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Fisiologia Celular 1) As organelas estão no interior das células e são delimitadas por membranas formadas, principalmente, por lipídeos, proteínas e, dependendo do tipo, desempenham diferentes funções. Explique qual a principal função dos: retículo endoplasmático liso e rugoso, complexo de Golgi, lisossomos e mitocôndria. O retículo endoplasmático liso tem como principal função a síntese de substâncias lipídicas e o retículo endoplasmático rugoso é responsável pela síntese proteica. A função do complexo de Golgi é processar as substâncias que estão contidas no retículo endoplasmático após as mesmas serem transportadas para ele, formando os lisossomos, vesículas secretórias e outros componentes citoplasmáticos. Os lisossomos são organela que contem enzimas hidrolíticas responsáveis pela quebra de estruturas celulares danificadas (lise), partículas de alimentos ingeridos pela célula e materiais indesejados, por exemplo, as bactérias. A mitocôndria na sua área interna é preenchida por uma matriz que contem enzimas dissolvidas, responsáveis por extrair a energia dos nutrientes, que será utilizada na síntese do ATP. 2) São quatro tipos de transporte que ocorrem na membrana celular. Cite quais são, explique cada um e dê exemplos de substâncias que são transportadas em cada tipo de transporte. Os quatros tipos de transportes que ocorrem na membrana celular são: difusão simples, difusão facilitada, osmose e transporte ativo. Difusão simples: representa o movimento continuo das moléculas através dos poros da membrana celular, por sua própria energia cinética. O processo é passivo, sem gasto de energia, e a força motriz é o próprio gradiente de concentração entre os dois lados da membrana. Na difusão simples não necessita de moléculas carreadoras. Exemplos: gases, água, íons e moléculas pequenas. Difusão facilitada: Este tipo de transporte de membrana ainda é passivo, no entanto, o transporte de uma substância através da membrana celular necessita de uma proteína transportadora ou carreadora. A molécula acopla-se a essa proteína transportadora, que pertence à membrana, e desloca-se de um lado a outro desta fazendo o movimento da molécula. Assim como na difusão simples, a força motriz é o gradiente de concentração do soluto. Exemplos: aminoácidos e glicose. Osmose: Osmose é o transporte da água (solvente) através de uma membrana semipermeável (permeável à água e impermeável ao soluto), devido à espessura pequena do poro da membrana. A água passa de um meio menos concentrado de partículas para o mais concentrado. Esse processo ainda é considerado passivo, e a força motriz é o gradiente de concentração da água. As partículas existentes nos meios intracelulares e extracelulares exercem uma pressão denominada pressão osmótica, a qual determina a osmolaridade da água através da membrana celular. É essa pressão que interrompe por completo a osmose. Exemplo: água. Transporte ativo: é responsável pelo transporte de substâncias contra um gradiente de concentração. Esse processo é considerado ativo devido ao gasto de energia e necessita de um transportador ou carreador específico. Exemplos: sódio e potássio (bomba de sódio e potássio), hidrogênio, cloreto, íons cálcio, ferro, aminoácidos, alguns açúcares, etc. 3) O potencial de ação é uma alteração na voltagem da membrana celular diante de um estímulo. É através dos potenciais de ação que os sinais nervosos são transmitidos por toda a membrana da fibra. Para a condução do impulso nervoso, esse potencial de ação deve percorrer toda a fibra nervosa. Quais as fases do potencial de ação? Explique cada uma. Despolarização, repolarização e hiperpolarização são as fases do potencial de ação. Despolarização: quando a célula está com o potencial de membrana de -70 milivolts (potencial de repouso), antes do início do potencial de ação, diz-se