Exercicios - Lista bioeletricidade

Prévia do material em texto

Universidade Nove de Julho 
Curso: Medicina 
Disciplina: Biofísica 
Lista de exercícios de bioeletricidade 
 
Condição I. 
Considere uma célula teórica (I), cuja membrana plasmática 
é permeável unicamente ao Na+, como esquematizado 
abaixo: (Responda da 1 a 3 questão). 
[Na+]i = 15 mM e [Na+]e = 140 mM 
 
1- O Na+ entrará na célula até que: 
a) As suas concentrações se igualem. 
b) Seja atingido o seu equilíbrio eletroquímico 
c) Seja atingido o seu equilíbrio elétricao. 
 
2- Na questão anterior, o potencial que pode ser medido, na 
situação de equilíbrio, é denominado potencial de equilíbrio: 
a) Elétrico do Na+. 
b) Químico do Na+. 
c) Eletroquímico do Na+ 
 
3- Utilizando a equação de Nernst, o potencial de equilíbrio 
eletroquímico do Na+ (ENa+), calculado para a temperatura 
de 37 °C, será: 
a) +58,2 mV 
b) -56,3 mV. 
c) +56,3 mV. 
 
4-As células em geral estão, constantemente, ganhando Na+ 
por difusão (influxo maior que efluxo), porque apresentam 
um potencial de membrana: 
a) Próximo do potencial de equilíbrio eletroquímico do Na+. 
b)Igual ao potencial de equilíbrio eletroquímico do Na+. 
c)Distante do potencial de equilíbrio eletroquímico do Na+ 
 
5-As células, em geral, estão permanentemente, perdendo 
K+ e ganhando Na+, por difusão. Entretanto, os gradientes 
iônicos não se alteram, ao longo do tempo, porque: 
a) A bomba de Na+/K+ATPase repõe os íons que fluem por 
difusão 
b) O número de íons que flui por difusão é desprezível. 
c) Sais de Na+ e de K+ se dissociam e repõem os íons livres 
que se difundem. 
 
6- Se, experimentalmente, por meio de um clampeamento de 
voltagem, fizermos com que o potencial de membrana de 
uma célula real se torne igual ao potencial de equilíbrio 
eletroquímico do K+, a difusão resultante desse íon: 
a) Ocorrerá de fora para dentro da célula. 
b) Ocorrerá de dentro para fora da célula. 
c) Será nula 
 
7- Se, por meio de um clampeamento de voltagem, fizermos 
com que o potencial de membrana de uma célula real se 
torne mais negativo que o potencial de equilíbrio 
eletroquímico do K+, a difusão resultante desse íon: 
a) Será nula. 
b) Ocorrerá de fora para dentro da célula 
c) Ocorrerá de dentro para fora da célula. 
 
8-No potencial de repouso celular (potencial de membrana) 
das células em geral, a força elétrica é suficiente para 
impedir que haja uma saída resultante de K+, por difusão? 
a) Não é suficiente 
b) É exatamente suficiente. 
c) É mais do que suficiente. 
 
 
Condição V. Considere as concentrações abaixo que represente uma célula muscular, nas condições indicadas, 
e responda às questões subsequentes, considerando a temperatura de 37 °C. 
 
[K+ ]i =140mM; [Na+ ]i = 15mM; [Cl-]i = 10mM 
[K+ ]e = 4mM [Na+ ]e =140mM [Cl-]e =130mM 
 
9-Considerando que a permeabilidade relativa da 
membrana aos íons K+, Na+ e Cl- seja igual a: 1: 
0,04: 0,45, o potencial de membrana dessa célula, a 
37 ° C, é: 
a) -74,7 mV 
b) -69,0 mV. 
c) -20,2 mV. 
 
10- Um aumento na aumento da concentração 
extracelular de K+ provoca: 
a) Hiperpolarização. 
b) Despolarização 
c) Manutenção do potencial. 
 
