Roteiro Fisiologia

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ROTEIRO DE QUESTÕES EM NEUROFISIOLOGIA 
 
JOÃO VITOR FERREIRA RIBEIRO 
ODONTOLOGIA 
 
 
1. Sobre o funcionamento do neurônio e células musculares 
 
1.1. Experimentalmente, como se evidencia a existência de um potencial de membrana (PM)? 
 
Conceitue PM. O PM tem o mesmo valor para todas as células? Por quê? 
 
R: Um potencial de membrana pode ser facilmente evidenciado através da indução de corrente 
elétrica em um tecido excitatório, Devido a presença de um PM, o tecido irá contrair e provar a 
existência do mesmo. Potencial de membrana é a diferença de potencial elétrico dentro da 
membrana plasmática de uma célula viva. Não, cada célula tem um PM diferente, pois cada uma 
tem uma distribuição desigual de íons entre o interior e o exterior célula e nem todas são 
excitáveis, além da diferentes graus de permeabilidade da membrana e, como esses íons são 
partículas carregadas, a sua quantidade e distribuição que irá definir o PM de cada célula. 
 
 
1.2. Conceitue "Resposta local". Defina potenciais sub-limiares e supra-limiares, o que é lei do "tudo ou 
nada"? É possível desencadear-se um potencial de ação usando-se vários estímulos sub-limiares? 
Justifique. 
 
R: A reposta local é o resultado de variações nas propriedades da membrana celular quando uma 
corrente maior é aplicada e o formato da membrana é alterado e, consequentemente, abre-se 
mais canais de íons que alterará a resistência da membrana e o aumentará a despolarização. Os 
potenciais sub-limiares e supra-limiares são os potenciais abaixo e acima, respectivamente, do 
potencial de membrana limiar, que seria o que ocorre numa probabilidade de 50% de chances. A 
lei do tudo-ou-nada diz respeito a necessidade do potencial aplicado atingir o limiar para que seja 
gerado o potencial de ação , caso contrário, não haverá nada. Se vários estímulos sub-limiares 
que, separados não atingem o limiar, pode ocorrer o fenômeno da somação, onde os estímulos 
são somados a outros até ultrapassar o limiar de gatilho do potencial de ação. 
 
1.3. O quê é potencial receptor? Como um estímulo mais forte é codificado no sistema nervoso. 
Explicar o fenômeno da adaptação dos receptores. Dê um exemplo de receptores de adaptação 
lenta e rápida. 
 
R: O potencial receptor é uma variação gradativa provinda da energia do estímulo, que é 
transformada assim para a membrana plasmática até atingir o limiar necessário Um estímulo mais 
forte é codificado de forma que o potencial receptor traduza até o limiar adequado. A adaptação é 
a maneira como os receptores reagem a estímulos contínuos e prolongados de forma que 
continuem sinalizando informações sensoriais. Um exemplo de adaptação rápida são os 
receptores de Pacini e Meissner e lentos os de Merkel e Ruffini. 
 
1.4. O quê é "unidade sensitiva"? Qual sua relação com discriminação sensorial? O quê é 
especificidade das vias sensitivas. Justifique a sensação visual causado por um estímulo 
mecânico aplicado ao olho, portanto, os neurônios do sistema visual são como uma linha marcada 
que pode se ativada. 
 
R: A unidade sensitiva é a região de um neurônio que será afetada em sua atividade e, 
dependendo da região do corpo que se encontra, irá definir a discriminação sensorial A 
especificidade das vias diz respeito ao tipo específico de energia quer será capaz de estimular as 
células daquela via. O olho é um órgão que apresenta fotorreceptores capazes de ativar o sistema 
visual com a chegada da luz, entretanto, mediante um estímulo mecânico, uma super estimulação 
de vários receptores excitados simultaneamente que também produzem sensações visuais 
difusas. 
 
1.5. Explicar oclusão (inibição) e facilitação. Dê um exemplo esquemático. 
 
R: A inibição diminuem a probabilidade do potencial de ação ser desenvolvido, seja pela 
hiperpolarização da membrana ou até mesmo na redução da resistência do neurônio ao influxo, 
gerando por consequência, um desvio das correntes sinápticas. A inibição pode atuar, por 
exemplo, nos movimentos dos músculos agonistas e antagonistas, nos quais o estímulo excita os 
agonistas e inibe os antagonistas. Já a facilitação é quando a eficácia da transmissão sináptica é 
aumentada afim de possibilitar o estímulo a ultrapassar limites, como ter um potencial suficiente 
para passar o limiar. 
 
