Estudo dirigido Fisiologia - Células, transporte celular, potencial de ação, feedback, contração e excitação do músculo esquelético

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1. Conceitue diferenciando difusão de transporte ativo. 
Difusão é um processo de movimentação cinético de moléculas através dos espaços 
intermoleculares ou por meio de proteínas integrais (canais e transportadoras), 
realizado a favor do gradiente de concentração, sem gasto de energia. Enquanto, o 
transporte ativo é o movimento de íons e outras substâncias através da membrana em 
combinação com uma proteína transportadora, contrario ao gradiente de 
concentração, sendo necessário o gasto de energia para que seja realizado. 
2. Diferencie difusão simples de difusão facilitada. 
A difusão simples é quando o transporte de substâncias ocorre através dos interstícios 
da bicamada lipídica ou por meio de proteínas canais, onde o modo de entrada e a 
velocidade da difusão são determinados pela lipossolubilidade da substância, e no 
caso das substâncias insolúveis (hidrossolúveis) a entrada ocorre por proteínas canais 
e a velocidade varia conforme o tamanho da molécula, quanto maior a molécula menor 
será a velocidade da reação. Já a difusão facilitada ocorre por meio de proteínas 
transportadoras, onde a velocidade da reação atinge um valor máximo, por ser 
limitada pela mudança conformacional da proteína, pois para que ocorra o transporte 
essa proteína precisa mudar sua conformação tendo um tempo limite para que ela 
possa trabalhar o que é contrario ao caso da difusão simples através das proteínas 
canais onde a substancia só passa pela proteína sem a necessidade de haver 
mudanças nela. 
3. Explique os fatores que afetam a velocidade de difusão 
Existem três fatores que afetam a velocidade da difusão: 
1) A diferença de concentração é um fator que afeta a velocidade da difusão. Por 
exemplo, tem-se uma célula com maior concentração molecular de uma 
determinada substancia no meio externo em comparação ao meio interno, a 
velocidade em que essa substancia irá se difundir do meio externo para o 
interno, é proporcional a sua concentração extracelular, pois, essa concentração 
determina quantas moléculas atingem a parte externa da membrana celular por 
segundo. e virse-versa. 
2) Potencial de Nernst (potencial elétrico), o nível de atração aos íons do lado 
oposto afeta a velocidade da reação. Por exemplo, se um potencial elétrico for 
aplicado através de uma membrana, a carga elétrica faz com que ele se mova 
mesmo que não exista diferença de concentração. A carga positiva atraí os íons 
negativos, enquanto a carga negativa os repele. (desenhar imagem). 
3) Diferença de pressão, força exercida por moléculas de um lado para que ocorra 
passagem para o outro, resultando numa maior quantidade de energia para que 
moléculas passem de um lado com alta pressão para o com baixa pressão. 
 
 
 
4. Discorra sobre osmose e pressão osmótica. 
Osmose é o movimento da água em virtude da diferença de concentração, onde ela 
sempre sai do meio hipotônico (mais concentrado) para o meio hipertônico (menos 
concentrado). E a quantidade de pressão necessária para que essa movimentação 
seja interrompida é chamada de Pressão Osmótica. 
 
5. Explique a atuação da bomba de sódio e potássio. 
A bomba de sódio e potássio é um exemplo de transporte ativo, em que através de 
uma proteína transportadora, ela “joga”, ao mesmo tempo, 3 íons de sódio pra fora da 
célula e 2 íons de potássio para dentro. Mantendo assim uma diferença de 
concentração (existe mais íons de Sódio no meio EC e mais íons de potássio no meio 
IC) e também o meio intracelular negativo, já que são colocados mais íons positivos 
para fora. 
Na porção intracelular da proteína existem 3 receptores para Na+, já na porção 
extracelular têm 2 receptores para K+. A porção interna possui atividade da enzima 
ATPase que age quebrando moléculas de ATP, e a transformando em ADP, assim 
liberando uma ligação fosfato (energia) que causa uma alteração conformacional e 
química na proteína, que a faz jogar os íons Na+ para fora e os íons K+ para dentro. 
 
