BF074 Exercicios (bioeletrogenese)

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BF074 FISIOLOGIA MÉDICA I E BIOFÍSICA PARA MEDICINA 
Exercícios – Bioeletrogênese 
 
Equações e constantes – use os valores dos constantes listados aqui! 






−=Ψ
EXTRA
Z
INTRA
Z
X
X
X
zF
RT
][
][
ln 
( ) ( )
( ) ( )







+
+
=Ψ
∑∑
∑∑
EXTRAANIONINTRACATION
INTRAANIONEXTRACATION
m
AnionPCationP
AnionPCationP
F
RT
][][
][][
ln 
R = 8,314 J mol-1 K-1 F = 96485 J mol-1 V-1 TK = TC+273 
 
Estas equações e constantes vão aparecer na prova – não é necessário decorá-las 
 
Questão 1. O músculo adutor de uma ostra gigante, que vive a 
65°C nas proximidades de fontes hidro-termais submarinas, tem 
um potencial de membrana de –95 mV. Dadas as concentrações 
iônicas da tabela e supondo que a membrana do músculo adutor 
seja permeável somente a um destes íons, qual seria “o íon 
permeável”? Dica: Tem preguiça? Então, pense antes de calcular! 
Dá para eliminar dois candidatos sem fazer cálculos! 
Íon [íon] (mM) 
Extra Intra 
K+ 20 400 
Cl- 560 21 
Ca2+ 10 0,4 
Na+ 440 50 
 
Questão 2. A fertilização de oócito de rã pelo espermatozóide produz uma corrente iônica na membrana 
celular semelhante àquelas observadas nos neurônios e inicia os eventos que resultarão em divisão celular e 
desenvolvimento do embrião. No laboratório, oócitos podem ser estimulados a se dividir sem fertilização 
pela adição de K+ (na forma de KCl, até um valor final de 80 mM) ao meio externo (a concentração normal é 
de 9 mM). O valor de [K+]INTRACELULAR = 120 mM. Considere a temperatura igual a 20°C. 
 
a) Partindo do pressuposto que a membrana do oócito seja permeável somente ao K+, qual é o potencial da 
membrana em repouso quando [K+]EXTRACELULAR = 9 mM? 
b) Qual seria o potencial da membrana no repouso para [K+]EXTRACELULAR = 80 mM? 
c) Explique o que acontece para mudar o potencial da membrana de um valor para o outro. Trace uma 
curva (potencial na ordenada contra tempo na abscissa) para mostra isto. Faça anotações para indicar os 
eventos (adição de K+, movimento de K+ através da membrana). Desenhe diagramas de células para 
mostrar as mudanças nos valores relativas da forças-motrizes que estão atuando no K+. 
d) Este experimento somente leva a divisão se tiver íons cálcio presentes no meio extracelular – quando o 
experimento foi repetido na ausência de íons cálcio, a elevação de [K+]EXTRACELULAR não teve efeito. Qual 
evento provavelmente é responsável pela indução da divisão celular? Repense sua resposta para parte (c) 
agora – o que vai acontecer com o potencial da membrana na presença de Ca2+ no meio extracelular? 
 
Questão 3. Se uma célula hipotética tivesse, simultaneamente no início de um experimento, as quatro 
condições que seguem: (i) concentrações iniciais iguais de K+ nos dois lados de uma membrana; 
(ii) concentrações iniciais iguais de Na+ nos dois lados da membrana; (iii) uma bomba ATPase Na+ K+ com 
estequiometria de 1:1 atuando (ou seja, uma bomba bombeando 1 Na+ para fora para cada K+ bombeado para 
dentro) e (iv) uma potencial de membrana inicial de zero, então (supondo que a célula não morra!) sob 
hipótese nenhum o potencial da membrana mudar para um valor diferente de zero com o decorrer do tempo. 
Verdadeira ou falsa? Explique seu raciocínio. 
 
Questão 4. Suponha que tenha uma membrana pós-sináptica, inicialmente em repouso, que separa soluções 
que tenham as concentrações de íons tabuladas abaixo. A membrana tem as permeabilidades tabuladas 
abaixo na ausência de transmissores. Em um dado instante, esta membrana recebe vários neurotransmissores 
diferentes que influenciam as permeabilidades (veja a última coluna da tabela). A temperatura fica em 37°C 
 
Íon Concentração 
Intracelular 
(mM) 
Concentração 
Extracelular 
(mM) 
Permeabilidade relativa 
antes da chegada dos 
neurotransmissores 
Permeabilidade relativa 
depois da chegada dos 
neurotransmissores 
K+ 140 4 1 1 
Na+ 10 142 0,05 0,2 
Cl- 4 103 0,005 0,2 
 
Se o potencial limiar dos canais de Na+ voltagem dependentes é 20 mV mais positivo do que o potencial de 
repouso, determine se estes canais vão abrir depois da chegada dos neurotransmissores. 
Questão 5. Quando uma membrana neuronal é tratada com batracotoxina (BTX), se a membrana for 
estimulada (despolarizada), os canais de sódio ficam abertos persistentemente. Os canais são fechados 
somente quando a membrana é repolarizada artificialmente com a aplicação de uma diferença de potencial. 
Faça um esquema das transições do canal sódio mostrando qual transição é afetada pela BTX. 
 
Questão 6. Suponha que um resíduo de glutamato está presente na região de um canal de sódio voltagem 
dependente. Um canal mutante é encontrado onde o Glu foi trocado por valina. 
a) Compare a condutância do sódio no canal normal e mutante. 
b) Compare a magnitude do potencial de ação em nervos contendo o canal mutante e contendo canal 
normal. 
 
Questão 7 
Os diagramas mostram modelos (incompletos e imperfeitos!) elétricos de (a) vários micrômetros de um 
axônio amielínico e (b) vários milímetros de um axônio mielínico. Anote e comente os diagramas. Com base 
nos diagramas, explique por que a propagação do potencial de ação é muito mais rápido no axônio mielínico 
do que no axônio amielínico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
membrana 
lado intracelular 
lado extracelular 
bainha de mielina 
nódulo nódulo 
(b) 
(a) 
lado extracelular 
membrana 
lado intracelular