Potencial de ação e Musculo

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QUESTÕES NORTEADORAS POTENCIAL DE AÇÃO E MUSCULO
Cap 4 ao 8 GUYTON
ELIARA ORLANDO
FISIOTERAPEUTA E ESTUDANTE DE MEDICINA
CAP 4
1- Descreva as Vias de transporte e seus mecanismo básicos de transporte: 
· Osmose: é a passagem do solvente (água) de um meio menos concentrado (hipotônico) para um meio mais concentrado (hipertônico).
· Difusão simples: o processo no qual o soluto se move diretamente através da membrana plasmática, do meio mais concentrado para o menos concentrado, sem a ajuda de proteínas transportadoras. Quanto maior a concentração de soluto maior o transporte, sem mudança conformacional da proteína. 
· Difusão facilitada: é o transporte de moléculas e de íons através da membrana celular, a favor do gradiente de concentração. Este processo conta com a intervenção de proteínas transportadoras da membrana sem gasto de energia metabólica, apenas com energia potencial. Ocorre uma mudança conformacional da proteína, a velocidade do transporte está relacionado ao tempo que a proteína demora para mudar sua conformação, por isso temos nesse caso uma velocidade máxima. 
· Transporte ativo: é realizado por proteínas carreadoras e utiliza energia sob a forma de ATP para realizar o transporte de íons e outras substâncias através da membrana plasmática contra um gradiente de concentração (do meio menos concentrado para o mais concentrado).
2- Qual a relação entre a Osmolalidade e a Pressão Osmótica.
Quanto maior a osmolalidade (concentração de soluto) maior será a pressão osmótica.
3- Defina os Osmolalidade e Osmolaridade:
Osmolalidade mede a concentração de solutos em um fluido, observando o número de partículas por peso (quilogramas) de fluido. 
Osmolaridade avalia o número de partículas por volume (litro) do fluido.
4- Defina o que é LIC e LEC? E Como acontece as trocas de Líquido? 
LIC: líquido intracelular, contém potássio (K+ 140 mEq;L), magnésio (Mg+ 58 mEq;L) e fosfato (P) ; LEC: líquido extracelular, contém glicose, aminoácidos, ácidos graxos, CO2, O2, cloreto (Cl- 103 meq:L), sódio (Na+ 142 mEq;L), bicarbonato (HCO3- 28mEq:L). A troca de líquido entre os meios se dá por difusão e transporte ativo. 
INTRACELULAR: K+ 140 mEq/L	Na+ 10 mEq/L
EXTRACELULAR: K+ 4 mEq/L		Na+ 142 mEq/L
5- Na membrana celular existe um desequilíbrio entre o meio interno e o meio externo da célula, sendo essa diferença fundamental para a vida. Quais propriedades da membrana permitem manter o desequilíbrio entre os dois meios?
A propriedade de permeabilidade seletiva, a presença de proteínas canais e bombas que agem contra o gradiente de concentração.
6- Apesar de podermos fazer analogia entre a membrana plasmática e as paredes de uma casa, a membrana tem algumas características próprias que trazem vantagem para a célula em relação às paredes da casa. Descreva essas características.
Assimetria: as duas faces da membrana não possuem a mesma composição lipídica, glicídica e protéica, e cargas elétricas se distribuem diferentemente, carboidratos encontram-se em geral na face externa; face citoplasmática, costuma ter maior carga negativa. 
Fluidez: os componentes da membrana não ocupam posições definidas, sendo susceptíveis a deslocações bidimensionais de rotação ou de translação; os fosfolipídios podem trocar de camada. 
Continuidade: nunca apresenta bordas livres ou descontínuas e os espaços por ela delimitados são sempre fechados.
Elasticidade e Resistência à tração: apesar de os fosfolipídios constituintes da bicamada estarem unidos por ligações fracas, a integração dessas forças, em número extremamente elevado, confere à membrana uma determinada elasticidade e resistência à tração.