6. Explique a atuação da bomba de cálcio. 
O cálcio é um nutriente que se encontra normalmente em baixa concentração no meio 
intracelular, tendo 10.000 vezes mais cálcio fora da célula que dentro, e quem envia 
essas moléculas de cálcio para fora é a Bomba de Cálcio. A bomba de Cálcio age 
tanto na membrana celular (enviando essas moléculas para o LEC) quanto nas 
organelas (enviando para o interior de organelas como RE e Mitocôndrias) permitindo 
que assim a concentração de Ca+ permaneça baixa. A bomba de cálcio age em 
somente uma via, e parecido com a Bomba de Na+/K+ ela utiliza da ação da ATPase 
para que aja uma geração de energia. 
 
7. Explique a atuação da bomba de hidrogênio. 
A bomba de hidrogênio ocorre apenas na membrana celular. Sendo muito importante 
em dois locais do corpo: 1) Nas glândulas gástricas do estômago (base das secreções 
de ácido clorídrico presente no estomago) e 2) Nos túbulos distais finais e nos ductos 
coletores corticais dos rins (agindo na excreção de excesso de H+ na urina). 
 
8. Discorra sobre transporte ativo secundário. 
Quando o sódio é transportado para fora da célula, por meio da bomba de Na+/K+, é 
criado um grande gradiente de concentração de íons sódio através da membrana (alta 
concentração fora da célula e concentração interna muito baixa). Esse gradiente de 
concentração representa um reservatório de energia, pois o excesso de sódio está 
sempre tentando entrar. Essa energia empurra outras substâncias junto com o sódio 
através da membrana, esse fenômeno é o transporte ativo secundário. Para que o 
sódio leve consigo outras substâncias através da membrana é necessário um 
mecanismo de ligação, que é realizado por meio de uma proteína transportadora. 
Quando o sódio leva consigo uma substância para o interior membrana (mesma 
direção) chamamos de Cotransporte, onde o sódio e a outra molécula se liga a 
proteína e através do gradiente de energia do íon sódio são transportadas para o 
interior da célula. Já quando a substância a ser transportada está no interior da célula, 
e quer ser levada para o exterior, chamamos de contratransporte, onde o íon sódio se 
liga na proteína na parte exterior e a molécula a ser transportada na parte interior. 
Uma vez que ambos estiverem ligados ocorre uma alteração conformacional na 
proteína, e a energia liberada pelo íon sódio ao ser transportado para dentro, faz com 
que a outra substância seja levada para o exterior da célula; 
 
9. Discorra sobre o potencial de repouso normal dos nervos. 
A membrana celular é mais permeável ao potássio do que ao sódio, permitindo que 
ocorra uma saída de íons potássio da célula por meio de difusão, gerando um 
ambiente intracelular negativo (-94mv). Entretanto, por mais que a membrana seja 
mais permeável ao potássio, o Sódio mesmo com sua baixa permeabilidade consegue 
entrar na célula alterando assim o ambiente celular de -94mv para -86mv, diminuindo 
sua eletronegatividade. Porém, a célula possui uma bomba eletrogênica – a bomba de 
Na+/K+, em que mais carga positiva sai do que entra, gerando uma contribuição 
efetiva de -4mv, mantendo a estabilidade, ao permitir que o potencial de membrana 
fique em -90mv. Ou seja, mantendo a célula em repouso e evitando que a célula entre 
em estado de ativação. 
 
10. Discorra sobre os estágios que envolvem o potencial de ação neural. 
O potencial de ação neural permite que ocorra a transmissão de sinais nervosos, e 
para que isso ocorra existem três estágios de potencial de ação: 
1) O estagio de Repouso, em que o potencial de membrana se encontra em -
90mV e dizemos que ela está “polarizada”, ou seja existem uma grande 
diferença de concentração entre o IC e o EC. 
 