que a membrana está polarizada. Com a chegada de um estímulo, que pode ser químico, mecânico, térmico, entre outros, a membrana celular torna-se permeável aos íons sódio, que entram imediatamente a favor do gradiente eletroquímico. Assim, devido à entrada de sódio na célula, que são íons carregados positivamente, a polaridade é neutralizada, chegando a zero, ou ocorre uma inversão de cargas, tornando a célula positivamente carregada – despolarização. Repolarização: depois de a permeabilidade da membrana aos íons sódio ter aumentado, os canais de sódio começam a fechar e os de potássio a se abrir, e a membrana fica mais permeável ao potássio. Desse modo, pode-se imaginar que, após a despolarização, existe um excesso de cargas positivas e, portanto, com a difusão dos íons potássio para o exterior da célula, essa polaridade é restabelecida, tornando-a repolarizada Hiperpolarização: também conhecida como hiperpolarização tardia e ocorre devido à atividade elevada da bomba de sódio e potássio. Estando a célula com excesso de sódio em seu meio interno, a bomba passa a trabalhar de forma extremamente eficiente para restabelecer o equilíbrio, enviando íons sódio para fora e íons potássio para dentro da célula, causando uma hiperpolarização que dura pouco tempo, até que a bomba de sódio e potássio volte ao seu ritmo normal. Essa fase é caracterizada pelo aumento da atividade da bomba de sódio e potássio. 4) Mais de 40 substâncias neurotransmissoras já foram descobertas. Quais as mais conhecidas? Para responder, divida em: neurotransmissores periféricos e neurotransmissores centrais. Neurotransmissores periféricos: acetilcolina, adrenalina e noradrenalina. Neurotransmissores centrais: GABA (ácido gama-aminobutírico), glutamato, glicina, serotonina, substância P, encefalinas, hormônios peptídicos (entre outros). Sistema Nervoso 1) O Sistema Nervoso Central (SNC) é capaz de realizar inúmeras atividades complexas. Qual é a sua função básica? E quais as suas funções superiores? A função básica do sistema nervoso central é receber informações sobre as variações externas e internas e produzir respostas por meio dos músculos e glândulas, contribuindo juntamente com o sistema endócrino para a homeostase (equilíbrio) do organismo. São funções superiores do (SNC): a memoria (que corresponde à capacidade de armazenar informações e, depois, resgata-las), o aprendizado, o intelecto, o pensamento e a personalidade. 2) A organização do Sistema Nervoso (SN) pode ser classificada, morfológico e funcional, em três vias. Quais são estas vias? Explique cada uma. Vias aferentes, vias eferentes e vias de associação. Vias aferentes: trazem as informações ao sistema nervoso central (SNC). Vias eferentes: são as vias que levam a resposta que foi elaborada pelo sistema nervoso central (SN) ao órgão efetuador da resposta, que pode ser um músculo ou uma glândula. Vias de associação: além de analisar as informações, armazenam-nas sob a forma de memória para elaborar os padrões de respostas ou as respostas espontâneas. 3) A manutenção do equilíbrio corporal é de responsabilidade do cerebelo e é devido a ele que ações complexas podem ser executadas. Quais são estas ações? Por que isso ocorre? Andar de bicicleta ou tocar violão são exemplos destas ações. Isso ocorre devido às diferentes informações sensoriais (como posição articular e grau de estiramento muscular), auditivas e visuais que chegam ao cérebro. 4) Uma diferença entre os nervos simpáticos e parassimpáticos é a secreção de hormônios pelas fibras pós-ganglionares. Os neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso parassimpático secretam qual substância? E, por isso, como é chamado? E qual substância o Sistema Nervoso Simpático secreta? E por isso, como é chamado? Os neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso parassimpático secretam acetilcolina e são chamadas de colinérgicos. O sistema nervoso simpático secreta a noradrenalina e é chamado de neurônio adrenérgico. 