IB302 UFRRJ Biofísica (Prof. Norma) - P2

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Lembrete: A célula está em repouso, recebe um impulso elétrico, há abertura dos canais de sódio, o sódio entra e a célula fica positiva. O potássio sai e a célula fica negativa.
Continuação da primera aula para P2 de biofísica:
Ao abrir o canal de sódio na membrana da célula, o potencial começa a ficar menos negativo, até ser o suficiente de atingir o potencial limiar de excitação e portanto, atingir o potencial de ação.
Resumo: A liberação de acetilcolina se liga nos canais nicotínicos, que são canais de sódio também, permeabilizando a célula ao sódio, permitindo uma despolarização da célula e pode chegar ao limiar e provocar o potencial de ação.
Intensidade de estímulo: quantidade de acetilcolina que é liberada e quantidade de receptores a interagir com ela e determinar quantos canais vão abrir e quantos sódios vão entrar
Tempo de estímulo: tempo em que a acetilcolina estará presente na fenda
Enzima acetilcolinesterase: transforma o a acetilcolina em acetato mais colina, degradando-a. A colina é recaptada pelo neurônio para formar mais acetilcolina e o acetato é difundido. Ou seja, desfaz o estímulo da acetilcolina.
Há um potencial de ação em função do estímulo que tem capacidade de se propagar pela membrana do músculo que ao chegar no túbulo T, a variação de voltagem é percebida pela membrana do retículo (ao lado do túbulo T), onde tem canais de cálcio que são regulados por voltagem, que consequentemente, serão abertos e o sódio irá para o citoplasma.
O citoplasma do músculo é organizado em sarcômeros, que contém a troponina C e a partir do cálcio que sai do retículo, ele se liga a essa troponina e desfaz o complexo inibitório da actina, permitindo que a cabeça da miosina se ligue a ela e ocorra a interação do filamento fino com o grosso.
Acoplamento excitação contração do músculo esquelético.
Com a liberação da acetilcolina, os canais de sódio dependente de acetilcona (nome do canal) se abrem e com isso a membrana fica permeável a sódio. Esse sódio entrando na célula causa uma despolarização, podendo chegar a um limiar e causando o potencial de ação. – Parte elétrica do acoplamento
 O potencial de ação tem capacidade de se propagar, até chegar no túbulo T, que há uma relação física do túbulo T com a membrana do retículo. A membrana do retículo percebe a variação de voltagem a partir do túbulo T e como ele tem canais de cálcio regulados por voltagem, eles se abrem e o cálcio vai para o citoplasma, pois no interior do retículo já há uma grande concentração. Esse cálcio se liga à troponina C presente no sarcômero do citoplasma e a partir daí, o complexo inibitório é desfeito e a actina se liga na miosina.
A cabeça da miosina se move, o que quer dizer que gastou energia; hidrolisou ATP.
Se a concentração de cálcio ainda estiver alta, a contração ainda vai acontecer.
A miosina tem uma preferência a ATP do que à actina, então se não tem ATP (morte da célula), a miosina fica ligada à actina.
A célula viável, com ATP, tem que deixar de ter estímulo (parar de liberar acetilcolina) e a acetilcolinesterase tem que degradar a acetilcolina já presente, ou então, vai continuar o estímulo e provocando potencial. Isso do lado de fora da célula. Já no interior, o cálcio presente tem de deixar de existir. Para tirá-lo, é necessário que a bomba de sódio e potássio (transporta cálcio contra o gradiente usando ATP) presente no retículo. Então, ao hidrolisar ATP transporta o cálcio ......... ??
O músculo pode ter dois tipos de contração: Isomérica ou istônica.
Isométrica: há contração mas o músculo não muda de tamanho, pois os elementos elásticos mudam de tamanho para manter o tamanho do músculo.
Isotônica: Muda de tamanho, pois há encurtamento tanto dos componentes elásticos quanto os contráteis.
Componentes elásticos e contráteis. Contráteis são os sarcômeros e os elásticos são as fibras de colágeno, elastina, titina e outras proteínas.
 
Segunda aula de P2:
O coração tem quatro cavidades e suas paredes são de músculos. São dois átrios e dois ventrículos, divididos em direito e esquerdo. O ventrículo esquerdo, ao contrair, injeta sangue destinado a processo de troca (vermelho na imagem) com os tecidos, permanecem na circulação e retornam para o lado direito. O ventrículo direito, quando injeta sangue, leva-o ao pulmão e é para processo de troca gasosa. A circulação pulmonar é a pequena circulação e a circulação sistêmica é a grande.
