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1)Como você define o que é potencial de equilíbrio de um íon? Potencial de equilíbrio de um íon: É o potencial elétrico necessário para equilibrar a concentração de um íon específico em ambos os lados da membrana celular, resultando em um fluxo líquido nulo desse íon através da membrana. Esse potencial é calculado pela equação de Nernst. 2) O potencial de membrana de células da glia é de -75mV. Essas células são permeáveis somente ao íon potássio. Se o íon potássio possui carga positiva e está mais concentrado dentro do que fora da célula, por que o potencial de membrana dessas células em repouso é negativo? Potencial de membrana de células da glia: O potencial de membrana de -75mV em células da glia, que são permeáveis apenas ao íon potássio, é negativo porque, embora o potássio (K⁺) seja mais concentrado dentro da célula, os íons tendem a se mover para fora da célula devido ao gradiente de concentração. Esse movimento de íons K⁺ carregados positivamente para fora da célula deixa um excesso de cargas negativas dentro da célula, resultando em um potencial de membrana negativo. 3) Cite e descreva as fases do potencial de ação: fase ascendente, fase descendente e pós- hiperpolarização. Fases do potencial de ação: *Fase ascendente: Inicia-se quando um estímulo despolarizante atinge o limiar de excitabilidade, abrindo canais de sódio (Na⁺) dependentes de voltagem. A entrada de Na⁺ despolariza a membrana rapidamente. *Fase descendente: Após o pico de despolarização, os canais de Na⁺ se inativam e os canais de potássio (K⁺) dependentes de voltagem se abrem, permitindo a saída de K⁺ e repolarizando a membrana. *Pós-hiperpolarização: Ocorre quando a saída de K⁺ é tão grande que o potencial de membrana fica temporariamente mais negativo que o potencial de repouso, devido à lenta inativação dos canais de K⁺. 4) Porque há uma freqüência máxima de disparos de potenciais de ação em um neurônio? Frequência máxima de disparos de potenciais de ação: A frequência máxima é limitada pelo período refratário absoluto, que é o intervalo durante o qual um novo potencial de ação não pode ser iniciado porque os canais de Na⁺ ainda estão inativados. 5) A tetrodotoxina (TTX) é uma substância tóxica que bloqueia canais de sódio dependentes de voltagem. Qual o efeito desse bloqueio na produção de potenciais de ação? Efeito da tetrodotoxina (TTX): A TTX bloqueia os canais de sódio dependentes de voltagem, impedindo a entrada de Na⁺ durante a fase ascendente do potencial de ação. Isso resulta na inibição da geração e propagação dos potenciais de ação, levando à paralisia. T.iiwii.io mami carga positiva deixaacélulamaispositiva deixandonegativa novamente o 6) O Cloreto de Tetraetilamônio (TEA) é um bloqueador do canal de K+. De que forma essa droga afeta o potencial de ação de uma célula excitável? Efeito do Cloreto de Tetraetilamônio (TEA): O TEA bloqueia os canais de potássio, impedindo a saída de K⁺ durante a fase descendente do potencial de ação. Isso resulta em uma repolarização mais lenta e prolongada do potencial de ação, podendo afetar a frequência e a forma dos disparos neuronais. 7) Explique por que, alcançado o limiar de excitabilidade, a despolarização da membrana neuronal se dá tão rapidamente. Despolarização rápida após o limiar de excitabilidade: Uma vez que o limiar é alcançado, muitos canais de Na⁺ dependentes de voltagem se abrem rapidamente, permitindo uma entrada maciça de Na⁺ que despolariza rapidamente a membrana. Esse é um processo de feedback positivo: quanto mais a membrana se despolariza, mais canais de Na⁺ se abrem, levando a uma despolarização ainda maior. 