Permeabilidade seletiva: é permeável apenas a algumas substâncias: o fato da membrana ser lipídica, determina que substâncias que tenham afinidade com os lipídios (lipofílicas) conseguem atravessá-la, enquanto substâncias que não têm tal afinidade, não o fazem. Assim, os lipídios constituem uma barreira que impede o movimento da água e substâncias hidrossolúveis do meio interno para dentro da célula e vice-versa, e também de um compartimento da célula para outro, pois a água não é solúvel em lipídios. Entretanto, moléculas de proteínas que penetram completamente a membrana formam vias especializadas, geralmente organizadas em poros ou canais, para a passagem de substâncias através da membrana. Logo, as substâncias que não conseguem atravessar a membrana por não serem lipofílicas, mas que a célula necessita, atravessam a membrana por meio de proteínas.
7- Quais são os tipos de canais de membrana?E numere cada um deles e seus subtipos, relacionados com suas características:
· Canais: aquaporinas; canais iônicos; 
· poros proteicos: proteínas integrais que formam tubos abertos através da membrana e que ficam sempre abertos. ex: aquaporinas
· proteínas canais: são seletivamente permeáveis e são dependentes de voltagem ou de ligante para abrir suas comportas:
· canais de potássio: apresenta um filtro de seletividade estreita revestido de oxigênios carbonílicos; quando o íon K+ hidratado passa pelo canal, os oxigênios carbonílicos retém a água e apenas o íon K+ desidratado passa pelo canal para o meio menos concentrado. 
· canais de sódio: a superfície interna deste canal tem forte carga negativa, isso atrai os íons Na+ afastando-os da água, depois que estão dentro do canal se dispersam em qualquer direção, a depender do gradiente de concentração
· canais com comportas: oferece meio para controlar a permeabilidade dos canais com gasto de energia; abertura e fechamento dos canais por variação de voltagem e por ligantes 
8- Diferencie transporte ativo de transporte passivo:
 A diferença está no fato do transporte ativo haver gasto de energia e o transporte ser realizado contra um gradiente de concentração, e o transporte passivo não tem gasto de ATP e o transporte é a favor do gradiente de concentração. 
9- Quais as diferenças entre o transporte ativo primário e o secundário? 
· Transporte ativo primário: transporte de substâncias com gasto de ATP contra o gradiente de concentração.
· Transporte ativo secundário: substâncias que utilizam o transporte ativo primário para passar de um lado para outro da membrana sem gasto direto de energia.
· cotransporte: a energia que uma molécula gera ao ser transportada pela membrana é capaz de levar outra molécula junto. ex Na+ e glicose 
· contra transporte: da mesma forma que acontece no cotransporte, mas dessa vez, enquanto uma molécula entra na célula a outra sai. ex Na+ e Ca+ ou Na+ e H+ (túbulo contorcido distal)
10- Descreva o mecanismo de funcionamento da bomba de sódio potássio. Essa bomba tem alguma relação com o edema celular? Qual? 
· O mecanismo de transporte ativo da bomba de sódio e potássio bombeia íons sódio para fora da célula e íons potássio para dentro da célula. O seu correto funcionamento evita que o sódio fique dentro da célula e retenha líquido.
· A proteína transportadora é composta por 2 subunidades: a subunidade menor (“b”) não tem função conhecida (talvez sirva pra fixar a proteína na membrana). A subunidade “a” é a maior, contém 3 receptores para ligação de Na+ na porção de dentro da célula, contém 2 receptores para ligação de K+ na porção de fora da célula e na porção de dentro da célula, proximo a ligação de Na+ essa proteína tem função ATPase.
· quando 2 íons K+ se ligam na parte de fora da proteína transportadora e 3 íons Na+ se ligam na parte de dentro; a sua função ATPase é ativada, o ATP é clivado e a energia liberada é capaz de causar alteração química e conformacional na proteína transportadora; essas alterações são capazes de levar os íons Na+ para fora da célula e os íons K+ para dentro da célula.
· Relação com edema: Excesso de Na+ dentro da célula causa retenção de líquido intracelular.