2) O Estagio de Desopolarização, équando a membrana fica subitamente mais 
permeável, abrindo os canais e permitindo a entrada de íons sódio. O valor de 
“polarização” de -90mV é neutralizado de imediato, pelo influxo de íons sódio 
de carga positiva, com o potencial aumentando rapidamente para valor 
positivo. Nas fibras nervosas de maior calibre, o excesso de íons sódio faz com 
que o potencial de membrana “ultrapasse” (overshoot) o nível zero 
rapidamente se tornando positivo. (+36mv). Ou seja, o Potencial de membrana 
sai de -90mv (repouso) para +36mv (ativado). 
 
3) Em alguns décimos de milésimos de segundo após a membrana ter ficado 
muito permeável aos íons sódio, os canis de sódio começam a se fechar e os 
canis de potássio se abrem mais que o normal causando o restabelecimento 
do repouso. Esse estágio é chamado de Repolarização. 
 
11. Discorra sobre a atuação dos canais de sódio e potássio promovendo o 
potencial de ação neural. 
Os canais de Sódio e potássio são regulados pela voltagem, ou seja quando o impulso 
nervo chegam ocorre a abertura dos canais de Sódio, fazendo com que ocorra a 
Despolarização da Célula aumentando o potencial de membrana, quando o potencial 
chega em +35mV o valor máximo, os canais de Sódio se fecham. Enquanto tudo isso 
acontece, os canais de Potássio estão abrindo mais que o normal, pois sua ativação é 
mais lenta, então quando eles estão abertos ocorre o processo de Repolarização da 
célula, voltando para seu estado de repouso (-90mV) 
 
12. O que é platô e o que leva à sua ocorrência? 
Nas fibras musculares do coração, o potencial de ação fica próximo ao pico por algum 
tempo, para só depois se repolarizar. Esse tempo é o platô. A causa é combinação de 
vários fatores: Os canais usuais de Na+, regulados pela voltagem, conhecidos como 
canais rápidos; os canais de Ca+/Na+, conhecidos como canais lentos que permite o 
influxo de íons cálcio para a fibra e os canais de K+ que são mais lentos que o usual, 
só se abrindo completamente ao final do platô, o que retarda o retorno do potencial de 
membrana a seu valor negativo de -90mV. 
 
13. Discorra sobre as características moleculares da actina. 
Na actina os filamentos são entrelaçados, e cada um recebe um nome. Na actina-F 
temos pontos muito importantes de actina-G, chamados locais ativos. Também possui 
uma outra extutura muito importante: o complexo de troponina que é composto de 
Troponina I, Troponina T e Troponina C. 
O papel da Troponina I é se ligar com a actina-F, a Troponina T se liga com a própria 
actina (tropomiosina) e o papel da Troponina C é se ligar com íons de cálcio. 
Existe também a tropomiosina que quando relaxada cobre a actina-F, impedindo a 
cabeça da miosina se ligar aos locais ativos. 
 
14. Discorra sobre as características moleculares da miosina. 
A molécula de miosina é composta por seis cadeias polipeptídicas – duas cadeias 
pesadas e 4 cadeias leves. As duas cadeias pesadas se espiralam uma com a outra 
formando a cauda da molécula de miosina. Uma ponta de cada uma dessas cadeias 
se dobra pra um lado, formando a cabeça da miosina, as quatro cadeias leves também 
compõem a cabeça da miosina, duas cadeias para cada cabeça. Essas cadeias leves 
ajudam a regular o funcionamento da cabeça durante a contração muscular. 
O filamento de miosina é formado por várias moléculas de miosina. As caudas das 
moléculas de miosina se agrupam formando o corpo do filamento, muitas cabeças das 
moléculas se projetam para fora nos lados do corpo e também partes dos corpos 
estão pendurados nas laterais formando assim um braço. As projeções dos braços e 
cabeças formam as pontes cruzadas, cada ponte cruzada é flexível em dois locais, 
denominados dobradiças. 
(desenhar imagem) 
 
15. Explique a interação dos filamentos de actina/miosina com íons de cálcio 
promovendo a contração muscular. 
Os locais ativos do filamento de actina quando em repouso estão inibidos pelo 
complexo troponina-tropomiosina, fazendo com que não ocorra ligação com a cabeça 
da miosina. Para que ocorra contração, é necessário que os efeitos inibidores do CTT 
sejam inibidos. Para que isso ocorra, os íons Cálcio se ligam a Troponina C, o que 
ativa o CTT, fazendo com que aja uma mudança conformacional nesse complexo, que 
tracionam a tropomiosina e a jogam no fundo do sulco do sulco entre os dois 
filamentos de actina. Isto “descobre” os locais ativos da actina, que podem atrair as 
pontes cruzadas das cabeças da miosina, fazendo com que a contração prossiga. 
 
