Eletrofisiologia: o que é e como é investigada

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

Neste artigo explicamos o que é eletrofisiologia e em que consistem as principais técnicas de registro da atividade elétrica.

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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 esteja relacionado ao sistema cardíaco, medições (como a variação de voltagem ou a corrente elétrica) em outros tipos de estruturas do corpo, como os músculos ou o cérebro, através do uso de eletrodos que medem a atividade elétrico.

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 (instrumento que permite que o tecido biológico seja seccionado para ser analisado ao microscópio), proporcionou novas descobertas no campo da eletrofisiologia cardíaco. E já em 1932, Holzmann e Scherf descobriram e inventaram o eletrocardiograma.

Na atualidade, a neurociência é alimentada por pesquisas e avanços em novas técnicas eletrofisiológicas que permitem a análise micro (desde um simples canal iônico) e macro (até o cérebro completo) das estruturas cerebrais.

Os avanços no conhecimento do funcionamento do comportamento e do sistema nervoso humano são baseados em estudos nos quais sinais elétricos de neurônios individuais e grupos neuronais em larga escala são registrados. Na neuropsicologia, por exemplo, procura explorar as correlações entre determinadas áreas do cérebro e as funções cognitivas superiores ou determinados comportamentos, por isso as técnicas de registro da atividade elétrica usadas na eletrofisiologia são tão importante.

As propriedades elétricas das células

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

A excitabilidade de uma célula é uma propriedade que lhe 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 lhes dá a capacidade de alterar seu potencial elétrico para transmitir esse impulso nervosoatravés do axônio para outros neurônios.

A membrana que reveste a célula regula a passagem de íons de fora para dentro, já que contêm diferentes concentrações deles. Todas as células possuem uma diferença de potencial entre o interior e o exterior da célula, denominada potencial de membrana, que se deve à existência de gradientes de concentração iônica em ambos os lados da membrana, bem como diferenças na permeabilidade relativa da membrana celular a diferentes íons presente.

Além disso, as células excitáveis ​​desempenham suas funções produzindo sinais elétricos em termos de mudanças no potencial de membrana, um conceito-chave em eletrofisiologia. Esses sinais elétricos podem ser: breves e de grande amplitude (como os potenciais de ação), responsáveis ​​por transmitir informações de forma rápida e a grandes distâncias; tensão mais lenta e baixa, com função integradora; e de baixa voltagem (como os potenciais sinápticos), que são causados ​​pela ação sináptica.

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Tipos de leituras eletrofisiológicas

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

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

1. Eletrocardiograma

O eletrocardiograma (ECG) é uma técnica de eletrofisiologia responsável por registrar a atividade elétrica do coração. coração, através do estudo das variações de voltagem durante um determinado tempo (que não costuma passar de 30 segundos). Um gráfico geralmente é gravado no monitor, semelhante a uma tela de televisão, do eletrocardiógrafo.

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

Este teste é obrigatório para o estudo de problemas cardíacos, como arritmias, doenças cardíacas ou episódios agudos de doença coronáriacomo infarto do miocárdio.

Um ECG é realizado da seguinte forma:

• O paciente se deita e eletrodos são colocados nos braços, pernas e tórax. Às vezes é necessário limpar ou raspar a área.
• As derivações do eletrocardiógrafo são conectadas à pele do indivíduo por meio de eletrodos fixados nos tornozelos, pulsos e tórax. É assim que a atividade elétrica é coletada de diferentes posições.
• A pessoa deve permanecer relaxada, quieta, com braços e pernas imóveis e com ritmo respiratório normal.

2. Eletroencefalograma

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

Com esta técnica, podem ser diagnosticadas alterações neurológicas que sugiram doenças como epilepsia, encefalopatias, narcolepsia, demência ou doenças neurodegenerativas. Além disso, o EEG também permite identificar ritmos normais e patológicos da atividade cerebral, bem como como as ondas que costumamos ter tanto na vigília quanto no sono: alfa, beta, delta, teta e gama.

Este teste também freqüentemente usado em estudos de fases do sono (polissonografia), para detectar possíveis anomalias nas gravações dos ciclos dos movimentos oculares ciclos de sono rápido (REM) e normal (NREM), bem como para detectar outros possíveis distúrbios do sono sonhar.

O EEG dura aproximadamente 30 minutos e pode ser realizado em um hospital ou em uma unidade de neurofisiologia. Para realizá-la, o paciente senta-se em uma cadeira e os eletrodos são fixados (entre 15 e 25 sensores) no 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

Um 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.

Os eletrodos são necessários para realizar um EMG e são colocados nos músculos, seja em repouso ou durante o exercício. Para detectar a resposta muscular é necessário inserir uma pequena agulha, razão pela qual às vezes pode ser irritante para o paciente.

A única complicação deste teste é que causa um pequeno sangramento no local de inserção do eletrodo, portanto, é necessário levar em consideração pacientes com distúrbio de coagulação ou em tratamento anticoagulante.

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

Referências bibliográficas:

• Gilman, S, e Winans, S. (1989). Princípios de Neuroanatomia Clínica e Neurofisiologia. Segunda edição. Manual Editorial Moderno. México.
• Schmidt, R. F., Dudel, J., Jaenig, W., & Zimmermann, M. (2012). Fundamentos de neurofisiologia. Springer Science & Business Media.