5) A parte responsável pela análise dos estímulos internos e externos ao organismo é o Sistema Nervoso Sensorial. Essas informações são utilizadas para atender quais funções? As informações são utilizadas para atender a percepção e interpretação,o controle do movimento, a regulação de funções de órgãos internos e a manutenção de consciência. 6) O que é fadiga sináptica? Por que ela é importante? A fadiga sináptica é o meio pelo qual o sistema nervoso permite que uma reação nervosa desapareça para dar lugar a outras. Ela é importante porque, por meio dela, o excesso de excitabilidade do cérebro durante uma convulsão epilética pode ser finalmente superado para que cesse. Esse mecanismo funciona, principalmente, pela exaustão total ou parcial dos estoques de substâncias transmissoras nos terminais pré-sinápticos. 7) O que é placa motora e unidade motora? Placa motora é a região especializada do sarcolema da fibra muscular, localizada na junção neuromuscular. E a unidade motora é cada neurônio motor, juntamente com todas as fibras motoras que ele inerva. 8) As fibras musculares são classificadas de acordo com sua velocidade de contração e resistência à fadiga. Existem três tipos de fibras que são predominantes na composição dos músculos. Quais são? Explique cada um. As três fibras musculares que são predominantes na composição dos músculos são: fibras oxidativas de contração lenta, fibras glicolíticas oxidativas de contração rápida e fibras glicolíticas de contração rápida. Fibras oxidativas: As fibras oxidativas, ou fibras do tipo I, são caracterizadas pelo alto conteúdo mitocondrial (onde estão as enzimas oxidativas) e baseiam seu metabolismo energético preferencialmente na via aeróbia-oxidativa. Possuem mais mioglobina e capilares do que qualquer outro tipo de fibra, que, juntamente com o alto conteúdo mitocondrial, fazem com que essas fibras tenham grande capacidade de metabolismo aeróbio e alta resistência à fadiga. Fibras glicolíticas oxidativas de contração rápida: As fibras glicolíticas, também chamadas de fibras do tipo IIX, possuem baixo conteúdo mitocondrial. No entanto, são fibras ricas em enzimas glicolíticas e, por isso, baseiam seu suprimento energético principalmente na quebra de glicogênio e glicólise, o que lhes fornece uma grande capacidade anaeróbia. São chamadas de fibras de contração rápida e são menos resistentes à fadiga. Em contrapartida, apresentam a maior Vmáx de todos os tipos de fibras. Fibras glicolíticas de contração rápida: As fibras oxidativas-glicolíticas de contração rápida são uma mistura das duas anteriores, possuindo características tanto de uma como de outra e, também, são conhecidas por fibras do tipo IIA ou fibras intermediárias. Essas fibras são extremamente adaptáveis. 9) O que é tônus muscular? Tônus muscular é propriedade que o musculo esquelético possui de transmitir, na maior parte do tempo, impulsos nervosos contínuos a todos os músculos, especialmente às unidades motoras menores, mantendo nelas uma leve tensão, evitando que se tornem flácidos e, também, permitindo que o músculo reaja a um estímulo forte muito mais rápido do que faria se não existisse essa leve tensão. 10) Quais os tipos de contração muscular? Explique cada uma. Contração isométrica e contração dinâmica (isotônica). Contração isométrica: (iso = mesmo; métrico = comprimento), o músculo gera força sem que ocorra encurtamento muscular. Nessa condição, a tensão muscular aumenta, mas não ocorre movimento. Os músculos posturais do corpo, que atuam para manter a posição estática durante longos períodos na posição em pé ou sentada, estão em contração isométrica. Contração dinâmica: (antes chamada de contração isotônica) envolve a maioria dos tipos de exercício ou de atividades esportivas e resulta no movimento de partes do corpo. Durante essa ação do músculo, podem ocorrer dois tipos de movimento, o excêntrico ou o concêntrico. No movimento excêntrico, o músculo é ativado, produz força, porém é alongado, enquanto, no movimento concêntrico, o músculo se encurta. 