11-Se alterarmos a permeabilidade relativa aos 
íons K+, Na+ e Cl- para 1: 20: 0,45, o potencial de 
membrana dessa célula, a 37 ° C, será: 
a) -44,2 mV b) 49,7 mV. c) 45,0mV. 
 
12-Se alterarmos a permeabilidade relativa da 
membrana aos íons K+, Na+ e Cl- para 0: 0: 1, o 
potencial de membrana dessa célula, a 37 °C, será 
igual ao: 
a) ENa+. b) EK+ c) ECl-. 
 
13-Conclui-se, portanto, que a redução da 
temperatura determina: 
a) Hiperpolarização celular. 
b) Despolarização da membrana 
c) Manutenção do potencial de membrana. 
14-Afirma-se que o potencial de membrana 
(potencial de repouso) é um potencial dissipativo e, 
não, um potencial de equilíbrio eletroquímico de 
Na+ ou de K+ porque, no potencial de membrana: 
 
a) Persistem os fluxos resultantes desses íons 
b) Ocorrem, apenas, trocas equivalentes de Na+ e 
K+. 
c) Com o passar do tempo, os gradientes químicos 
sofrem aumento. 
 
 
 
 
15- A bomba de Na+/K+ eletrogênica porque: 
a) Cria ou intensifica uma diferença de potencial 
através da membrana 
b) Mantém os gradientes iônicos. 
c) Consome energia metabólica das células. 
 
16-A inibição da bomba de Na+/K+ despolariza a 
célula porque esse procedimento: 
a) Aumenta os gradientes dos potenciais químicos 
do Na+ e do K+, através da membrana. 
b) Reduz os gradientes dos potenciais químicos do 
 Na+ e do K+ 
c) Altera as permeabilidades da membrana ao Na+ 
 e ao K+. 
 
17. Uma solução de 100 mmol/L de KCl é separada de uma solução de 10mmol/L de KCl por uma 
membrana que é muito permeável aos íons de K+, mas impermeável ao íons de Cl-. Quais são a magnitude e 
a direção (sinal) da diferença de potencial que será gerado através desta membrana? A concentração de K+ 
em ambas soluções muda como resultado do processo que gera essa diferença de potencial? 
Magnitude e sinal: -60 mV na solução de 100mmol/l ou +60 mV na solução de 10 mmol/l. 
A concentração de K+ em ambas soluções NÃO muda com o resultado do processo que gera a diferença de 
potencial. 
 
18. Uma fibra nervosa é colocado numa solução de banho, cuja composição é semelhante à do fluido 
extracelular. Depois equilibra-se a preparação a 37°C, um microelétrodo inserido na fibra nervosa regista 
uma diferença de potencial através da membrana nervosa como 70 mV, o interior da célula negativo em 
relação à solução do banho. A composição do fluido intracelular e da extracelular (solução de banho) é 
mostrado na Tabela 1-4 a 370C, O que está mais próximo de íon de equilíbrio Eletroquímico? O que se pode 
concluir sobre a condutância da membrana em relação ao nervo Na+, K+ e Cl sob estas condições? 
 
 
Respostas: 
3) ENa+ = +40 mV; Ek+ = -84 mV; ECl- = -78 mV. 
O Cl- está mais próximo do equilíbrio eletroquímico. 
Os íons de K+ e Cl- tem uma condutância maior que o íons de Na+. 
 
