1. ESTUDO DIRIGIDO N1

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UFBA – INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE 
Depto de Biofunção - Disciplina Biofísica III 
Curso de Medicina 
Estudo dirigido – Bioeletrogênese 
Aluna: Saada Isabor Abraim
1) No que se refere à bioeletrogênese, como você diferencia as células excitáveis das não-excitáveis? 
A bioeletrogênese se refere à capacidade de gerar e alterar a diferença de potencial elétrico (DDP) através da membrana. Todas as células possuem DDP elétrico entre o citoplasma e o espaço extracelular, sendo geralmente negativo do lado de dentro, porém algumas células podem sair dessa situação de repouso propagando, ao longo de suas membranas, perturbações que causam correntes iônicas transmembrana por toda a célula e que podem chegar a inverter o perfil elétrico com relação ao repouso, chegando a deixar, por algum tempo, o citoplasma positivo com relação ao exterior: estas são as chamadas células excitáveis, e incluem os neurônios, as células musculares e as células secretoras endócrinas; as demais, são chamadas de células não-excitáveis. 
2) Cite algumas funções biológicas que são dependentes do fluxo de correntes iônicas. 
O fluxo iônico através das membranas é a base da comunicação intercelular, de extrema importância nos processos fisiológicos. Nesse sentido, entre algumas funções biológicas que são dependentes da geração de campos por cargas iônicas podemos citar a secreção de hormônios, a contração de músculos, a peristaltismo, a fala, a audição e diversos outros. 
3) Baseado no trecho abaixo extraído do artigo Bioeletrogênese de Varanda WA, Chaves LAP e Baptista V (2004), explique a gênese do potencial de repouso, como se dá a diferença de concentração de íons através da membrana, como é mantido o gradiente de concentração e como é gerado o gradiente elétrico e qual o seu papel na determinação do potencial de membrana. 
"O potencial de repouso é resultado da separação de cargas (íons) através da membrana. O excesso de cargas negativas na superfície interna da membrana e positivas na superfície externa representam uma fração muito pequena do total de íons dentro e fora da célula. Devido a essa densidade de carga diferente nos dois lados, a membrana pode ser comparada a um capacitor, isto é, dois materiais condutores (meios intra e extracelular) separados por um material isolante (a bicamada lipídica). Essa separação de cargas gera uma diferença de potencial elétrico ou voltagem, chamada potencial de membrana de repouso (Vm). O termo potencial de repouso aplica-se somente ao potencial através da membrana quando a célula está em repouso enquanto o termo potencial de membrana é mais geral e refere-se a diferença de potencial elétrico em qualquer momento, no repouso ou durante o potencial de ação." 
A gênese do potencial de repouso ocorre em virtude de a membrana apresentar permeabilidade diferente aos diversos íons entre os lados intra e extracelular, devido a presença de canais iônicos específicos. Além disso, o citoplasma celular apresenta diversas macroproteínas carregadas negativamente que promovem uma distribuição desigual dos íons, na medida em que não ultrapassam a membrana e atraem ou repelem íons a depender a carga que possuem e, assim, criam um campo elétrico na membrana. A bomba de Na/K, por ser eletrogênica (gera um ddp) contribui para a criação do potencial de repouso, a partir do momento que bombeia 3 íons de Na para fora (onde esse íon é mais concentrado) e 2 íons de K são colocados para dentro (onde esse íon é mais concentrado), a partir da hidrólise de um ATP e assim, deixa o meio intracelular mais negativo que o meio extracelular. O gradiente elétrico é formado devido a propriedades capacitivas da membrana, isto é, apresenta dois meios condutores, separados por um material isolantes, mas que possibilita o fluxo assimétrico de cargas, gerando um campo elétrico e promovendo um diferença de potencial na membrana. 
O potencial de repouso da membrana desempenha papel central na excitabilidade das células nervosas e musculares, bem como em algumas outras respostas celulares, já que a modificação desse potencial (os chamados potenciais de ação) resulta em diversas alterações nas células vivas.
4) O que é potencial de equilíbrio de um íon? O que ele representa para o fluxo iônico? 
Chama-se potencial de equilíbrio de um íon à diferença de potencial existente entre as faces de uma membrana permeável ao íon, quando o fluxo desse íon é nulo, isto é, quando é nulo o gradiente eletroquímico desse íon entre os lados da membrana. Se não há corrente iônica, não haverá gradiente eletroquímico e isso não possibilitaria a formação de uma ddp na membrana, condição essa que seria incompatível com a vida. 
5) O que é potencial limiar? 
O potencial limiar ocorre quando um estímulo é capaz de elevar rapidamente o potencial da membrana além do repouso, promovendo uma queda acentuada de sua resistência. Nesse instante, ocorre um grande influxo de íons de sódio, o que torna positivo o meio intracelular, assim, os estímulos supralimiares fazem surgir uma resposta ativa chamada de potencial de ação. 
6) Qual a importância do equilíbrio de Gibbs-Donan? 
O equilíbrio de Gibbs-Donnan se faz relevante para ajudar a compreender a gênese da DDP, na medida em que descreve a importância das macroproteínas carregadas negativamente no citoplasma que não passam na membrana semipermeável e acabam possibilitando uma distribuição desigual das cargas difusíveis. Nesse sentido, ao atrair contra-íons, essas proteínas criam uma assimetria de concentrações de íons e uma diferença de potencial através da membrana existente em células excitáveis e não excitáveis em repouso formando um campo elétrico e assim gerando um potencial de repouso diferente de zero.