Anatomia do coração:
Há válvulas separando os átrios dos ventrículos. Do lado direito, a tricúspide. Ventrículo direito da veia pulmonar, é a valva pulmonar. Do lado esquerdo, o átrio do ventrículo, a bivalva. O átrio do ventrículo esquerdo da circulação sistêmica, valva aórtica.
O gráfico:
Fase 0: Depolarização rápida: Sai de um valor muito polarizado, para um valor muito positivo, num curto período de tempo. A permeabilidade da membrana está alta para o sódio. O responsável pela variação de voltagem na fase 0 é o aumento de permeabilidade ao sódio, abertura de canais rápido de sódio que são regulados por voltagem. A depolarização é causada pela alta permeabilidade ao sódio, que significa que os canais rápidos de sódio estão abertos que foram abertos pela chegada ao limiar. Foi inativado no “pico” do gráfico os canais de sódio.
Fase 1: Repolarização transiente/transitória: pois começa e termina rapidamente, pois não acaba com a volta ao repouso. A membrana está protonada. Aumento da permeabilidade ao íon potássio. Os canais do íon potássio estão abertos.
Fase 2: Platô: Durante um tempo, não tem variação de voltagem, significa que entrou em equilíbrio, mesma quantidade que entra cálcio, e a mesma quantidade que sai potássio. Há permeabilidade tanto ao cálcio quanto ao potássio. *A fase dois é a mais importante para o acoplamento*
- Quando abre o canal de potássio na membrana, ele sai e a saída dele significa perda de carga positiva dentro da célula. Sempre que abre canal de sódio na membrana da célula, ele entra, o que significa ganho de carga positiva. -
Fase 3: Repolarização: a membrana está permeável ao potássio.
Fase 4: Repouso: predomina a permeabilidade ao íon potássi e pouco a sódio. 
 
No potencial de ação, todos os canais envolvidos são regulados por voltagem. Para sair do repouso e chegar ao limiar, são outros canais. Depois que há o potencial disparado, só tem canal regulado por voltagem. Os canais regulados por voltagem vão mudando de conformação à medida que varia a voltagem. Exemplo os de sódios, voltagem muitos polarizadas estarão fechados, à medida que vão despolarizando, abrem e em voltagens muito positivas, eles inativam, só volta a fechar quando volta a repolarizar. 
- O canal de potássio que está aberto na fase 1 é o mesmo da fase 4? Não. Apenas são permeáveis ao potássio, mas não são os mesmos.
Corrente da fase 0: iNa
Corrente que predomina na fase 1: ipo
Corrente fase 2: iK e iCa tipo L
Corrente fase 3: iK
Corrente fase 4: iK1
Período refratado: fase de potencial de ação que pode estimular a célula e ela não responde, porque o canal de sódio está inativo. O período refratado termina quando voltar para o repouso.
Para contrair, é necessário um evento elétrico na membrana. O potencial de ação do átrio e ventrículo é exatamente igual, a única diferença é a duração, pois a do átrio é menor, o que quer dizer que seu período refratado também é menor.
No músculo esquelético, o estimulo era a acetilcolina, o neurotransmissor que provocava a excitabilidade da célula esquelética.
Os estímulos têm que ser despolarizantes. Se hiperpolarizar, diminui as chances de disparar o potencial de ação.
O coração é um músculo que para contrair, não precisa do sistema nervoso, ele apenas modula sua atividade. No coração, há células chamadas de marca passo, que são capazes de disparar seu próprio potencial de ação, ou seja, não precisam de um estímulo.
Existem dois tipos de marca passo no coração: um é o sinoatrial e o outro atrioventricular.
No potencial de ação, na fase de despolarização dessas células o responsável é o cálcio,então elas estão permeáveis a cálcio, por canais lentos de cálcio, e não a sódio, como nos outros exemplos. Na fase de repolarização é o potássio. Depois disso, a célula volta ao repouso e pode retornar ao limiar para isso, a célula despolariza lentamente até chegar ao limiar. O nódulo sinoatrial dispara primeiro o potencial.
Fase 0: responsável é o cálcio
Fase 1 e fase 2: não tem
Fase 3:
Fase4: repouso não é fixo, pois abrem-se os canais lentamente e ela volta a ser despolarizada. Se atinge o limiar, volta a ter potencial de ação.