 
1.6. Explicar a condução nervosa eletrotônica e saltatória. Qual o efeito da mielinização quanto à 
velocidade e metabolismo na condução de potenciais de ação na fibra? Qual a dependência da 
velocidade de condução com o diâmento das fibras? Qual o efeito dos anestésicos locais sobre a 
fibra nervosa? 
 
R: A mielina atua revestindo o corpo do neurônio agindo como um isolante elétrico e, assim, 
aumentando a velocidade da condução do potencial de ação. Esse tipo de condução chama-se 
saltatória justamente pois o impulso irá pular de um nodo de Ranvier para outro. Em relação ao 
diâmetro das fibras, mesmo sendo em fibras menos grossas, desde que mielinizadas, a 
transmissão é mais rápida do que em fibras com grandes calibres e não-mielinizadas. Os 
anestésicos podem funcionar impedindo a geração e a transmissão de impulsos sensoriais até 
bloqueando fibras sensitivas e motoras 
 
1.7. Como os ions K+; Na+, Cl- e proteínas se distribuem de um lado e de outro da membrana da célula 
nervosa? O quê é transporte ativo? Qual sua influência sobre a concentração dos íons? 
 
R: Através de bombas iônicas que bombeiam, através da membrana celular, íons de Na- para fora 
ao mesmo tempo que bombeia K+ para dentro. O transporte ativo é aquele que necessita de um 
gasto energético para funcionar. Essa bomba é responsável pela manutenção da concentração 
iônica no meio intracelular, além de estabelecer a voltagem elétrica dentro da célula. Além disso, 
através desse mecanismo, controla o volume celular, monitorando o que deve entrar e o que deve 
sair de moléculas para equilibrar a concentração iônica. 
 
1.8. Como o PM depende da permeabilidade seletiva da membrana e das concentrações de K+ e Na+? 
 
Como o PM depende do transporte ativo? O quê acontece quando o transporte ativo é inibido? 
 
R: O PM existe devido a diferença de potencial elétrico na separação de cargas no espaço, uma 
vez que as cargas negativas e as positivas são separadas pela barreira da membrana celular que 
possui a permeabilidade seletiva, monitorando quais cargas, na forma de íons, entram e saem. O 
Potencial de membrana depende do transporte ativo pois é ele que irá realizar o movimento das 
cargas mesmo contra o gradiente e, caso seja inibido, terá um déficit na manutenção do PM. 
 
 
1.9. O quê é despolarização e hiperpolarização? Como ocorrem no axônio? Relacione os fenômenos 
acima com permeabilidade e concentração de K+ e Na+. 
 
R: A despolarização é um fenômeno capaz de tornar o PM menos negativo, uma vez que a 
mudança do potencial faz com que a região intracelular fique positivo. A hiperpolarização, porém, 
é quando o PM fica mais negativo, no mesmo esquema da despolarização. Para ocorrer tais 
fenômenos, primeiro a membrana passa a ficar mais permeável aos íons positivos o que leva em 
consequência, uma grande difusão dos íons sódio para o interior do axônio. O estado normal de 
polarização é logo neutralizado pelo influxo de íons positivos. Por um curto espaço de tempo, 
seguinte à repolarização, a condutância ao potássio é maior que em repouso e logo o PM é 
impulsionado para o mais próximo do potencial de equilíbrio do potássio. Logo, a condutância ao 
potássio retorna ao seu nível de repouso e o PM despolariza-se ligeiramente, voltando ao 
potencial de repouso. 
 