19. Dado a tabela abaixo determine: ( Use a tabela para responder as questões 19 a 21). 
Tabela 2. Concentrações de íons através da membrana de uma célula modelo. 
Intracelular (mM) Extracelular (mM) Px10-8 (cm/s) G (S/cm2) 
125K+ 6,5K+ 650 0,45 
15Na+ 145Na+ 15 0,02 
15Cl- 115Cl- 45 0,15 
6Ca++ 2 Ca++ -- -- 
 
a) O potencial de equilíbrio para cada íon. 
b) O potencial de membrana pelo dois métodos. 
c) Para qual íon a força eletromotriz é maior. 
d) Quais informações podemos concluir sobre os potenciais calculados por cada método na letra b? 
Respostas: 
a) Ek+ = -78,32 mV 
Ena = + 60,10 mV 
Ecl-= - 53,96 mV 
b) Em = -67,96 mV. Usando a condutividade 
Em = -66,37 mV. Usando a permeabilidade 
c) Íon de Na+ 
d) A membrana é mais permeável aos íons K+ e Cl- 
 
20. Se a célula fosse permeável apenas ao K+, qual seria o efeito da redução da concentração extracelular 
de K+ de 6,5 para 1,4 mM? ( estado pode hipocalemia) 
Resposta: O valor do potencial de equilíbrio do K+ seria mais negativo, -119 mV. Deixando a membrana 
num estado elétrico mais negativo. 
 
21. Se a célula fosse permeável apenas ao K+, qual seria o efeito do aumento da concentração extracelular 
de K+ de 6,5 para 9,5 mM? ( estado pode hipercalemia) 
Resposta: O valor do potencial de equilíbrio do K+ seria menos negativo, -69,7 mV. Deixando a 
membrana num estado elétrico menos negativo. 
 
22. Dado a tabela abaixo determine: 
 
Tabela 3. Concentrações de íons através da membrana de uma célula modelo. 
Íon LIC (mM) LEC (mM) P x10-8 (cm/s) g (S/cm) 
K 120 4,5 650,00 0,40 
Na 15 145 75000,00 100,00 
Cl 18 120 45,00 0,18 
 
a) O potencial de equilíbrio para cada íon. 
b) O potencial de membrana pelo dois métodos. 
c) Para qual íon a força eletromotriz é maior? 
d) Quais informações podemos concluir sobre os potenciais calculados por cada método na letra b? 
Respostasa) Ek = -86.98 mV; ENa = 60,10 mV; ECl = -50,26 mV 
b) Em(g) = 59,32 mV; Em(p) = 58,22 mV 
c) K+ 
d) A membrana é mais permeável ao íons Na+ 
 
23. No caso de um íon positivo, em que sentido ele tende a difundir-se através da membrana plasmática 
quando o potencial de membrana é mais negativo que o potencial de equilíbrio para este íon? E quando é 
menos negativo? E quando o íon é um ânion? 
Resposta: 10 caso: íon positivo irá entrar 
 20 caso: íon positivo irá sai 
Questões para aplicação dos conhecimentos básicos 
 
24-Diazoxida é um fármaco utilizado no tratamento 
de hiperinsulinemias. Esse agente provoca, na 
membrana plasmática das células beta pancreáticas, 
a abertura de canais de KATP+ , e consequentemente: 
a) Repolarização. 
b) Despolarização. 
c) Hiperpolarização 
 
 
25-Diabéticos descompensados manifestam perda do 
K+ intracelular, em especial nas células da 
musculatura esquelética. Em consequência, o que 
ocorre com essas células? 
a) Despolarização 
b) Repolarização. 
c) Hiperpolarização. 
 
 
 
26-Diversos hormônios ativam a bomba de Na+/ 
K+ATPase (v.g. adrenalina, noradrenalina, insulina, 
T3/T4 e corticosteróides). O efeito desses hormônios 
na membrana plasmática é a: 
a) Despolarização. 
b) Hiperpolarização 
c) Estabilização do potencial de repouso. 
 
27-Em hemocentros, as bolsas de sangue são 
estocadas em temperaturas entre 1o C e 6o C. Em 
consequência, é razoável esperar-se que ocorra: 
a) Despolarização da membrana plasmática, nos 
elementos figurados (células) 
b) Redução da concentração extracelular de K+. 
c) Hiperpolarização celular. 
 