- A célula que tem a fase 4 mais inclinada, significa que ela vai ser o marca passo principal. –
Todo o coração funciona como um sincício. Uma célula se comunica eletricamente com a outra. Os nódulos estão polarizados no átrio direito e então, onde estão localizadas as válvulas, por ser tecido fibroso não conduz potencial, por isso, precisa haver uma rota preferencial entre átrio (onde está o marca passo) e ventrículo.
Tecido de condução átrio-ventricular: tipo celular que será usado para levar o potencial até o ventrículo.
O nodo sinoatrial fica bem próximo à cava, do lado direito. Nódulo atrioventricular também se localiza no lado direito. Feixe de Hiss, que se ramifica pro lado direito e esquerdo, no seu final, há as fibras de purkinjie. Esse tecido é chamado de sistema de condução átrio-ventricular. Há uma ordem de ativação elétrica no coração, começando pelo: nodo sinoatrial onde surge o sinal, passando para os átrios, nodo átrio ventricular, depois feixe de hiss, as ramificações, fibras de purkinje e os ventrículos enfim.
No músculo esquelético, era o neurônio que desencadeia as ações. Ele chega na placa motora, libera acetilcolina e ela abre os canais de sódio dependentes de acetilcolina. E o sinal se propaga na membrana até o botão sináptico, como? Pela acetilcolina. Esse evento é chamado de sinapse química. Pois foi uma transferência a partir de uma molécula.
No caso do coração, já viu que há grupo de células que conseguem espalhar o potencial sozinhas. Mas o sinal tem que ser passado até os músculos dos átrios e ventrículos, e não há sinapse química e sim, elétrica, porque não há uso de molécula. Isso só acontece porque tem funções comunicantes.
Todas as células do coração (marca passos, músculos ou tecidos de condução) todos expressam funções comunicantes, essas funções formam canais onde cada célula bota metade do canal na membrana. E aí, esse canal, não é de sódio, potássio, não é um canal que comunica a membrana com o meio intra e extra. Eles comunicam o citoplasma de uma célula com o citoplasma da outra célula, ele faz o acoplamento entre células, chamando de junção comunicante. E por essas funções passam algumas coisas, entre elas íons. Ou seja, têm função comunicante com as células do átrio. Os íons provocam a despolarização da célula vizinha, ou seja, serve de estímulo, faz com quem a célula saia do repouso e vá para o limiar e assim ocorre a propagação do potencial de ação.
Aumento de concentração de cálcio citoplasmático para se ligar à troponina C também tem que acontecer no músculo cardíaco, mas não ocorre na troponina C e sim nos canais de cálcio do retículo. Na fase 2 do potencial de ação do platô abrem-se canais do tipo R de cálcio que vão para dentro da célula, o cálcio que entra se liga nos canais de cálcio do retículo sarcoplasmático. A grande diferença: No músculo esquelético os canais de cálcio do retículo eram voltagem dependente, no músculo cardíaco os canais de cálcio são regulados por ligantes, ligante dependente, e esse ligante é o cálcio.
Há bombas de cálcio na membrana do retículo para colocar cálcio para dentro do retículo e bomba de cálcio na membrana plasmática para colocar para o meio extracelular. 
Há um potencial de ação e a força aumenta quando o potencial de ação já acabou. Se ficar aumentando a frequencia de estimulação do esqulético a força não aumentará, irá se sustentar. Ela aumenta e depois cai, se aumentar a frequencia de disparo ela vai aumentar e continuar alta. Isso não acontece no músculo cardíaco, pois cada potencial de ação irá gerar uma contração e depois um relaxamento. Não tem como estimular a célula de novo antes que a força acabe, por causa do período de refratado. O músculo cardíaco nunca entra em tetani, que é a sustentação da força, mantê-la.
3ª aula P2
Líquido ideal é um líquido teórico, que não oferece resistência ao deslizamento, ele não existe. Se o nosso líquido fosse ideal, bastaria o coração contrair uma única vez, portanto o nosso líquido é rea. Por isso se o coração para, morremos, pois não haverá energia para impulsionar o líquido.
Quais são os fatores que vão determinar a variação de volume? As caracterísitas físicas do vaso, que é a área de seção transversa (diâmetro) e comprimento. 
AV= seção transversa x espaço (AX)
Velocidade= Espaço/Tempo
14:09