 
16. Diferencie a situação molecular dos filamentos actina/miosina no momento de 
repouso e no momento de contração. 
No estado relaxado, as extremidades dos filamentos de actina que estendem de dois 
discos z sucessivos mal se sobrepõem. Inversamente, no estado contraído, esses 
filamentos de actina são tracionados por entre os filamentos de miosina. Desse modo, 
a contração muscular ocorre por mecanismo de deslizamento dos filamentos. 
 
17. Discorra sobre as estruturas presentes na junção neuromuscular. 
A junção neuromuscular é uma estrutura de comunicação da fibra nervosa com a fibra 
muscular. A fibra nervosa forma complexo de terminais nervosos ramificados que se 
invaginam na superfície extracelular da fibra muscular, toda essa estrutura é chamada 
de placa motora. A membrana invaginada é chamada de goteira sináptica, e o espaço 
entre o terminal e a membrana da fibra é chamado de fenda sináptica. No fundo da 
goteira sináptica encontram-se pequenas dobras da membrana musculas, chamadas 
de fendas neurais, que aumentam a área de contato com a acetilcolina. E no terminal 
axonal há muitas mitôncondrias que fornecem ATP para a síntese de acetilcolina. 
 
18. Disserte sobre os eventos que envolvem a secreção de acetilcolina na fenda 
sináptica. 
Um impulso nervoso (potencial de ação) atinge a junção neuromuscular. Cerca 125 
vesículas de acetilcolina são liberadas. No lado interno da membrana neural, existem 
barras densas, onde nos dois de cada barra estão partículas proteicas que penetram a 
membrana neural (os canais de cálcio regulados por voltagem). Quando o potencial de 
ação se propaga, os canais de cálcio se abrem e permitem que os íons cálcio se 
difundam da fenda sináptica para o interior da fibra nervosa. Esses íons por sua vez, 
agem como ímãs para as vesículas de acetilcolina, as atraindo para a membrana 
neural, essas vesículas por sua vez se fundem a membrana e por um processo de 
exocitose liberam a acetilcolina na fenda sináptica. 
 
19. Disserte sobre os eventos que envolvem a atuação da acetilcolina na membrana 
pós-sináptica. 
Muitos receptores de acetilcolina nas aberturas das fendas subneurais, esses 
receptores de Ach são canais iônicos (proteínas canais dependentes de ligantes). A 
presença de acetilcolina faz com que esses canais se abram, permitindo que grande 
número de íons sódio entre na fibra, levando com eles grande número de carga 
positiva. Isso provoca alteração potencial positiva, no lado interno da fibra muscular, 
chamado de potencial da placa motora. Esse potencial da placa motora inicia um 
potencial de ação que se propaga ao longo da membrana muscular causando a 
contração muscular. 
 
20. O que é a fadiga da junção neuromuscular? 
A junção neuromuscular normal tem um alto fator de segurança, pois cada impulso 
(potencial de ação) que chega a junção provoca potencial de placa motora com 
amplitude três vezes maior que o necessário para estimular a fibra muscular. E um 
estímulo maior que 100 vezes por segundo, por vários minutos, diminui tanto o número 
de vesículas de Ach que os impulsos não são mais transmitidos à fibra muscular. Isso 
é a fadiga da junção neuromuscular. 
 
21.Discorra sobre a importância dos túbulos T na fibra muscular. 
A fibra muscular esquelética é tão grande que o potencial de ação na superfície quase 
não provoca fluxo de corrente no interior da fibra. Esse potencial de ação penetra 
profundamente na fibra muscular através da propagação dos potenciais de ação pelos 
túbulos transversos (túbulos T), que são extensões internas da membrana celular. Os 
potencias de ação nos túbulos T provocam então a liberação dos íons cálcio do RS no 
interior da fibra muscular. 
 
