Baixe o app para aproveitar ainda mais
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.
Compartilhar