 
28. Jimmy Jaworski é um velocista de 16 anos da equipe de atletismo do ensino médio. Recentemente, depois 
que ele completou seus eventos, sentiu-se extremamente fraco e suas pernas ficaram "como a borracha." 
Comer, especialmente carboidratos, fê-lo sentir-se pior. Após o mais recente evento, ele era incapaz de andar e 
teve que ser carregado. Seus pais ficaram muito alarmados e marcaram uma consulta médica. Como parte da 
bateria de exames, o médico mediu a concentração de K+ do soro, o que era normal (4,5 mEq / L). No entanto, 
o médico suspeitava da ligação com K+, então a medida foi repetida imediatamente após um teste ergométrico 
extenuante. Após o teste de esteira, o soro de Jimmy K+ foi assustadoramente baixa (2,2 mEq/L). Jimmy foi 
diagnosticado como tendo uma doença hereditária chamada paralisia periódica hipocalemica primário e, 
posteriormente, foi tratado com suplementação de K+. 
Responda as questões baseada no caso acima. 
a. Qual é a distribuição normal de K+ entre fluido intracelular e extracelular? Onde está a maior parte do K+ 
localizado? 
b. Qual é a relação entre a concentração de K+ e o potencial de repouso da membrana das células excitáveis 
(por exemplo, dos nervos, no músculo esquelético)? 
c. Como a diminuição na concentração K+ altera o potencial de membrana em repouso do músculo 
esquelético? 
d. Propor um mecanismo pelo qual um decréscimo na concentração de K+ poderia levar o músculo esquelético 
a fraqueza. 
e Por que a fraqueza de Jimmy ocorre após o exercício? Por que comer carboidratos agravar a fraqueza? 
Resposta: 
10) a) o K+ está distribuído com o LIC mais concentrado que o LEC, em torno de 20 vezes maior, isso 
provoca uma um valor negativo no potencial de equilíbrio desse íon. 
b) O valor negativo do potencial de equilíbrio (Ek) do K+ e a alta permeabilidade da membrana a esse 
íon faz o potencial de membrana (Em) ficar próximo do seu valor Ek. 
c) Na hipocalemia o Ek fica mais negativo e consequentemente o Em também. 
d) Em mais negativo, dificulta o surgimento do potencial de ação 
e) A glicose excreta insulina que capta íon de K+, agravando o estado de hipocalemia. 
 
29. Alguns anestésicos locais agem impedindo a despolarização da membrana plasmática dos 
neurônios. A sensação de dor é, neste caso, eliminada em função do(a) : 
a) modificação da fenda sináptica, uma vez que esses medicamentos diminuem a degradação dos 
neurotransmissores, permanecendo por mais tempo na fenda sináptica e se associando aos seus 
receptores, o que elimina a sensação de dor. 
b) diminuição da velocidade de condução do impulso nervoso, uma vez que o estrato mielínico atua 
como isolante elétrico, o que faz com que a velocidade de condução do impulso nervoso torne-se 
mais lenta. 
c) diminuição do número de sinapses, visto que os anestésicos locais provocam uma 
hiperpolarização, o que culmina em uma inversão no sentido do impulso nervoso, que por sua vez 
atenua a dor. 
d) bloqueio dos canais de sódio não há despolarização da membrana do neurônio; logo, não há 
formação de um potencial de ação – não há condução de impulso nervoso. 
 
30. Sobre a concentração de sódio extracelular, responda: 
a) Após um estímulo que desencadeia um potencial de ação, o influxo de íons de Na+ irá modificar a 
concentração no LIC e LEC deste íon? 
b) Explique o gráfico, onde CoNa+ é a concentração externa do Na+. 
 
Resposta: 
a) Não, pois a quantidade de íons que fluem pela membrana para produzir uma variação no 
potencial da membrana é muito baixa. ( Cálculos do inicio do curso) 
b) A modificação na concentração de Na+ influencia o pico máximo do potencial de ação.