Homeostasia, Organização do Corpo Humano, Membrana Plasmática e Transporte de Glicose

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1. Explique o significado funcional de homeostasia.
Homeostasia é a tendência existente em alguns organismos para o equilíbrio e conservação de elementos fisiológicos e do metabolismo através de alguns mecanismos de regulação, por exemplo, quando substâncias químicas estão em concentrações adequadas, a temperatura é estável e a pressão é apropriada.
2. Explique a organização funcional do corpo humano.
A célulaé a unidade básica da vida, eo corpo humano é formado por muitas células. O corpo humano também é composto por cerca de60% de líquidos, esse líquido pode estar dentro ou fora das células que estão no corpo. Dentro da célula esse líquido vai ser chamado de intracelular, e fora de extracelular. Dentro desse líquido no corpo encontramos íons e nutrientes, dos quais a célula necessita para viver. masas concentrações desses íons são diferentes nos líquidos intracelular e extracelular. Isso ocorre porque a célula necessita de concentrações específicas de determinados nutrientes. O líquido extracelular contém grande quantidade de sódio, cloreto e bicarbonato, mais alguns nutrientes como oxigênio, glicose, ácidos graxos e aminoácidos.O líquido intracelular contém grande quantidade de potássio, magnésio e fosfato. E é através da membrana celular que será regulado o fluxo desses elementos entre esses líquidos, através de mecanismos especiais de transporte através da membrana celular. Um outro processofundamental é a homeostasia, que é a manutenção das condições constantes no corpo, é um mecanismo de resposta quando as condições se alteram, produzido pela incessante interação de todos os processos reguladores do corpo. E diversos sistemas do corpo atuam para garantir esse equilíbrio como o sistema nervoso, que detecta os desvios do estado normal, emitindo sinais na forma de impulsos nervosos, para controlá-los e o sistema endócrino que através de um grupo de glândulas secretam hormônios para o sangue.
3. Explique a organização molecular da membrana plasmática e a função dos seus constituintes.
Os componen­tes mais abundantes das membranas celulares são fosfolípidos e proteínas; por isso, costuma-se dizer que elas têm constituição lipoprotéica. Além desses com­ponentes, as membranas das células animais também apresentam colesterol na sua constituição, diminuindo a interação entre as moléculas de fosfolipídios, mantendo a fluidez da membrana, mesmo em baixas temperaturas.
As moléculas de fosfolípidos da membrana plasmática dispõem-se lado a lado. Os fosfolípidos deslocam-se continuamente, mas sem perder o contato uns com os outros, o que confere grande dinamismo às membranas biológicas. Os lipídios formam uma barreira impermeável a substâncias hidrofílicas, possuem uma região polar, com afinidade pela água (hidrófila), uma região apolar, com afinidade pelas cadeias de carbono dos lipídios (hidrófoba ou lipofílica)
 As proteínas da membrana estão incrustadas na du­pla camadadefosfolípidos, elastem funções variadascomo transportadores, receptores e enzimas e algumas proteínas estão aderentes superficialmente à membrana, enquanto outras se encon­tram totalmente mergulhadas na estrutura homogénea dos fosfolípidos, atravessando a membrana de lado a lado; além disso, elas podem movimentar-se paralela­mente ao plano da membrana. As transportadoras atuam no transportede substâncias para dentro ou fora da célula. As receptoras atuam como moléculas receptoras que se ligam a substâncias extracelulares, desencadeando alguma atividade dentro da célula.E na face externa na membrana se localizam os glicídiosformando os glicocálices, que podem ser glicolipídios, ligadas aos lipídios das membranas, glicoproteínas, ligadas às proteínas das membranas.
 Eles atuam Identificando uma célula do mesmo tecido, promovendo adesão entre elas ou identificando célula estranha, para ataque.
4. Onde se localizam e como funcionam os transportadores de glicose denominados SGLT (“sodium-glucoselinkedtransporter”)? 