11- O contratransporte de sódio hidrogênio é importante no controle do ph sanguíneo. Explique como o contratransporte funciona e qual mecanismo essa bomba utiliza.
Utiliza o contratransporte de Na+/H+
Os íons Na + se movem do lúmen dos túbulos proximais dos rins paradentro da célula tubular, enquanto o H + são contra transportados para o lúmen dos túbulos para serem excretados pela urina.
CAP 5
12- O que é o potencial de repouso? É um estado de equilíbrio ou de estabilidade? Explique.
É a diferença de potencial elétrico entre os dois lados da membrana das células (interior negativo, exterior positivo), na ausência de estímulo, ou seja, quando estão em repouso. É determinado pelo K+, pois em repouso os canais de vazamento abertos são de K+, ou seja, a membrana em repouso é permeável ao potássio, mas não ao sódio. É um estado de equilíbrio, pois não há passagem iônica para nenhum dos lados.
13- Descreva os estágios do potencial de ação.
Estágio de repouso: Corresponde ao potencial de repouso da membrana antes que comece o potencial de ação; A membrana está “polarizada”, devido à presença de grande potencial negativo da membrana. 
Estágio De despolarização: Membrana fica permeável aos íons sódio; O estado “polarizado” normal de -90mV desaparece, com o potencial variando para a positividade (despolarização);
Estágio de Repolarização: Dentro de pouco décimos milésimos de segundo, os canais de sódio começam a se fechar, enquanto os canais de potássio se abrem mais do que o fazem normalmente; Isso permite a rápida difusão de íons potássio para o exterior da fibra, o que restabelece o potencial normal negativo de repouso da membrana (repolarização).
14- Como acontece a ativação e inativação do Canal de Sódio.
Tanto o canal de Na+ como o de K+ são regulados por voltagem. O canal de Na+ possui 2 comportas: uma externa, denominada comporta de ativação, e uma interna chamada de comporta de inativação. O canal se mantém em repouso (comporta fechada) quando o potencial de membrana está em -90 mV, a medida que a voltagem aumenta, de -90 até 0 mV, a comporta é ativada, fazendo com que o canal fique aberto e ocorra a passagem de íons. Essa condição é conhecida por estado ativado. Décimos de milésimos de segundos após a comporta ter sido ativada ela é inativada. A alteração conformacional que fecha a comporta é mais lento do que a alteração que abre a comporta de ativação. O potencial de membrana retorna ou se aproxima do seu estado normal de repouso - repolarização.
15- Descreva como acontece o Platô em Alguns Potenciais de Ação.
Esse tipo de potencial de ação acontece nas fibras musculares do coração, onde o platô dura de 0,2 a 0,3 segundos e faz com que a contração muscular dure esse tempo. Isso se deve a presença de dois tipos de canais:
· canais de sódio: canais rápidos regulados por voltagem - responsáveis pela ponta do potencial de ação
· canais de cálcio-sódio: canais lentos - permite o influxo de Ca + para a fibra muscular, responsável pelo platô do potencial de ação. 
16- O que é somação? Explique os tipos de somação
Somação significa a soma de abalos individuais, para aumentar a intensidade da contração total. A somação ocorre por dois meios: 
(1) pelo aumento do número de unidades motoras que se contraem ao mesmo tempo, referido como somação por fibras múltiplas; e 
(2) pelo aumento da frequência de contração, que é referido como somação por frequência e pode levar à tetanização.
Somação por Fibras Múltiplas: quando o sistema nervoso central envia um sinal fraco para que o músculo se contraia, as menores unidades motoras do músculo podem ser estimuladas em preferência às unidades motoras maiores. Esse fenômeno é conhecido como o princípio do tamanho, e é importante, pois permite a gradação da força muscular durante uma contração fraca que ocorre em pequenas etapas, uma vez que essas etapas ficam progressivamente maiores quando grande quantidade de força é necessária
Somação por Frequência e Tetanização: Quando a frequência atinge um nível crítico, as contrações sucessivas, eventualmente, ficam tão rápidas que se fundem, e a contração total do músculo aparenta ser completamente uniforme e contínua, como mostra a figura. Esse processo é referido como tetanização. 