11) O músculo esquelético possui vários tipos de receptores sensoriais, como os quimiorreceptores, os fusos musculares e os órgãos tendinosos de Golgi. Explique como cada um funciona. Os quimiorreceptores: são terminações nervosas livres especializadas em enviar ao sistema nervo central (SNC) informações sobre alterações de pH no músculo, concentrações de potássio extracelular e alterações das concentrações de O2 e CO2. Eles são importantes na regulação cardiopulmonar no exercício. Os fusos musculares: funcionam como um detector de comprimento e são encontrados na maioria dos músculos locomotores humanos. Os músculos que requerem controle motor mais fino possuem maior densidade de fusos. Em contraste, os músculos que realizam movimentos grosseiros, como o quadríceps, possuem relativamente poucos fusos. Os órgão tendinosos de Golgi: têm função de monitorar continuamente a tensão produzida pela contração muscular. Eles estão localizados no tendão e posicionados em série com as fibras extrafusais. Essencialmente, os órgãos tendinosos de Golgi servem como um dispositivo de segurança que ajuda a impedir a força excessiva durante a contração muscular. Quando ativados, enviam informações à medula espinhal através dos neurônios sensoriais que excitam os neurônios inibitórios. Fisiologia Cardíaca 1) O que é infarto do miocárdio? O que pode acontecer no infarto leve e grave? O infarto do miocárdio acontece quando o fluxo sanguíneo coronário é interrompido (bloqueio de um vaso sanguíneo coronário) por mais de alguns minutos, ocorrendo uma lesão permanente no coração e, esse tipo de lesão leva à morte células musculares cardíacas. O número de células cardíacas que morrem devido à hipóxia determina a gravidade do infarto do miocárdio. Isto é, um infarto leve do miocárdio pode lesar apenas uma pequena porção do coração, enquanto um infarto grave do miocárdio pode destruir um grande número de células cardíacas. Um infarto do miocárdio grave diminui enormemente a capacidade de bombeamento do coração e, portanto, quanto menor for a lesão cardíaca durante um infarto do miocárdio, melhor. 2) Explique como ocorre o potencial de ação do músculo cardíaco. Pelo menos duas diferenças importantes entre as fibras musculares esqueléticas e as cardíacas provocam o potencial de ação mais prolongado e a presença do platô. Quais são estas diferenças? O potencial de membrana em repouso do músculo cardíaco normal é de aproximadamente -85 a -95 milivolts (mV) e de cerca de -90 a -100 mV nas fibras de condução especializadas, as fibras de Purkinje. O potencial de ação é de 105 mV, o que quer dizer que o potencial de membrana se eleva de seu valor normalmente muito negativo para um valor ligeiramente positivo, de +20 mV. A membrana permanece despolarizada por cerca de 0,2s no músculo atrial, e 0,3s no músculo ventricular, formando o platô. No final do platô, ocorre a repolarização abrupta. A presença desse platô no potencial de ação faz a contração muscular durar de 3 a 15 vezes mais no músculo cardíaco do que no músculo esquelético. Além da abertura de um grande número de canais rápidos de sódio, assim como ocorre na fibra muscular esquelética, na fibra muscular cardíaca, o potencial de ação é provocado também pela abertura de canais lentos de cálcio, que mantêm o longo período de despolarização, determinado o platô da fibra muscular cardíaca. A outra importante diferença é que o efluxo de íons potássio, durante o platô, diminui acentuadamente, impedindo o retorno precoce da voltagem do potencial de ação para o seu valor de repouso. 