Homeostase, transporte transmembrana e potencial elétrico

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01 - Quais são as organelas das células e quais suas funções gerais? 
 
 O citoesqueleto é responsável por dar forma à célula, possuindo filamentos protéicos e 
microtúbulos, além de participar no transporte de substâncias; os ribossomos são formados a partir do 
RNA e são responsáveis pela produção de proteínas; o retículo endoplasmático rugoso apresenta 
ribossomos ligados à sua membrana e também é responsável pela síntese protéica; o retículo 
endoplasmático liso tem várias funções, incluindo síntese de fosfolipídeos, óleos e esteroides; o 
complexo de Golgi localiza-se próximo ao núcleo celular e é responsável pela secreção celular; os 
lisossomos são originários do aparelho de Golgi e são bolsas membranosas que contêm enzimas 
capazes de digerir substâncias orgânicas, sendo então responsáveis pela digestão intracelular; as 
mitocôndrias possuem material genético próprio e produzem energia (ATP) através de processos 
metabólicos; os centríolos atuam no processo de divisão celular, na organização do citoesqueleto e nos 
movimentos de cílios e flagelos. 
 
02 - Defina: Plasma, líquido intracelular (LIC), líquido extracelular (LEC) e líquido 
intersticial. 
 
Líquido intracelular é o citoplasma e tudo nele contido, dentro das células do nosso corpo e 
separado do resto pela membrana plasmática. O líquido extracelular é composto pelo plasma 
sanguíneo, que fica dentro dos capilares, e pelo líquido intersticial, que fica entre a parede do capilar e 
a membrana celular. O líquido intersticial é um fluido claro e transparente que banha todas as células 
do corpo. 
 
03 - O que é "meio interno" e qual sua importância? 
 
Meio interno é o ambiente interno a ser analisado (sistema vs vizinhança), 
compartimentalizado, e meio externo é o que está fora dele. Estamos estudando meio interno como a 
célula e o LIC, e meio externo como o LEC. O meio interno é importante pois ele precisa ser constante 
e certas varáveis precisam estar dentro de uma faixa de valores para que a célula funcione e 
sobreviva. 
 
04 - O que é homeostase e como esta é controlada? Dê exemplos. 
 
A homeostase é definida como a constância e a manutenção de um meio interno relativamente 
estável. Ela não é um equilíbrio, e sim a estabilidade do MI do corpo por meio da estabilidade do LEC. 
Estabiliza-se as variáveis homeostáticas do LEC para que o LIC se mantenha dentro da sua faixa de 
valores. 
A homeostase é mantida controlando-se algumas variáveis homeostáticas necessárias, como 
por exemplo pH, dT, dP, dV, [água], [Na], [K], [Gli], pOxi, etc. Se algum estímulo rompe a 
homeostase, aumentando ou diminuindo a condição que é controlada por receptores, estes enviam 
impulsos nervosos ou sinais químicos a um centro de controle, que recebe a entrada e fornece uma 
saída, também por impulsos nervosos ou sinais químicos, aos efetores, que provocam uma mudança e 
geram uma resposta, que altera a condição controlada até que ela volte à normalidade. 
Ex1: Desidratação. Os receptores notam que a concentração de água está baixa e enviam essa 
informação ao cérebro, que faz a pessoa sentir sede e buscar beber água. Quando ela bebe água e a 
concentração de água volta à normalidade, a sede passa, pois a homeostase foi obtida. 
Ex2: Frio. Os receptores notam a queda de temperatura corporal e mandam essa informação ao 
cérebro, que vai enviar sinais de saída diversos, como a queima de gordura para produzir calor, a 
contração muscular involuntária (tremer) para gerar calor, e até mesmo a busca consciente por se 
aquecer. Quando a temperatura volta ao normal, esses estímulos cessam. 
Ex3: Calor. Os receptores notam o aumento de temperatura e enviam o sinal ao cérebro, que 
envia informação às glândulas sudoríparas, que suam e a água, por evaporação, baixa a temperatura 
da pele. Quando a temperatura volta ao normal, o estímulo de suar pára. 
 
05 - O que é retroalimentação positiva e negativa? Dê exemplos. 
 