17- Descreva como acontece a Condução "Saltatória" nas Fibras Mielinizadas.
Mielina (lipídio) bom isolante elétrico; Mesmo que quase nenhum íon possa fluir através das grossas bainhas de mielina dos nervos mielinizados, eles podem passar com facilidade através dos nodos de Ranvier. Assim, potenciais de ação só ocorrem nos nodos de Ranvier.
CAP 6 
18- Quais os componentes da fibra muscular?
Sarcolema: membrana celular da fibra muscular
Miofibrila: formada por componentes de actina e miosina 
Sarcômero: unidade contrátil da fibra muscular 
19- Descreva o papel das seguintes proteínas: actina, miosina, receptores de di-hidropiridina, receptores de rianodina, calmodulina e troponina:
· Actina G: monômero		 
· Actina F: polímero responsável pelas contrações reais musculares
· Miosina: composta por 6 cadeias polipeptídicas, 2 pesadas e 4 leves; as duas cadeias pesadas se espiralizam formando uma dupla hélice e cada ponta se dobra formando a cabeça. As 4 cabeças leves também fazem parte da cabeça da miosina.
· Receptores de di-hidropiridina: está presente na membrana no túbulo T, continuação do sarcolema. Percebem a despolarização da membrana e abrem os canais de Ca+
· Receptores de rianodina: está presente na membrana do retículo sarcoplasmático. São canais de liberação de Ca+
· Calmodulina: se liga ao Ca+, e o complexo Ca+calmodulina ativa a quinase da miosina, a quinase então fosforila a cabeça da miosina para iniciar a contração muscular.
· Troponina: proteína globular com 3 subunidades (ligação para Ca+, Tropomiosina e actina)
20- Defina o que é junção neuromuscular.
Cada fibra nervosa, depois de penetrar no feixe muscular, normalmente se ramifica e estimula de três a várias centenas de fibras musculares esqueléticas. Cada terminação nervosa faz uma junção, chamada junção neuromuscular, com a fibra muscular próxima de sua porção média.
21- Defina o que é Sarcoplasma e Miofibrilas.
Sarcoplasma: é o líquido intracelular entre as miofibrilas, com grande quantidade de K+, Mg+ e P
Miofibrila: cada fibra muscular (célula) contém milhares de miofibrilas, que são formadas de actina e miosina.
22- Descreva o Mecanismo Geral da Contração Muscular.
O início e a execução da contração muscular ocorrem nas seguintes etapas: 
1. Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor até suas terminações nas fibras musculares. 
2. Em cada terminação, o nervo secreta pequena quantidade da substância neurotransmissora acetilcolina. 
3. A acetilcolina age em área local da membrana da fibra muscular para abrir múltiplos canais de Na+, “regulados pela acetilcolina”
4. A abertura dos canais regulados pela acetilcolina permite a difusão de grande quantidade de íons Ca+ para o lado interno da membrana das fibras musculares. Essa ação causa despolarização local que, por sua vez, produz a abertura de canais de sódio, dependentes da voltagem, que desencadeia o potencial de ação na membrana. 
5. O potencial de ação se propaga por toda a membrana da fibra muscular, do mesmo modo como o potencial de ação cursa pela membrana das fibras nervosas. 
6. O potencial de ação despolariza a membrana muscular, e grande parte da eletricidade do potencial de ação flui pelo centro da fibra muscular. Aí, ela faz com que o retículo sarcoplasmático libere grande quantidade de íons cálcio armazenados nesse retículo. 
7. Os íons cálcio ativam as forças atrativas entre os filamentos de miosina e actina, fazendo com que deslizem ao lado um do outro, que é o processo contrátil. 
8. Após fração de segundo, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático pela bomba de Ca ++ da membrana, onde permanecem armazenados até que novo potencial de ação muscular se inicie; essa remoção dos íons cálcio das miofibrilas faz com que a contração muscular cesse. Agora será descrito o mecanismo molecular do processo de contração muscular.