A glicose é uma molécula polar, insolúvel na membrana plasmática, e o seu transporte é realizado através de difusão facilitada, portanto a favor de seu gradiente de concentração, e dependente da presença de proteínas transportadoras (GLUTs) na superfície de todas as células. Além disso, em células epiteliais como as do intestino delgado e do túbulo renal, os processos de absorção e reabsorção respectivamente, ocorrem através de um processo de transporte acoplado ao íon sódio, o qual promove um transporte contra gradiente de concentração de glicose e a favor do gradiente de concentração de Na+, através de proteínas transportadoras (SGLTs) presentes no bordo em escova da célula epitelial. Nestas células, a glicose concentrada no intracelular difunde-se para o extracelular por difusão facilitada através de GLUTs presentes na membrana basolateral.  
 
Explique os mecanismos de transporte: 
 
a) exocitose 
Processo pelo qual as células eucariotas libertam para o meio extracelular substâncias armazenadas em vesículas. As vesículas de secreção fundem-se com a membrana plasmática e libertam o seu conteúdo para o exterior da célula. A exocitose permite a eliminação de resíduos da digestão intracelular de partículas, a secreção de partículas produzidas pela célula e também o crescimento e alteração da membrana celular. 
b) difusão simples 
Movimento de partículas através de uma membrana com permeabilidade selectiva de um meio de maior concentração de soluto (meio hipertónico) para um meio de baixa concentração de soluto (meio hipotónico). Quando é atingido o equilíbrio de concentrações ambos os meios são isotónicos (com concentrações de soluto equivalentes), o movimento de partículas continua mas a quantidade de partículas que passam em ambos os sentidos é equivalente, mantendo-se o equilíbrio dinâmico. O mecanismo de difusão simples é considerado um transporte não mediado passivo, isto é, não depende da intervenção de proteínas específicas mas apenas da agitação térmica das moléculas, não havendo gasto de energia por parte da célula, tal como na osmose.
 
c) osmose 
 
Movimento de moléculas de água através de uma membrana selectivamente permeável. O mecanismo de osmose depende do potencial da água e das concentrações dos solutos de cada lado da membrana, isto é, a água move-se de regiões de elevado potencial de água (hiperosmótico) com menor concentração de soluto (meio hipotónico) para regiões de baixo potencial de água (hipoosmótico) com maior concentração de soluto (meio hipertónico).
d) transporte ativo 
Consiste no movimento de moléculas de um meio de menor concentração para um meio de maior concentração de soluto.
Esse transporte possui dois tipos:
Primário: necessita de uma proteína carreadora, a qual consegue fracionar uma molécula de ATP para gerar energia e deslocar o soluto
Secundário: neste, a energia é derivada do armazenamento energético oriundo da atividade do transporte ativo primário. Portanto, com a energia produzida primariamente, há o armazenamento de parte deste para produzir um transporte secundário, sem que seja necessária a atividade da enzima ATPase. Há dois tipos deste transporte:
1º Co-transporte: a medida que o soluto entra na célula por sua proteína carreadora, movendo-se de um meio de maior concentração para o de menor concentração, essa sua tendência de difusão tende a arrastar outra molécula consigo.
2º Contratransporte: neste os íons/solutos se movimentam em sentidos opostos. Da mesma maneira como descrito para o co-transporte para a obtenção de energia, neste a molécula a ser transportada movimenta-se em sentido oposto àquela que se difunde passivamente.
e) bomba de sódio potássio 
A bomba Na/K é responsável pelo gradiente de concentração de Na e K atavés das membranas celulares mantendo baixa a concentração intracelular de Na e alta a concentração de K.
 Quando o sódio está presente no LIC, a enzima ATPase se liga ao ATP hidrolizando-o, o fosfato terminal do ATP é então trasnferido para a enzima que vai receber uma forma altamente energética, e sob essa forma energética induza ligação de três íons Na , após o Na se ligar a bomba ela sofre uma mudança conformacional (mudança na sua forma e aspecto molecular) que faz com que se abra uma passagem para o LEC e assim ela libera o os 3 íons Na para o LEC, e em seguida dois íons K que estão no LEC se ligam, o fosfato que está ligado gerando alta energia se desprende e converte a bomba a sua forma anterior e original e assim o K é levado para o LIC.