3) Explique sobre o mecanismo de Frank-Starling. O mecanismo de Frank-Starling do coração é a capacidade intrínseca que o coração possui de se adaptar aos diferentes volumes de sangue que fluem para o seu interior. Esse mecanismo diz que, quando ocorre aumento do volume diastólico final, dentro dos limites fisiológicos do coração, o coração irá se contrair com mais força, o que resulta em maior volume sistólico (volume ejetado pelo coração). 4) Além do sistema especializado para a geração e condução rápida de impulsos rítmicos no coração, muitas fibras cardíacas têm a capacidade de auto excitação, um processo que pode causar descarga automática rítmica e contração. Esseé o caso de quais fibras? Em condições normais, qual a função do nodo sinoatrial? Esse é o caso das fibras do nodo sinoatrial. Em condições normais, o nodo sinoatrial (SA) controla a frequência dos batimentos de todo o coração porque sua frequência de descargas rítmicas é maior do que a de qualquer outra parte do coração. 5) O eletrocardiograma normal é composto por uma onda P, um "complexo QRS" e uma onda T. Explique como é formada cada uma destas ondas. O complexo QRS é comumente formado por três ondas distintas, a onda Q, a onda R e a onda S. A onda P é decorrente da despolarização atrial, que ocorre antes da sua contração. O complexo QRS resulta da despolarização ventricular. Assim, tanto a onda P quanto os componentes do complexo QRS são ondas de despolarização. Já a onda T se deve à repolarização ventricular. Portanto, cada onda é resultado da atividade elétrica do coração. 6) Explique o que é volume diastólico final, volume sistólico final e débito cardíaco. Durante a diástole, o volume de cada ventrículo aumenta, normalmente, até o valor de 110 a 120 ml. Esse volume é conhecido como volume diastólico final, que corresponde ao volume total de sangue contido em cada ventrículo no final da diástole imediatamente antes da sístole. Em seguida, durante a sístole, o volume de sangue ejetado de cada ventrículo para a circulação, aproximadamente 70 ml, é denominado volume sistólico. O volume de sangue que permanece em cada ventrículo ao final da sístole, cerca de 40 a 50 ml, é denominado de volume sistólico final. O débito cardíaco é a quantidade de sangue que o ventrículo esquerdo bombeia para a aorta a cada minuto. O débito cardíaco varia em torno de 5 a 6 litros no indivíduo adulto normal, sendo igual à frequência cardíaca multiplicada pelo volume sistólico. Considerando que o sistema circulatório é um sistema fechado, o débito cardíaco do lado esquerdo do coração não pode ser diferente do lado direito. 7) Explique o que é e como ocorre a primeira e a segunda bulha cardíaca. Bulhas cardíacas são os sons produzidos pelo coração e, são produzidos após o fechamento das válvulas cardíacas, sendo causados pela vibração das válvulas que constituem as valvas cardíacas imediatamente após seu fechamento. A primeira bulha que escutamos ocorre após o fechamento das valvas AV tricúspide e mitral. A vibração é de tom baixo e mantém-se por período relativamente longo. A segunda bulha ocorre após o fechamento das valvas pulmonar e aórtica e produz um estalido relativamente rápido, pois essas válvulas se fecham com extrema rapidez e as regiões circunvizinhas vibram apenas por curto período. 8) Como ocorre o controle nervoso do coração? Para responder esta pergunta, explique sobre os componentes simpático e parassimpático. Além de sofrer regulação local (por exemplo, o mecanismo de Frank-Starling), o coração também é regulado através de nervos simpáticos e parassimpáticos. Os nervos simpáticos promovem o aumento da frequência cardíaca do coração, e o estímulo parassimpático (vagal) promove a diminuição dos batimentos. Os nervos parassimpáticos (os vagos) distribuem-se principalmente para os nodos sinusal e A-V, em menor escala para o músculo dos dois átrios e menos ainda para o músculo ventricular. Os nervos simpáticos, em contrapartida, distribuem-se a todas as partes do coração, especialmente o músculo ventricular, assim como para todas as outras áreas. 