um nervo é estimulado com impulsos elétricos de baixa intensidade, por meio de sensores colocados na pele que coletam a resposta de outros sensores localizados à distância e, assim, registram quanto tempo leva para produzir a resposta ao dirigir de um lado para outro .

Referências bibliográficas:

  • Gilman, S. e Winans, S. (1989). Princípios de Neuroanatomia Clínica e Neurofisiologia. Segunda Edição Publicação manual moderna. México
  • Schmidt, RF, Dudel, J., Jaenig, W. e Zimmermann, M. (2012). Fundamentos de neurofisiologia. Springer Science & Business Media.

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