23- Qual a composição dos Filamentos de Actina?
São formados por actina G, troponina e tropomiosina
24- Descreva as etapas da Fonte de Energia para a Contração Muscular.
1 - fosfocreatina: ligação fosfatode alta energia 
2 - glicólise aeróbica: glicogênio dentro da célula (metabolismo anaeróbio) durante 8 segundos;
3 - metabolismo oxidativo - aeróbio - fosforilação oxidativa - carboidratos, lipidios e proteinas;
CAP 7
25- O que é placa motora?
A junção entre a ramificação terminal do nervo motor e a fibra muscular é chamada de placa motora.
26- Quais os efeitos da Acetilcolina na Membrana Pós-sináptica da Fibra Muscular para Abrir os Canais iônicos?
Duas moléculas de acetilcolina (Ach) se ligam as duas subunidades alfa dos receptores de acetilcolina presentes na membrana da fibra muscular, isso abre os canais iônicos. Esses canais apresentam forte carga negativa em sua abertura, essas cargas negativas atraem íons de carga positiva como Na+, K+ e Ca+. Somado a isso, tem o fato da parte interna da membrana ter potencial muito negativo (-90mv), por conta disso, o fluxo de Na+ para dentro da célula é muito grande. 
O grande número de Na+ para dentro da membrana provoca alteração do potencial de ação para carga positiva desencadeando o potencial de ação da placa motora que se propaga ao longo da membrana muscular. 
27- Descreva como o sarcolema e o retículo sarcoplasmático estão envolvidos na contração muscular.
· Sarcolema: o sarcolema apresenta receptores de acetilcolina e a Ach quando secretada na fenda sináptica abre canais de Na+ que desencadeiam o potencial de ação na membrana que percorre toda a fibra muscular desencadeando a contração.
· Retículo sarcoplasmático (RS): possui cisternas terminais que fazem contato com túbulo T e túbulos longitudinais que circundam as miofibrilas. 
· O potencial de ação que chega pelo túbulo T provoca fluxo de corrente para as cisternas do RS, essa voltagem é detectada pelos receptores diidropiridina que abrem os canais de liberação de Ca+ (canais de rianodina)
· a abertura dos canais de rianodina faz com que o Ca+ saia das cisternas do RS para o sarcoplasma e estimule o encurtamento dos sarcômeros 
CAP 8 
28- Quais os tipos de Músculos Lisos?
Músculo liso multiunitário: fibras musculares separadas e discretas, com contração independente e controlado por impulsos nervosos.
Músculo liso unitário ou músculo liso visceral: milhares de fibras musculares lisas que se contraem ao mesmo tempo, como uma unidade; fibras dispostas em feixes; membranas celulares aderidas entre si por junções comunicantes que permitem a troca de íons e propagação do potencial de ação; isso faz com que a fibra se contraia em conjunto.
29- Qual a diferença entre o músculo estriado esquelético e o liso?
O músculo liso não tem a mesma disposição estriada dos filamentos de actina e miosina, e não apresenta o complexo de tropomiosina e troponina.
30- Descreva o Mecanismo de contração no Músculo Liso.
filamentos de actina ligados aos corpos densos
31- Como acontece a regulação da Contração pelos íons Cálcio?
Como o músculo liso não tem troponina, a regulação do Ca+ é feita pela proteína calmodulina. Os íons Ca+ se ligam à calmodulina e esse complexo se une à miosina, ativando a miosina-quinase que fosforila a cadeia reguladora (uma das cadeias leves da cabeça da miosina). Quando a cadeia reguladora é fosforilada, a cabeça adquire capacidade de se ligar repetidamente a actina fazendo ciclos de trações intermitentes. 
32- Qual o papel do Retículo Sarcoplasmático do Músculo Liso?
Libera íons Ca+ nas cavéolas, quanto mais extenso, mais rápido o músculo se contrai. 