1.10. O quê é potencial de ação (PA)? Relacione as fases de um PA com a permeabilidade da 
membrana ao Na e ao K. 
 
R: O potencial de ação são rápidas alterações que ocorrem na membrana celular e que podem se 
propagar com grande velocidade por uma fibra nervosa. O PA se relaciona com tais íons pois a 
concentração de Na, um íon positivo, é maior no meio extracelular e, para manter o equilíbrio 
dinâmico,em contrabalanço, o íon K está em maior concentração no meio intracelular; A 
permeabilidade seletiva da membrana possibilita a saída de potássio pelo gradiente de concentra 
e, ao fazer essa saída, deixa a membrana negativa. Quando o potássio volta para a celular, devido 
ao gradiente elétrico, dá-se o potencial da membrana que poderá se tornar um PA e ser 
propagado. Existem três fase de um potencial de ação que, iniciando no estágio de repouso, que é 
a situação que se encontra a membrana antes do início do potencial de ação. Logo após,no 
estágio de despolarização, a membrana fica muito mais permeável aos íons de sódio, levando o 
potencial para um valor positivo. No ultimo estágio, o estágio de repolarização, os canais de sódio 
fecham e os de potássio se abrem e logo, por essa difusão, restabelece o potencial de repouso 
novamente, 
 
1.11. Sódio e potássio contribuem igualmente para o valor do PM? Justifique. O quê é potencial de 
equilíbrio eletroquímico para o Na+? e para o K+? 
 
R: Não, eles não contribuem de maneira igual para o valor do PM pelo fato do balanço final das 
forças que resultam no potencial de membrana ser diferente. O potássio está presente em maior 
quantidade dentro da célula, logo, a força química da difusão o impulsiona para fora ao passo que 
a força elétrica o impulsiona para dentro e seu balanço dessas forças resulta num potencial de 
equilíbrio igual a -94mV. No sódio, por sua vez, sua maior concentração é no meio extracelular 
que, ao contrário do K que entra por força elétrica, entra por força química, levando a um potencial 
de +61mV. 
 
1.12. Quais os efeitos das alterações nas concentrações extracelulares de Na+ sobre o PM e sobre o 
PA? E as alterações das concentrações extracelulares de K+? 
 
R: O PM depende diretamente das concentrações iônicas dentro e fora da célula, por isso, quando 
há alterações nesses valores, o potencial de ação e sua propagação podem ser dificultados, 
levando um déficit no impulso nervoso e no que ele deveria induzir. Se o Na+ entrar com maior 
frequência do que o esperado, o potencial da membrana torna-se mais positiva e também, caso o 
K+ esteja alterado, haverá alterações nesse potencial e na funcionalidade de condução. 
 
1.13. Explicar o princípio da célula marca-passo em relação ao PM, limiar da descarga e 
permeabilidades de K+ e de Na+. 
 
R: Existe um tipo celular específico no miocárdio que possui uma atividade denominada potencial 
marca-passo que é uma atividade elétrica intrínseca dessas células que possuem como função o 
automatismo. Nessas células não é notada o potencial de repouso porque, como estão sempre 
trabalhando sem parar, essas células mantem uma despolarização constante devido a entrada 
lenta de NA+ pelos canais catiônicos. No pré-potencial, eleva-se o PM até atingir o limiar que 
levará a abertura de canais de Ca2++, os responsáveis pela fase despolarizante do potencial 
marca-passo. Logo após, esse canais se fecham e a célula marca-passo se repolariza pela saída 
de K. 
 
1.14. Explicar "período refratário absoluto" (PRA) e "período refratário relativo" (PAR). O quê acontece 
com a excitabilidade da fibra durante esse período? Como se altera o PA? Por quê? 
 
R: O PRA é o período no qual não existe propagação do potencial de ação, mesmo que o 
potencial de ação aumente a quantidade de estimulo devido a existência de outro potencial de 
ação que esteja em propagação. Nesse caso, os canais de sódio estão completamente inativos e, 
por isso, a excitabilidade é quase nula e não há geração do potencial de ação. Já o período 
refratário relativo é o período cujo estimulo necessário para a depolarização do neurônio até o 
limiar é maior do que o normal, gerando em consequência uma maior dificuldade em excitabiliza-
lo. Isso ocorre devido aos canais de sódio dessas fibras estão parcialmente inativos, logo, torna-se 
menos excitável e o limiar para desencadear o PA é maior. 
 
1.15. Descreva uma sinapse. Como se explica o retardo sináptico? O quê é PPSE e PPSI? Relacione 
PPSE e PPSI com a variação da permeabilidade de membrana a K+ e Na+. 
 