Retroalimentação é o feedback que é dado para a manutenção da homeostase. Nos exemplos 
anteriores, o estímulo foi no sentido de reverter a condição (sobe a temperatura, o estímulo é para 
baixar, etc): isso é um feedback negativo. Um feedback positivo é, por exemplo, no caso do parto, 
onde a liberação dos hormônios que causam a contração causam a liberação de mais hormônios que 
causarão mais contrações, e assim por diante. Outro exemplo é o próprio potencial de ação visto em 
aula, onde uma despolarização da membrana causa a abertura dos portões de sódio que causarão 
mais despolarização da membrana, e assim por diante. 
 
06 - Como se dá a compartimentalização dos fluídos corporais? 
 
 
 
07 - O que determina a composição do LIC e do LEC? 
 
 
 
08 - Descreva a estrutura da membrana plasmática e qual sua importância. 
 
A membrana plasmática é formada por uma bicamada fosfolipídica, o que quer dizer que ela 
tem duas partes hidrofílicas voltadas para fora (pro LIC e pro LEC) e uma parte hidrofóbica no meio. 
Espalhadas pela membrana tem proteínas integrais (que atravessam todas as camadas da membrana 
e "tocam" no LIC e no LEC), ancoradas (que passam a parte hidrofílica e chegam na hidrofóbica, mas 
não chegam a atravessar até a outra hidrofílica) e ancoradas, que estão apenas grudadas por cima da 
parte hidrofílica, ou em outras proteínas. A membrana plasmática proporciona isolamento físico do LIC 
do LEC; faz a comunicação com o ME, pois contém proteínas que reconhecem e respondem ao ME; 
proporciona suporte estrutural; e regula as trocas com o ME, controlando entrada e saída de íons e 
nutrientes, já que ela é semi permeável, ou seja, permeável a algumas coisas (como água e gases, 
como oxigênio e gás carbônico) mas a outras, como íons e moléculas grandes em geral, não. Sua 
permeabilidade pode, ainda, ser alterada, modificando as proteínas que estão nela, aumentando ainda 
mais sua importância reguladora de entrada e saída do LIC. 
 
09 - Quais são os tipos de transporte transmembrana do ponto de vista de 
exigência energética e física? 
 
De exigência energética temos o transporte passivo, que utiliza apenas a energia cinética 
intrínseca das moléculas e, portanto, não necessita de energia extra, e ativo, que precisa de gasto 
extra de energia. Isso ocorre porque as moléculas têm sempre a tendência de se espalharem e 
diminuírem o choque entre si (fenômeno chamado de difusão), ou seja, se há um gradiente de 
concentração (do maior pro menor), elas sempre vão a favor do gradiente. O transporte passivo é a 
favor do gradiente, e o ativo é contra. 
O transporte passivo pode ser por difusão simples, que ocorre se as moléculas podem passar 
livremente pela membrana seguindo o gradiente de concentração, como moléculas apolares pequenas 
ou gases como o oxigênio, nitrogênio e gás carbônico, ou por difusão facilitada, que deve ser mediada 
por proteínas. Isso ocorre se há um gradiente de concentração mas a membrana não é permeável 
àquela molécula. Assim, a proteína irá ajudar, sem gasto de energia, essa molécula a passar pela 
membrana. 
O transporte ativo pode ser primário, que depende diretamente do gasto de ATP para que a 
molécula vá contra o gradiente de concentração, ou secundário, que depende de um gradiente de 
concentração criado por um transporte ativo primário. O exemplo mais importante é a bomba de sódio 
e potássio. 
 
10 - Quais as propriedades gerais da difusão? Que fatores podem afetar a sua 
taxa? Dê exemplos. 
 
A difusão simples é um processo espontâneo que ocorre sempre que há um gradiente 
(diferença) de concentração. Na célula, ocorre quando há uma maior concentração de um lado da 
membrana no que do outro de uma certa molécula ou íon. A difusão vai ocorrer tão mais rápido quantomaior for o gradiente de concentração, e vai cessar quando o gradiente for nulo. No caso da difusão 
facilitada, a taxa também depende da quantidade de proteínas auxiliares disponíveis para fazer o 
transporte das moléculas. Exemplos de difusão simples é com gases como oxigênio e nitrogênio, e de 
facilitada é de canais abertos de sódio e cálcio e proteínas carreadoras de glicose. 
 