22. Qual o papel dos receptores de di-idropiridina? 
O potencial de ação propagado pelos túbulos T provoca fluxo de corrente para as 
cisternas do RS. À medida que o potencial de ação progride pelo túbulo T, a variação 
de voltagem é detectada pelos receptores de di-idripiridina (DHP), ligados aos canais 
de liberação de cálcio, nas cisternas adjacentes do RS. A ativação do DHP 
desencadeia a abertura dos canais de liberação de Cálcio das cisternas e em seus 
túbulos longitudinais. Esses canais permanecem abertos, por milissegundos, liberando 
cálcio para o sarcoplasma. 
 
23. Quais as partes que compõem o retículo sarcoplasmático e suas funções? 
O Reticulo sarcoplasmático tem uma organização especial que é extremamente 
importante para o controle da contração muscular. Ele possui duas partes, as cisternas 
terminais que ficam em contato com os túbulos T e os túbulos longitudinais que 
circundam todas as superfícies das miofibrilas que realmente se contraem. 
 
24. Exemplifique um feedback que restabelece a pressão sanguínea normal. 
Quando a pressão arterial se encontra abaixo do normal, ocorre uma redução do 
estímulo dos receptores de estiramento, permitindo ao centro vasomotor atividade 
mais alta, causando, assim, vasoconstrição e aumento do bombeamento cardíaco, 
com elevação da pressão arterial de volta ao normal. Esse processo ocorre por causa 
de um Feedback negativo, onde a partir de um fator deficiente (nesse caso), um 
sistema controle iniciou uma série de alterações que restabelecendo o valor médio do 
fator. Ou seja, o fator inicial difere do final. 
 
25. Diferencie os processos de pinocitose e fagocitose. 
As maiorias das substâncias entram na célula através da membrana celular por meio 
de difusão ou transporte ativo. No entanto partículas muito grandes entram na célula 
por meio de uma função especializada da membrana celular: a Endocitose. Existem 
dois tipos de endocitose: 
 A Pinocitose é realizada por quase todas as células, na ingestão de minúsculas 
partículas que formam vesículas de líquido extracelular, e é o meio pelo qual a maior 
parte de grandes macromoléculas como proteínas podem entrar. 
Essas moléculas em geral se ligam a receptores específicos localizados em cavidades 
revestidas. Abaixo destas cavidades tem uma malha de proteína chamada clatrina, 
bem como actina e miosina. Se as moléculas se unem aos receptores, as 
propriedades da superfície da membrana se alteram de forma que ocorre invaginação 
e as proteínas fibrilares ao redor da abertura fazem com que suas bordas se fichem 
sobre as proteínas ligadas aos receptores. A parte invaginada se destaca da superfície 
da célula formando uma vesícula pinocitótica. 
A Fagocitose ocorre de forma muito parecida a pinocitose, mas envolve partículas 
grandes como bactérias, células totais ou partes de tecido em vez de moléculas. 
Apenas algumas células têm a capacidade de realizar fagocitose, as células 
imunológicas. Ela ocorre segundo os seguintes passos: 
Os receptores da membrana celular se ligam aos ligantes da superfície da partícula. 
As bordas da membrana, ao redor dos pontos de ligação, envaginam para envolver 
toda a partícula e formar a vesícula fagocítica. A actina e outras fibrilas contráteis, no 
citoplasma, envolvem a vesícula e se contraem ao redor de sua borda externa, 
empurrando a vesícula para o interior. As proteínas contráteis então fecham a abertura 
da vesícula tão completamente que ela se separa da membrana celular, deixando-a no 
interior da célula. 
 