9) Qual a relação entre o fluxo sanguíneo, a pressão e a resistência? A relação entre o fluxo sanguíneo, a pressão e a resistência é dada pela equação: Fluxo sanguíneo = Pressão Resistência 10) O que é pressão arterial sistólica e diastólica? Quais valores são encontrados no repouso? O que é hipertensão? Os movimentos de diástole cardíaca proporcionam o aumento de volume do coração enquanto este se enche de sangue. Considera-se a pressão arterial sistólica (PAS) normal no valor de 120 mmHg e a diastólica (PAD) no valor de 80 mmHg. Caracteriza-se hipertensão arterial se a PAS atingir um valor igual ou superior a 140 mmHg e a PAD igual ou superior a 90 mmHg. 11) A pressão arterial de pulso ou diferencial é a diferença de pressão entre pressão arterial sistólica (PAS) e pressão arterial diastólica (PAD) (120-80 = 40 mm Hg). O que ocorre quando ela chega até zero? É essa diferença de pressão que faz o sangue circular, se ela for zero, a circulação para. 12) O duplo produto (DP) é definido como o produto da frequência cardíaca pela pressão arterial sistólica (FC X PAS). Como ele pode ser utilizado? O duplo produto, entre outras indicações, geralmente é utilizado para a prescrição de exercício. Por exemplo após a realização de um teste ergométrico com um cardiologista, se a pessoa apresentou algum sintoma durante a realização que fez o teste parar (dor toráxica, elevação da PAD, arritmia cardíaca), deve-se calcular o duplo produto (DP) da pessoa nesse momento, e a atividade recomendada não deve chegar a esse valor, uma vez que muitos problemas cardiovasculares que ocorrem durante a atividade física podem ser desencadeados pelo aumento da pressão arterial e ou da frequência cardíaca. 13) A pressão arterial sistólica (PAS) normal é de aproximadamente 120 mmHg e a diastólica (PAD) é próxima de 80 mmHg. Quais os procedimentos para aferir a pressão arterial? Os procedimentos para medir a pressão arterial são: 1. Localizar a artéria braquial, localizada na parte interna do cotovelo, por palpação. 2. Posicionar o manguito em torno do braço de 2cm a 3cm acima da fossa antecubital, centralizando a bolsa de borracha sobre a artéria braquial. 3. Manter o braço do paciente na altura do coração. 4. Colocar o estetoscópio nos ouvidos e posicionar a campânula do estetoscópio suavemente sobre a artéria braquial, na fossa antecubital, evitando compressão excessiva. 5. Inflar rapidamente o manguito, aproximadamente 180 mm, para a condição de repouso ou 200 mm Hg durante ou imediatamente após o exercício. 6. Abrir lentamente a válvula para redução da pressão no manguito (1 a 2 mm Hg por segundo). 7. Ao auscultar o primeiro ruído de Korotkoff (primeiro som audível), verificar o valor da pressão; é a Pressão Arterial Sistólica. 8. Continuar reduzindo a pressão no manguito. Observar as mudanças no timbre dos ruídos de Korotkoff. 9. No último ruído de Korotkoff audível, verificar o valor da pressão; é a Pressão Arterial Diastólica. 10. Desinflar totalmente o manguito e retirá-lo do braço. 11. Esperar de 1 a 2 minutos, caso seja necessário realizar novas medidas. Referencia DUARTE, F. O. STOTZER, U. S. Fisiologia humana geral e aplicada. Batatais: Claretiano, 2013. (Caderno de Referência de Conteúdo - Unidade 01 – Fisiologia Celular). DUARTE, F. O. STOTZER, U. S. Fisiologia humana geral e aplicada. Batatais: Claretiano, 2013. (Caderno de Referência de Conteúdo - Unidade 02 – Sistema Nervoso). DUARTE, F. O. STOTZER, U. S. Fisiologia humana geral e aplicada. Batatais: Claretiano, 2013. (Caderno de Referência de Conteúdo - Unidade 03 – Fisiologia Muscular). DUARTE, F. O. STOTZER, U. S. Fisiologia humana geral e aplicada. Batatais: Claretiano, 2013. (Caderno de Referência de Conteúdo - Unidade 04 – Fisiologia Cardíaca).