11 - Explique quais os tipos de transportadores de membrana (carreadoras e 
canais) e suas principais características. 
 
As proteínas transportadoras de membrana podem ser canais, se criam uma passagem direta 
do MI ao ME preenchida com água, ou carreadoras se nunca formam uma conexão direta. 
As proteínas canais formam um túnel ligando o LIC ao LEC, e podem ser específicas para um íon 
ou para íons com carga e tamanho similares. Os canais podem ser abertos, também chamados de 
vazamento ou vazantes, se estão sempre abertos, ou portões, se têm como fechar e abrir. Os portões 
podem ser controlados por ligante, que dependem de moléculas mensageiras, por voltagem, que 
respondem a alterações do estado elétrico da célula, ou mecanicamente, que respondem a forças 
físicas como dP ou dT. 
As proteínas carreadores ou abrem para o LIC ou para o LEC, e podem ser uniporte, simporte 
ou antiporte. 
 
12 - O que é uniporte, simporte e antiporte? Dê exemplos. 
 
As proteínas carreadores uniporte transportam apenas uma molécula específica por vez, em 
uma direção, como a glicose; as simporte, transportam duas ou mais moléculas por vez, na mesma 
direção (para fora ou para dentro da célula), como a que transporta sódio e glicose; e as antiporte 
transportam um tipo de molécula para fora e outro para dentro, como é o caso da bomba de sódio e 
potássio que coloca três sódios para fora e dois potássios para dentro. 
 
13 - Como funciona a bomba de sódio e potássio e qual sua importância? 
 
A bomba de sódio e potássio é uma proteína transmembrana carreadora que faz um transporte 
ativo primário, jogando três moléculas de sódio para fora da célula e duas de potássio para dentro, por 
vez, mantendo um gradiente de concentração de sódio para dentro da célula e um de potássio para 
fora. Ela é muito importante, pois diversos outros transportes ativos secundários irão utilizar esses 
gradientes para capturar íons e nutrientes, além dos neurônios que utilizam o potencial de membrana 
que a bomba de sódio e potássio ajuda a manter para transmitir informações através de sinais 
elétricos. 
 
14 - Qual a importância do epitélio de transporte ser "polarizado"? 
 
 
 
15 - O que é potencial de membrana, onde ele ocorre, como é formado e qual sua 
importância? 
 
Potencial de membrana é a diferença de cargas que existe dentro e fora da célula, e que se 
acumula ao redor da membrana plasmática. Há um leve excesso de cargas negativas do lado de 
dentro, que se acumulam perto da membrana, bem como cargas positivas se acumulam do lado de 
fora. Por convenção, se padronizou o LEC como neutro, conferindo ao LIC uma leve polaridade 
negativa. Ele é formado principalmente pelo escape de potássio do interior da célula. A bomba de sódio 
e potássio bombeia três cargas positivas para fora e duas positivas para dentro, ajudando a manter 
essa diferença de cargas. Além disso, ela mantém o gradiente de concentração do potássio para fora 
da célula, cuja membrana não é completamente impermeável a ele. Dessa forma, o potássio acaba 
escapando pelos canais que estão abertos, espontaneamente, mantendo o lado de dentro da 
membrana negativo. O potencial de membrana é justamente a diferença de polaridade entre o LIC e o 
LEC, padronizado como neutro. Ele é de extrema importância pois alterações em sua polarização irão 
abrir ou fechar canais cujos portões são controlados por voltagem, por exemplo, além de gerar 
potenciais de ação, como será visto a seguir. 
 
16 - Explique o que é e como é gerado o potencial de ação. 
 
O potencial de ação é um estímulo nervoso de feedback positivo, utilizado em várias células, 
mas sendo o principal meio de transmissão de informação utilizado pelo sistema nervoso. É uma 
inversão do potencial de membrana que percorre rapidamente a célula, e são essenciais na vida 
animal. Falando em neurônios: o potencial de ação acontece quando um potencial graduado, ou sinal 
de entrada, chega na zona de disparo (cone axônico), com um sinal acima do limiar de excitabilidade 
da célula. Acima desse limiar, acontece o potencial de ação, que é um conjunto de breves 
despolarizações que percorrem longas distâncias (todo o axônio do neurônio). Isso ocorre abrindo os 
portões de sódio, que vão tender a entrar por causa do gradiente de concentração, e despolarizam a 
membrana, ativando os portões de sódio ao lado a também abrirem, e assim por diante. 
 