R: Uma sinapse é uma junção na qual neurônios se comunicam com outro neurônio com outro tipo 
celular (muscular ou glandular, por exemplo) e, com isso, permitem a transferência direta do 
impulso nervoso. Essas sinapses acontecem fendas sinápticas, local onde um pequeno espaço 
separa as células e, nessa região a célula pré-sináptica liberará vesículas contendo 
neurotransmissores na fenda e receptores químicos presentes nas células pós-sinápticas irão 
reconhecer esses neurotransmissores fazendo que o sinal elétrico seja transmitido. 
O retardo sináptico é um maior aumento do tempo para que ocorra os eventos da sinapse normal 
e que pode ser causado por fatores endógenos e exógenos, bloqueios dos canais de cálcio, déficit 
de neurotransmissores e etc. 
PPSE é o potencial excitatório pós-sináptico é a despolarização transitória da membrana pós-
sináptica que é causada devido uma liberação pré-sináptica de neurotransmissores, uma vez que 
acetilcolina e glutamato podem levar a ativação sináptica para a abertura de canais iônicos. O 
PPSI é o potencial inibitório pós-sináptico, ou seja, a hiperpolarização transitória causada pela 
ativação de canais iônicos de NA++ e K apertos por glicina ou GABA. 
 
 
1.16. Ocorre PA no neurônio quando há ao mesmo tempo PPSE e PPSI? Explicar somação espacial e 
temporal. 
 
R: Não ocorre um PA nessa situação pois a aplicação de um potencial excitatório (PPSE) ao 
mesmo tempo que um inibitório (PPSI) irá anular o potencial de ação pois não ocorrerá uma 
despolarização da membrana da célula neuronal e, portanto, os canais de sódio e potássio ficarão 
inativos, impossibilitando a propagação do potencial. A somação temporal recebe um estímulo por 
vez de um único neurônio, enquanto na somação espacial, vários estímulos chegam ao mesmo 
tempo em diversos neurônios. 
 
1.17. Descrever a sequência dos acontecimentos, potenciais e íons, desde a aplicação de um estímulo 
elétrico sobre uma fibra nervosa ou de um estímulo natural num receptor fisiológico até a chegada 
do PA na terminação pré-sináptica. Definir condução ortodrômica e antidrômica. 
 
R: Primeiro ocorre um aumento na permeabilidade ao sódio e as aberturas dos canais desse íon 
na membrana e consecutivamente a sua despolarização. Há então, para respeitar o equilíbrio 
dinâmico, a saída de potássio que, ao deixar o meio intracelular, instaura uma diferença de 
potencial na membrana. A diferença de potencial da membrana altera de -70mV para +30mV. 
Ocorre, então, a diminuição da permeabilidade de sódio quando os canais são fechados e o 
potencial da membrana passa a ser 0mV, gerando uma resistência a movimentação de cargas 
positivas para o interior da célula. A diferença de potencial retorna para -70mV. 
A abertura dos canais de potássio se abrem e os íons se movem em direção a área mais negativa 
localizada no exterior da célula, levando a repolarização. 
A condução ortodrômica é quando o potencial de ação se move no sentido do corpo do neurônio 
para a extremidade do axônio e está presente na ativação eferente de fibras motoras e 
glandulares. Já na condução antidrômica, o potencial ocorre da extremidade do axônio em sentido 
ao corpo, e está presente no sistema aferente sensitivo/sensorial. 
 
 
2. Sobre excitação e contração de músculo esquelético (trabalhos experimentais) 
 
2.1. Explique o antagonismo do Na+ e Ca++ extracelular e o mecanismo de liberação de Ca++ 
intracelular na fibra muscular isolada. Explicite a ação do Ca++ nos filamentos de miofibrilas e o 
mecanismo de deslizamento na contração muscular. Explicite as funções dos túbulos 
transversais e longitudinais. 
 