8) Sabendo que axônios de neurônios sensoriais responsáveis pela percepção do tato possuem grande diâmetro e bainha de mielina e que os axônios que conduzem o estímulo de dor são muito finos e não-mielinizados, imagine a seguinte situação: Você encosta suas mãos em uma superfície muito quente, como um ferro de passar roupa ligado. Qual informação chegaria primeiro ao seu córtex sensorial: a textura da superfície do ferro de passar ou o estímulo de dor devido a alta temperatura? Justifique. Percepção do tato versus dor: A informação sobre a textura da superfície do ferro de passar roupa chega primeiro ao córtex sensorial porque os axônios responsáveis pelo tato têm maior diâmetro e são mielinizados, permitindo uma condução mais rápida do impulso nervoso. Em contraste, os axônios que transmitem a sensação de dor são mais finos e não mielinizados, resultando em uma condução mais lenta do estímulo de dor. TRANSMISSÃO SINÁPTICA 1) Descreva detalhadamente todos os passos da transmissão sináptica química. Síntese e armazenamento de neurotransmissores: Os neurotransmissores são sintetizados no • neurônio pré-sináptico e armazenados em vesículas sinápticas. Chegada do potencial de ação: Quando um potencial de ação alcança o terminal pré-sináptico, ele • despolariza a membrana. Abertura dos canais de cálcio: A despolarização abre os canais de cálcio dependentes de voltagem, • permitindo a entrada de Ca²⁺ no terminal pré-sináptico. Fusão das vesículas sinápticas: O aumento de Ca²⁺ intracelular desencadeia a fusão das vesículas • sinápticas com a membrana pré-sináptica, liberando neurotransmissores na fenda sináptica através da exocitose. Difusão dos neurotransmissores: Os neurotransmissores difundem-se através da fenda sináptica e • se ligam aos receptores na membrana pós-sináptica. Abertura dos canais iônicos: A ligação dos neurotransmissores aos receptores pós-sinápticos • provoca a abertura de canais iônicos, resultando em uma mudança no potencial de membrana da célula pós-sináptica. Potenciais pós-sinápticos: Dependendo do tipo de neurotransmissor e receptor, podem ocorrer • potenciais pós-sinápticos excitatórios (EPSPs) ou inibitórios (IPSPs). Remoção dos neurotransmissores: Os neurotransmissores são removidos da fenda sináptica por • recaptação para o neurônio pré-sináptico, degradação enzimática ou difusão para fora da fenda sináptica. 2) Discuta as diferenças e vantagens entre a transmissão sináptica elétrica e a química. Transmissão sináptica elétrica: Diferenças: Ocorre através de junções comunicantes (gap junctions) que permitem a passagem direta de íons e moléculas pequenas entre células adjacentes. É bidirecional e rápida, sem a necessidade de neurotransmissores. Vantagens: Alta velocidade de transmissão, ideal para sincronização de atividades rápidas e coordenação em tecidos como o coração e algumas redes neuronais. Transmissão sináptica química: Diferenças: Envolve a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica e a ativação de receptores na célula pós-sináptica. É unidirecional e relativamente mais lenta comparada à sinapse elétrica. Vantagens: Maior flexibilidade e diversidade na modulação da sinalização, permitindo processos complexos de integração e plasticidade sináptica. 3) O que aconteceria com a transmissão sináptica química caso o cálcio fosse eliminado de uma preparação de células em cultura utilizando-se quelantes intra e extracelulares para este íon? Sem cálcio, a fusão das vesículas sinápticas com a membrana pré-sináptica seria impedida, resultando na ausência de liberação de neurotransmissores. Consequentemente, não haveria ativação dos receptores pós-sinápticos e, portanto, nenhuma transmissão sináptica ocorreria. 4) Que tipos de receptores um neurotransmissor pode ativar? Receptores ionotrópicos: São canais iônicos dependentes de ligante que, ao se ligarem a neurotransmissores, abrem-se para permitir o fluxo de íons específicos. Receptores metabotrópicos: Acoplados a proteínas G, iniciam cascatas de sinalização intracelular que podem abrir canais iônicos indiretamente ou modificar outras funções celulares. 