17 - Explique os eventos da figura abaixo: 
 
 
Veio um estímulo que gerou um potencial 
graduado, que conseguiu chegar na zona de 
disparo acima do limiar, e desencadeou um 
potencial de ação. Os portões de sódio foram se 
abrindo, sódio entrou, despolarizou a célula o 
suficiente para ativar seu portão de inativação, 
que fecha e pára de entrar sódio. Os portões de 
potássio, que demoram mais para abrir e 
também respondem à despolarização, se abrem, 
saindo potássio por causa do gradiente de 
concentração e repolarizando a célula. Como eles 
demoram a se fechar, a célula hiperpolariza 
antes de voltar à normalidade. 
 
18 - Explique como se dá o potencial 
de ação em um neurônio motor e como 
este é repolarizado. 
 
Acabei de explicar. O estímulo chega acima do limiar, os portões de ativação de sódio se abrem, 
sódio entra a favor do gradiente de concentração, despolariza a célula e ativa os portões de ativação 
de sódio do lado, e assim o potencial vai sendo transmitido por todo o axônio. Quando a 
despolarização chega num certo limite, ativa os portões de inativação do sódio, que se fecham e 
impedem o sódio de continuar entrando e a célula de continuar sendo despolarizada. Enquanto isso, os 
canais de potássio, que são mais lentos para abrir, uma hora abrem e deixam o potássio sair, seguindo 
seu gradiente de concentração e repolarizando a célula. Como eles também demoram para fechar, a 
célula acaba hiperpolarizando antes de retornar à normalidade. Quando retorna, os portões de sódio 
voltam à posição inicial, prontos para responder a outro potencial de ação. 
 
19 - Qual a importância da bainha de mielina? 
 
A bainha de mielina atua como uma capa isolante que diminui a perna de carga para fora da 
célula, fazendo com que os potenciais de ação sejam transmitidos mais rápido. Sem ela, muita carga é 
perdida, e devem ter muitos canais de sódio que devem abrir ao longo do caminho para repor essa 
perda. A bainha de mielina restringe essa perda (e a necessidade de canais de sódio) a certos espaços 
alternados chamados nós de Ranvier, e é extremamente importante para o funcionamento pleno do 
sistema nervoso. 
 
20 - Como o raio do axônio pode modificar a velocidade de condução? 
 
Dois fatores afetam a condução de cargas num fio: o raio do fio e a resistência do fio a perda de 
cargas. Quando maior o raio do axônio, maior será a velocidade de condução. 
 
21 - O que são sinapses e quais os tipos existentes? 
 
Sinapses são meios das células transmitirem informações umas nas outras, em específico 
neurônios para outras células, incluindo neurônios. Elas são formadas por uma célula pré-sináptica e 
uma pós-sináptica. Elas podem ser elétricas ou químicas, sendo que nessa última há uma fenda 
sináptica entre as duas células. 
 
22 - Como funciona uma sinapse elétrica? Dê exemplos. 
 
As sinapses elétricas transferem um sinal elétrico(corrente) direta e instantaneamente de um 
citoplasma de uma célula para outra, através de junções comunicantes, que são poros que criam uma 
ponto entre as membranas celulares, conectando os dois LIC. As sinapses elétricas existem 
principalmente em neurônios do sistema nervoso central, mas também em musculaturas lisas e 
cardíaca. 
 
23 - Como funciona uma sinapse química? 
 
As sinapses químicas usam neurotransmissores para levar informação de uma célula para outra, 
através da fenda sináptica, e são as mais comuns entre os neurônios. O potencial de ação chega no 
terminal axônico, ativando os portões de cálcio, que são controlados por voltagem, e deixam o cálcio 
entrar. O cálcio é o sinal para as vesículas, que carregam os neurotransmissores, liberarem estes na 
fenda sináptica, e então levarem seu sinal para a célula pós-sináptica. 
 