ANOTAÇÕES DA AULA
· K+, Na+ e Cl- e aminoácidos; são os íons que interferem na polaridade da membrana
· aminoácido principal ânion intracelular; K+ principal cátion intracelular
· Cl- principal íon extracelular; Na+ principal cátion extracelular
· intoxicação por K+ é muito grave; hipercalcemia (extracelular); causa dificuldade para a despolarização da membrana e isso é muito deletério pro músculo cardíaco; 
· a polaridade é mantida por a membrana ser semipermeável, pela bomba de Na+ e K+ e pela alta diferença de concentração do meio intra e extra do K+
· 
· canais com comporta agem por diferença de de voltagem ou por ligante;
· na difusão simples a velocidade da reação é de acordo com a concentração do soluto ou polaridade; 
· difusão facilitada: mudança conformacional da proteína delimita a velocidade da reação; ex transporte da glicose 
· transporte ativo
· co transporte: Na+ + glicose
· contratransporte: 
· osmose: água do meio menos concentrado DE SOLUTO para o meio mais concentrado DE SOLUTO; ou do meio mais concentrado de água para o meio menos concentrado de água; na foto do exemplo não passa toda a água pq a pressão osmótica
· canais de vazamento de potássio: o K+ pode vazar por esses canais mesmo com a membrana em estágio de repouso; quando muitos K+ vazam para fora, ocorre uma diferença de potencial suficiente para abrir a comportada entrada de Na+; muito Na+ entra na célula e o aumento da voltagem dentro da célula faz a comporta de saída do Na+ fechar e abre o canal de K+ para sair da célula; aí entra o papel da bomba de Na+ e K+ retomar as concentrações de repouso
· potencial de Nernst (para cada íon): potencial elétrico que se opõe ao transporte por diferença de concentração. Ex: um íon passa do lado menos concentrado pro mais concentrado, chega uma hora que altera a polaridade e o íons passa a ser repelido por diferença de voltagem.
· Miosina tem 2 cadeias pesadas e 4 cadeias leves; 2 cadeias leves em casa cabeça e 1 delas tem função ATPase; 
· enquanto tem cálcio e ATP a contração muscular continua;
· a cabeça da miosina (chamada ponte cruzada) se desliga do sítio ativo quando nao tem cálcio e outro atp se liga na cabeça da miosina
· Tetania: excesso de contração muscular, muita liberação de acetilcolina ou falta da enzima que degrada a acetilcolina 
· ex. Tétano - absorção de tetanospasmina na junção neuromuscular; transporte para o SNC; bloqueia neurotransmissores (glicina e ácido alfa aminobutírico) dos interneurônios inibitórios que promovem relaxamento muscular; a inibição permite que os neurônios motores enviem muita acetilcolina e entra em espasmo muscular (riso sardônico) levando a SARA
· junção neuromuscular: a goteira sináptica e as fendas sub neurais (reentrâncias no músculo) são vedadas por uma célula de schwann;
· acetilcolina ativa canais de Na+; a entrada de Na+ na célula desencadeia a abertura dos canais de Na+ dependente de voltagem e desencadeia o potencial de ação; 
· a despolarização da membrana contínua pelos túbulos T estimulando os receptores de DHP que abrem os canais de Ca+ (onde acontece a hipertermia maligna)
· músculo liso: não tem túbulos T (tem cavéolas); retículo sarcoplasmático menos desenvolvido (precisa do Ca+ extra celular - contração demora a acontecer e se mantém por mais tempo); não tem organização de sarcômero (filamentos de actina estão ligados aos corpos densos); não tem troponina e tropomiosina;
· o Ca+ entra na célula (por estimulação nervosa e hormonal) e se liga a Calmodulina; 
· o complexo Ca++/calmodulina se liga a miosina e ativa a miosina quinase;
· a enzima miosina quinase fosforila a cabeça da Miosina;
· quando a cabeça da miosina é fosforilada ela adquire a capacidade de se ligar repetidamente com a actina (ciclos de trações intermitentes) 
· interrupção da contração: miosina fosfatase vai parar a contração clivando o fosfato da cadeia leve da cabeça da miosina; e a diminuição da concentração dos íons Ca+ intracelular;