5) Sabendo-se que potenciais pós-sinápticos apresentam uma pequena amplitude, como você justificaria uma resposta propagável na célula pós-sináptica?Potenciais pós-sinápticos individuais têm pequena amplitude, mas podem somar-se espacialmente e temporalmente para atingir o limiar necessário para gerar um potencial de ação na célula pós-sináptica. A soma de múltiplos EPSPs ou a redução de IPSPs pode levar a uma despolarização suficiente para desencadear um potencial de ação propagável. 6) Identifique os componentes anato-fisiológicos da junção neuromuscular, pré e pós- sinápticos. Pré-sináptico: Inclui o terminal axonal do neurônio motor que contém vesículas sinápticas • cheias de acetilcolina (ACh). Fenda sináptica: O espaço entre o terminal axonal e a membrana da fibra muscular, onde • ACh é liberada. Pós-sináptico: A membrana da fibra muscular que contém receptores nicotínicos de ACh, • canais iônicos que se abrem em resposta à ACh, permitindo a entrada de Na⁺ e a despolarização da membrana muscular, iniciando a contração muscular. INTEGRAÇÃO SINÁPTICA 7) O que você entende por potencial pós-sináptico excitatório e potencial pós-sináptico inibitório? Potencial pós-sináptico excitatório (EPSP): É uma despolarização temporária da membrana pós-sináptica causada pela entrada de íons positivos, como Na⁺, através de canais iônicos abertos por neurotransmissores excitatórios. Um EPSP aproxima o potencial de membrana do limiar necessário para disparar um potencial de ação. Potencial pós-sináptico inibitório (IPSP): É uma hiperpolarização temporária da membrana pós-sináptica causada pela entrada de íons negativos, como Cl⁻, ou pela saída de íons positivos, como K⁺, através de canais iônicos abertos por neurotransmissores inibitórios. Um IPSP afasta o potencial de membrana do limiar, tornando menos provável o disparo de um potencial de ação. 8) O que se entende por somação espacial? E por somação temporal? Somação espacial: É a integração de potenciais pós-sinápticos que ocorrem simultaneamente em diferentes locais da membrana pós-sináptica. Quando múltiplos neurônios pré-sinápticos liberam neurotransmissores ao mesmo tempo, os EPSPs e IPSPs resultantes podem se somar espacialmente para alcançar ou não o limiar necessário para um potencial de ação. Somação temporal: É a integração de potenciais pós-sinápticos que ocorrem em rápida sucessão no mesmo local da membrana pós-sináptica. Quando um único neurônio pré- sináptico libera neurotransmissores repetidamente em um curto período de tempo, os EPSPs ou IPSPs resultantes podem se somar temporalmente para atingir o limiar. 9) Explique por que o potencial de ação é disparado no cone de implantação se a corrente pós- sináptica excitatória gerada nos dendritos decai até este ponto da fibra nervosa? O cone de implantação (ou zona gatilho) é a região do neurônio onde os potenciais de ação são iniciados, geralmente localizada na base do axônio, próximo ao corpo celular. O potencial de ação é disparado nessa região devido às seguintes razões: Alta densidade de canais de sódio dependentes de voltagem: O cone de implantação possui uma alta concentração desses canais, o que torna essa região altamente sensível às mudanças no potencial de membrana. Somação de correntes pós-sinápticas: Apesar do decaimento das correntes pós-sinápticas • excitatórias geradas nos dendritos ao longo da membrana neuronal, quando múltiplos EPSPs chegam simultaneamente ao cone de implantação através da somação espacial e temporal, a despolarização resultante pode ser suficiente para abrir os canais de sódio dependentes de voltagem e iniciar um potencial de ação. Proximidade ao corpo celular: A localização do cone de implantação, perto do corpo celular, permite • uma integração eficiente de sinais de múltiplos dendritos, facilitando a soma de pequenos potenciais para gerar uma resposta propagável. Portanto, o potencial de ação é disparado no cone de implantação porque essa região está estrategicamente posicionada para integrar eficientemente os sinais excitatórios recebidos e possui a maquinaria necessária (alta densidade de canais de sódio) para gerar um potencial de ação.