 
26. Explique a síntese e formação de estruturas pelo retículo endoplasmático e pelo 
complexo de Golgi. 
No retículo endoplasmático rugoso possui a presença de Ribossomos ancorados na 
superfície externa. Os ribossomos são compostos por uma mistura de RNA e de 
proteínas, e funcionam na síntese de novas moléculas de proteínas na célula. Sendo 
liberados para hialoplasma e matriz endoplasmática (interior do retículo) para então 
irem para o Complexo de Golgi. 
Já no retículo endoplasmático liso sintetiza lipídios, especialmente os fosfolipídios e o 
colesterol. Estes são incorporados à bicamada lipídica do RE, fazendo com que ele 
fique mais extenso. Para que ele não cresça demais, pequenas vesículas, chamadas 
RE, continuamente se destacam do retículo liso e migram para o Complexo de Golgi. 
O Reticulo Endoplasmático também fornece enzimas que controlam a quebra do 
glicogênio. E também enzimas que são capazes de desintoxicar substâncias, tais 
como fármaco que poderiam danificar as células. 
O Complexo de Golgi forma grande polímeros sacarídeos como o Acido hialuronico e 
o sulfato de condroitina, que são um dos principais componentes da membrana 
extracelular. Ele também processa substâncias formadas pelo RE formando vesículas 
secretórias que saem da célula por exocitose, ou vesículas intracelulares de reposição 
de membrana. 
 
27. Explique a locomoção celular feita por células imunes. 
As células imunes se movimentam por meio de um movimento ameboide. Onde há 
uma projeção de um pseudópode, que se adere ao tecido adjacente por meio de 
receptores e depois puxa o restante da célula. (desenhar) 
 
28. Qual a importância da calsequestrina? 
A calsequestrina é como uma proteína “guarda-roupa”, localizada no interior do 
Retículo sarcoplasmático, que quela o cálcio, e permite o acumulo do íons 40 vezes 
mais que o normal. 
 
 
 
 
 
 
29. Disserte sobre todos os processos que envolvem desde o potencial de ação 
neural até a contração muscular cessar. 
O potencial de ação chega na fibra nervosa, 125 vesículas de acetilcolina são 
liberadas, quando esse potencial de ação se propaga faz com que os canais de Ca+ 
se abram permitindo a passagem de íons Cálcio presente na fenda sináptica para 
dentro da fibra nervosa. Esses íons agem como ímãs para as vesículas de acetilcolina, 
as atraindo para as extremidades da membrana neurais. As vesículas se fundem a 
membrana, liberando a ACH por meio de exocitose na fenda sináptica. 
Nas fendas subneurais presentes na fibra muscular, existem receptores de ACh que 
são canais iônicos (proteínas canais dependentes de ligantes), na presença da Ach os 
canais se abrem permitindo a entrada de íons sódio, que provocam uma alteração 
potencial positiva (despolarização) chamado Potencial da placa motora. (enquanto tem 
Ach os receptores são estimulados, para evitar a recitação continua, a acetilcolina é 
removida por uma enzima presente na fenda sináptica chamada de acetilcolinesterase 
e também uma pequena quantidade sai da fenda sináptica). 
 Esse potencial inicia um potencial de ação muscular que se propaga ao longo da fibra 
muscular por meio dos Tubulos T. A medida que o potencial de ação se propaga pelos 
túbulos t, os receptores de di-idropiridina detectam a variação de voltagem e se 
ativam, desencadeando a abertura dos canais de liberação de cálcio das cisternas do 
Reticulo sarcoplasmático. Esses canais permanecem abertos, por milissegundos, 
permitindo a passagem de Ca+ para o sarcoplasma. 
Esses íons de Ca+ se ligam a troponina C do complexo troponina-tropomiosina da 
actina, fazendo com que esse complexo se ative, descobrindoos locais ativos 
presente na Actina-F. As cabeças da miosina são atraídas e se ligam aos locais ativos 
da actina, o que provoca alteração nos braços da miosina, fazendo com que as 
cabeças se inclinem. Essa inclinação é chamada de força de deslocamento. Então, 
imediatamente após a inclinação, a cabeça se separa do local ativo e volta pra sua 
direção estendida se combinando com um novo local ativo. Esse movimento ocorre 
sucessivamente, puxando a actina para o centro da miosina. 
Enquanto isso ocorre, a Bomba de Ca+ que está continuamente ativada devolve o 
Ca+ para dentro do Reticulo sarcoplasmático. Cessando a contração muscular.