24 - Qual a importância dos receptores da membrana celular pós-sináptica? 
 
Muito importantes, pois é neles que os neurotransmissores liberados pela célula pré-sináptica 
vão se ligar, em potenciais sinápticos lentos. Os receptores irão, depois de ligados nos 
neurotransmissores, enviar o sinal de entrada para a célula, geralmente afundando na membrana com 
uma vesícula e liberando a informação no LIC. Em potenciais sinápticos rápidos, os receptores irão 
receber a informação e alterar o potencial de membrana, também enviando um sinal de entrada na 
célula. 
 
25 - O que pode causar excitação ou inibição em uma células pós-sináptica? 
Explique. 
 
Se uma célula é despolarizada, ela fica mais perto do limiar, ou seja, ela recebeu um estímulo 
excitatório. Se ela é hiperpolarizada, ela fica mais longe do limiar, então recebeu um estímulo 
inibitório. Os íons que mais afetam o potencial da célula são o sódio, o cálcio, o cloreto e o potássio. Os 
três primeiros têm um gradiente de concentração para dentro, então se o sódio ou o cálcio, que são 
cátions, entram na célula, despolarizam ela (sinal excitatório), e se o cloreto, que é um ânion, entra, 
hiperpolariza (sinal inibitório). O potássio tem um gradiente de concentração pra fora, e costuma sair 
pela membrana, mantendo o potencial. Se a membrana se torna mais permeável ao potássio, ele sai 
mais e hiperpolariza a célula, e se ela se torna menos permeável ele sai menos e despolariza. 
 
26 - O que são PIPS e PEPS e qual sua participação na transmissão elétrica? 
 
A célula pós-sináptica recebe, geralmente, vários sinais de entrada (potenciais graduados), e 
como acabamos de ver, eles podem ser excitatórios ou inibitórios. Se são excitatórios, são chamados 
de PEPS, e se são inibitórios são chamados de PIPS. Os potenciais graduados são tão maiores quando 
maior for o estímulo, e se somam até chegarem na zona de disparo e desencadear ou não um 
potencial de ação. A proporção entre o número e tamanho de PIPS e PEPS vai determinar isso. 
 
27 - Explique a somação temporal e a somação espacial de PIPS e PEPS. 
 
A célula pós-sináptica recebe, geralmente, vários PIPS e PEPS. Se eles são por vários terminais 
axônicos em diferentes locais da célula, se chama somação espacial. Se eles são pelo mesmo terminal 
axônico, um seguido do outro, num espaço suficientemente curto de tempo, também vão se somar, e 
se chama somação temporal. 
 
28 - Como é controlada a concentração de neurotransmissores na fenda sináptica e 
qual a importância deste controle? 
 
A quantidade de neurotransmissores liberada pelas vesículas da célula pré-sináptica é muito 
maior que o indicado pelo potencial de ação, para garantir que a informação seja transmitida até a 
célula pós-sináptica. A concentração na fenda sináptica é controlada de três formas: por enzimas que 
inativam os neurotransmissores; por difusão simples para fora da fenda; e por transporte de volta à 
célula pré-sináptica ou a neurônios adjacentes para reutilização. Esse controle é importante pois 
manter a concentração de neurotransmissores baixa na fenda sináptica faz com que os receptores 
liberem o neurotransmissor e finalize a sua atividade. 
 
35 - Esquematize a estrutura da junção neuromuscular. 
 
Uma junção neuromuscular é formada pelos terminais axônicos, pela fenda sináptica e pela 
membrana da fibra muscular esquelética. Além disso, também possui uma fina camada das células de 
Schwann cobrindo a parte de cima dos terminais axônicos. A membrana pós-sináptica também é 
modificada, formando uma placa motora terminal, cheia de valas e coberta de receptores nicotínicos 
para ACh. 
 
36 - Como ocorre, passo a passo, a transmissão do potencial elétrico do 
motoneurônio para a fibra muscular? 
 
O potencial de ação chega no terminal axônico, ativando os portões de cálcio, que fazem as 
vesículas liberaram ACh. Esta ativa os receptores nicotínicos, que se abre para cátions monovalentes, 
criando um fluxo de entrada e saída de sódio e potássio, que gera um potencial de ação que causa a 
contração muscular.