 
f) difusão facilitada
A difusão facilitada é o transporte passivo de substâncias pela membrana plasmática, sem gasto de energia metabólica da célula, permitindo a passagem de substratos (moléculas ou íons) de um meio mais concentrado para um menos concentrado, através da específica mediação de proteínas transportadoras, enzimas carreadoras ou permeases, existentes ao longo da membrana plasmática. Não é por ser facilitada, que esse tipo de transporte ocorre desordenadamente, sem fluxo ou necessidade celular. As proteínas carreadoras possuem em sua estrutura sítios específicos de ligação conforme o substrato.
6. Explique o potencial de membrana e as bases iônicas do potencial de ação neural.
Potencial de membrana é a diferença de potencial elétrico que pode ser medida entre os dois lados de uma membrana celular. Já as bases iônicas do potencial de ação neural são a despolarização rápida e propagável; que ocorre na membrana de um neurônio, causada pela mudança temporária na permeabilidade ao íons Na/K, causando liberação de neurotransmissor.
7. Explique a estrutura de uma sinapse química e o funcionamento de uma sinapse excitatória e inibitória.
São polarizadas, ou seja, apenas o elemento pré-sináptico, possui o neurotransmissor, que é armazenado em vesículas sinápticas. E sua forma pode ser axodendríticas, axossomáticas (com o pericário) ou axoaxônicas, (raramente um dendrito ou mesmo o corpo celular podem ser o elemento pré-sináptico).
O funcionamento pode ser excitatório (despolarizante): influxo de Na+ e inibitório (hiperpolarizante): efluxo de K+ ou influxo de Cl-
8. Em relação aos mecanismos de transmissão sináptica química, explique o significado de somaçãotemporal e somação espacial.
Somação temporal é quando dois ou mais estímulos sublimiares forem aplicados num intervalo menor que 1 ms, esses estímulos podem se somar e desencadear um PA.
somação espacial: quando dois ou mais estímulos sublimiares forem aplicados simultaneamente e bem próximos, eles podem se somar e desencadear um PA.
9. O que é período refratário absoluto e período refratário relativo?
 - período refratário absoluto: dura de 0,4 a 1 ms após a gênese do PA. Nesse período a célula não apresenta a sua característica de excitabilidade, ou seja, não é capaz de responder a nenhum tipo de estímulo nervoso mesmo que ele seja supralimiar.
 - período refratário relativo: dura de 10 a 50 ms após a gênese do PA. Nesse período as respostas somente poderão ser geradas quando da aplicação de estímulos supralimiares.
10. O que significa “transdução de sinais celulares” e quais sistemas fisiológicos dependem dessesmecanismos?
(mesmo que o seu) 
11. Qual é a diferença básica entre neurotransmissor e hormônio?
Hormonios são liberados na corrente sanguinea e os neurotransmissores passam de neurônio para neurônio.
12. O que é neuro-hormônio? Exemplifique.
Neuro hormônio pode agir tanto como hormônio, quanto como neurotransmissor, um exemplo disso é a Adrelalina.
13. O que são proteínas G e como podem ser classificadas?
Proteína G é uma classe de proteínas envolvida na transdução de sinais celulares. Elas são chamadas de proteínas G porque funcionam como "chaves moleculares", alternando entre um estado de ligação com uma guanosina difosfato inativa (GDP) e outro com uma guanosina trifosfato ativa (GTP).
14. a) O que significa “segundo mensageiro celular”? Quais são as vantagens da ativação de segundomensageiros?
Segundos mensageiros intracelulares são moléculas de sinalização liberadas pela célula para provocar alterações fisiológicas tais como a proliferação, diferenciação, translocação de vesículas, produção de enzimas e a apoptose(morte celular programada). Ocorrem em resposta a ativação de receptores celular por hormônios, neurotransmissores ou fatores de crescimento, que podem assim ser considerados os primeiros mensageiros
( tem 14 B e C no email)
15. Explique a organização molecular da fibra estriada esquelética.
As fibras musculares estriadas esqueléticas constituem o que se chama habitualmente de músculo esquelético.
As fibras são longas células em forma de cilindros que podem chegar a vários centímetros de comprimento. As células são multinucleadas e a posição de seus núcleos é periférica, junto à membrana plasmática. Os núcleos têm cromatina clara e são elípticos
Além de seus núcleos periféricos, outra importante característica é a presença de estriações transversais no citoplasma.
A estriação só pode ser observada em células vistas longitudinalmente e a posição periférica dos núcleos é melhor observada em cortes transversais.
