Resolução de Exercício - Fisiologia Celular (2)

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Explique a estrutura da membrana e a importância de seus componentes
A membrana celular é composta por uma bicamada de fosfolipídios. Os fosfolipídios possuem um grupo terminal de fosfatidilcolina polar, hidrofílico, e duas cadeias apolares, hidrofóbicas. Estas moléculas se arranjam de modo a formar uma superfície hidrofílica voltada para o interior e outra para o exterior da célula, com uma camada hidrofóbica entre estas. Assim, constituem uma membrana relativamente impermeável
Descreva o transporte ativo primário e secundário
O transporte ativo primário ocorre através de um transportador, que utiliza diretamente a energia de um ATP, para movimentar um íon contra seu gradiente.
Já o transporte ativo secundário utiliza a energia de um gradiente iônico para movimentar outro íon contra seu próprio gradiente.
Qual íon é mais importante na gênese do potencial de repouso? Explique
O potencial de repouso depende, principalmente, do fluxo de íons através da membrana. Quanto maior a condutância de um íon através da membrana, maior será sua contribuição para a determinação do potencial da membrana, pois este se aproximará de seu potencial eletroquímico iônico. Na maioria das células, a membrana possui maior condutância para o potássio, e seu potencial de repouso é de -90 mV. Segundo a equação de Nernst, para as usuais concentrações intra e extracelulares, o potencial iônico do potássio é de -100mV. É notável a proximidade entre estes dois valores.
Sendo a bomba de Na e K eletrogênica, e considerando que ela só contribui com +- 10% do PR, qual sua função mais importante no PR? Explique
A bomba Na+K+ATPase atua ativamente para manter o gradiente de concentração destes íons contra suas tendências de fluxo. Caso hajam muitos PAs, as concentrações internas e externas do Na e K se modificarão, alterando, segundo a equação de Nernst, o potencial de repouso.
O PA se deve a fluxo de quais íons pela membrana? Explique
O potencial de ação (PA) inicia-se com a estimulação de uma membrana celular sensível por um estímulo específico (eg, mecânico, elétrico, por receptores, etc), que provoca a abertura de uma quantidade de canais de sódio proporcional à intensidade do estímulo. O sódio é transportado do meio extracelular para o intracelular, difundindo-se neste e fazendo com que o potencial eletroquímico da célula se aproxime do potencial de equilíbrio deste íon, ou seja, o potencial da célula fica mais positivo. Caso a quantidade de canais de sódio abertos seja grande, muitos íons sódio se difundirão e estimularão os canais de sódio voltagem-dependente adjacentes, que permitirão a entrada de mais sódio, dando assim continuidade à propagação do potencial de ação. Se esta quantidade for pequena, o sódio difundido não será suficiente para estimular os canais adjacentes e o resultado será um potencial sublimiar, e não um potencial de ação.
Cada canal de sódio é bioquimicamente construído para fechar rapidamente após sua abertura, impedindo assim a continuação do influxo de sódio.
A alteração do potencial eletroquímico também estimula canais de potássio, que permitem o efluxo deste íon e, logo, a repolarização da célula para seu potencial de repouso.
Qual a diferença entre sinapse elétrica e química? Explique
Na sinapse elétrica, duas células estão conectadas por canais juncionais que permitem a passagem livre de íons; permitindo assim uma transmissão bidirecional e rápida do PA.
Na sinapse química, as duas células não estão em contato direto. Nesta, uma célula, quando estimulada, libera neurotransmissores na fenda sináptica. Para tanto, as vesículas intracelulares nos neurônios pré-sinápticos se ligam a se fundem à membrana celular, por um mecanismo Ca2+-dependente, liberando seu conteúdo. Os neurotransmissores são recebidos pelas células pós-sinápticas que, dependendo da natureza desses, podem ser despolarizadas ou hiperpolarizadas.
Por que é importante que o PPSE e, obviamente PPSI, sejam sub-limiares?
Os potenciais pós-sinápticos excitatório (PPSE) e inibitório (PPSI) existem para que haja uma modulação do neurônio motor. A somação dos PPSEs e PPSIs, provenientes de diversas fontes e estímulos, é que vai determinar se haverá ou não um potencial de ação no neurônio motor e, se houver, qual será a extensão deste PA. Desta forma, o neurônio pode liberar mais ou menos vesículas com neurotransmissor, que altera a excitação muscular, possibilitando uma regulação fina na contração.
QUESTÕES PREPARATÓRIAS PARA A PROVA
16- Explique os três mecanismos de controle da força de contração do músculo cardíaco
A lei de Frank-Starling determina que o estiramento das fibras musculares cardíacas faz aumentar a força de contração. Isso ocorre pois o estiramento faz com que os sarcômero fiquem em posição ótima, onde mais cabeças de miosina podem entrar em contato com seus sítios de ligação na actina. Além disso, no coração há uma proteína chamada titina que, no estiramento, faz aproximar a actina da miosina, facilitando o acoplamento entre ambas.
O estímulo simpático potencializa os mecanismos de contração muscular. Os receptores beta-adrenérgicos cardíacos, quando ativados, deflagram uma via de AMPc, que resulta em aumento da força de contração. O AMPc estimula o canal transmembrana de cálcio, estimula a SERCA através da ativação do fosfolamban, e fosforila a troponina, permitindo maior eficiência na contração.
Os gangliosídeos cardíacos inibem a bomba de Na e K, resultando em maior concentração de Na intracelular, o que dificulta a atividade do trocador de membrana de Ca e Na. Este trocador normalmente externaliza cálcio e internaliza sódio, portanto, com sua atividade diminuída, a concentração de Ca intracelular aumenta, o que leva ao aumento na força de contração.
20- Explique o mecanismo contrátil do músculo liso
De forma semelhante ao acoplamento excitação-contração no coração, a contração no músculo liso pode ocorrer pela despolarização de membrana, ativação de diidropiridina e rianodina, com consequente liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático.
Além disso, pode ocorrer contração sem despolarização, onde um neurotransmissor ou hormônio liga-se a um receptor acoplado a proteína G. Este receptor então ativa a fosfolipase C, resultando na produção de inositol trifosfato (IP3), que então ativa a rianodina na membrana do retículo sarcoplasmático, liberando assim o cálcio intracelular.