16. Descreva o mecanismo da transmissão neuromuscular (funcionamento da placa motora) e da contraçãomuscular.
Um tipo diferente de transmissão nervosa ocorre quando um axônio se liga a uma fibra do músculo esquelético, em uma estrutura especializada chamada de junção neuromuscular. Um potencial de ação que ocorre nesse local é conhecido como transmissão neuromuscular. Em uma junção neuromuscular, o axônio subdivide-se em inúmeros botões terminais localizados em depressões formadas na placa motora. A acetilcolina é o transmissor especial utilizado na junção neuromuscular.
Placa motora ou junção mioneural é a região da superfície de uma fibra muscular onde um ramo de um axônio forma uma sinapse com a fibra. Neste local um impulso nervoso que chega pelo axônio pode resultar em uma contração muscular. 
17. Quais são as funções do ATP e do Ca 2+ na contração muscular?
A ação do cálcio fundamenta-se sobre a alteração conformacional da molécula proteica: uma vez ligado à troponina C, esta deformação molecular decorrente faz com que os sítios para a conexão actina-miosina fiquem expostos. Assim, dá-se o acoplamento entre os filamentos contráteis, onde a ponte cruzada da molécula de miosina se liga ao local adequado da molécula de actina. A partir deste ponto, ocorre o deslizamento. Para viabilizar este fenômeno, no entanto, é fundamental a hidrólise do ATP (Adenosina trifosfato), liberando energia, que é convertida em energia mecânica. A seguir, uma nova molécula de ATP é necessária para que ocorra o desligamento entre os filamentos contráteis; esta molécula não é hidrolisada neste momento, pois sua simples ligação à cabeça da miosina altera a conformação da molécula e reduz a afinidade entre as proteínas contráteis.
Deste modo, o ATP é essencial tanto para a contração, quanto para o relaxamento. O fator central para a afinidade entre a actina e a miosina é o cálcio; a função do ATP é a liberação de energia para a ocorrência do movimento, entre outras ações. Este ATP advém de quaisquer rotas metabólicas analisadas até agora. Enquanto há cálcio ligado à troponina, há ciclagem de pontes cruzadas e contração muscular. 
18. Quais são as funções da bomba de Na/K/ATPase e da bomba de Ca 2+ , na contração muscular?
A bomba de sódio e potássio tem a função de reestabelecer as concentrações desses íons na célula, pois quando o potencial de ação da unidade motora chega as fibras musculares ocorre a liberação de neurotransmissores e quando este se liga a receptores pode haver a ativação da abertura de canais de sódio despolarizando a membrana, portanto a bomba repolariza a membrana. A bomba de cálcio também tem essa função de reestabelecer a concentração do íons na célula, assim para que a fibra muscular se contraia é preciso que o retículo sarcoplasmático libere o cálcio armazenado na organela para se ligar a miosina, portanto a bomba é ativada pela retornar a concentração intracelular. 
19. O que é unidade motora? Que vantagens esse tipo de organização neuromuscular propicia?
Unidademotora é composta por um único neurônio motor e todas as fibras musculares que ele inerva. A estimulação de um neurônio motor produz a contração de todas as fibras musculares de uma determinada unidade motora. Por tanto, a força total de uma contração estabelece-se em parte ajustando ele número de unidades motoras que são ativas.
20. Considerando que a fibra muscular obedece a lei do tudo ou nada, de que maneira o músculo altera suaforça de contração ou a tensão por ele desenvolvida?
O músculo é capaz de alterar a sua força de contração ou tensão devido a sua capacidade de estimular muitas ou poucas fibras musculares por meio das unidades motoras, assim se é preciso um esforço maior dos músculos mais placas motoras serão estimuladas, enquanto que se o esforço for poucas placas motoras são estimuladas 
21. O que significa “transdução de estímulos sensoriais”?
Transdução de estímulos sensoriais é transformação dos sinais químicos ou físico em impulsos elétricos, realizado por células especializadas dos órgãos sensoriais
22. Quais são os sentidos gerais e especiais?
Os sentidos especiais são: visão, audição equilíbrio, gustação e olfato, já os gerais corresponde as percepções que todo o corpo tem com relação aos sentidos