R: Ao acontecer uma sinapse excitatória, os canais de NA+ se abrem e inferem um potencial 
pós-sináptico despolarizante. Já na membrana dos túbulos T, existem canais de Ca++ que se 
abrem mediante despolarização. A entrada de Ca++ no citosol dará início aos mecanismosda 
contração, uma vez que esse íon alcança as miofribilas, onde será captado pela troponina para 
realizar a contração. O Ca++ atuará aí em um afastamento entre a tropomiosina e actina, 
expondo os sítios da actina que se ligará na cabeça da miosina, formando pontes capazes de 
produzir um deslizamento, aproximando as linhas Z e encurtando o sarcômero. 
O túbulo transversal é uma invaginação para dentro do sarcolema que permite que a 
despolarização da membrana penetre com maior velocidade no interior da célula muscular. 
 
2.2. Defina estímulos limiar, supra-limiar, sub-máximo, máximo e supra-máximo num músculo 
esquelético como um todo. Faça a escala de contração. O quê são tétanos perfeito e 
imperfeito? 
 
 R: O estímulo limiar é aquele que produz um potencial de ação capaz de contrair a célula 
muscular, ou seja, é o estímulo que capacita a abertura dos canais iônicos com uma voltagem 
adequada. O estímulo supra-limiar é aquele que produz um potencial acima do limiar de ação, 
ou seja, em uma maior amplitude e, portanto, é capaz de produzir uma contração mais forte. Os 
estímulos sub-máximo, máximo e supra-máximo, nessa ordem de intensidade, produzem 
potenciais de ação em fibras nervosas presentes nas unidade motoras. As unidades motoras 
podem ser ativadas por um estímulo máximo, num valor em que o estímulo é mais intenso, um 
estímulo supra-máximo, porém, não tem efeito adicional. Conforme a força muscular é 
aumentada, entre o valor limiar e o valor máximo, são recrutadas um maior número de unidades 
motoras para levar a uma resposta aumentada e uma força de contração mais contínua. 
Um estado tetânico é aquele que ocorre quando uma unidade motora atinge seu máximo de 
estimulação pelo seu neurônio motor e essa unidade recebe vários impulsos com a frequência 
alta. O estado tetânico é perfeito quando as contrações se fundem e visivelmente fica estático, 
já o imperfeito não possui essa fusão de contrações, ficam espaçadas e o músculo treme em 
consequência disso. 
 
2.3. Uma fibra muscular isolada obedece à lei do "tudo ou nada" do neurônio? Qualquer que seja a 
resposta, explique como se efetua a contração gradual do músculo como um todo. 
 
R: Sim, a fibra muscular obedece também essa lei, uma vez que essa é inervada por um 
neurônio motor que, ao gerar um potencial de ação, o conduz para todas as fibras musculares 
conectadas a ele, acompanhando, então, a lei do tudo-ou-nada. A contração muscular inicia 
com a chegada do potencial de ação nos terminais que induzirá a despolarização na placa 
motora. Logo após, haverá a liberação de acetilcolina, presente na membrana pré-sináptica, 
que se ligará a um receptor específico na membrana da célula pós-sináptica. Feito isso, haverá 
a liberação de Ca++ do retículo sarcoplasmático que se ligará a troponina que libera o sítio de 
ligação da actina com a miosina pela remoção da tropomiosina. Por fim, pela disponibilidade e 
pela hidrólise do ATP, a actina se deslizará sobre a miosina, aproximando, então, as linhas Z e 
encurtando o sarcômero, finalizando a contração muscular. 
 
2.4. Qual a implicação funcional da estriação do músculo? Idem para o significado da coloração do 
mesmo? Qual a fonte de excitação do músculo esquelético, liso e cardíaco? . 
 
 R: Devido a disposição em estrias, o músculo consegue otimizar espaço no empilhamento das 
fibras, deixando-as paralelas umas as outras e possibilitando uma maior sincronização do 
movimento, uma vez que as estrias deslizam entre si, contraindo e relaxando com mais 
facilidade. Quanto a coloração, o musculo possui grande quantidade de mioglobina (que possui 
a cor avermelhada) , além de uma maior irrigação sanguínea devido a sua grande necessidade 
de oxigenação pelo seu metabolismo constante e forte. 
Os estímulos de excitação do músculo esquelético provém do SNC, mas graças ao periférico, 
cada músculo possui um neurônio moto, cujo corpo celular está presente na medula, para 
inervá-lo. O músculo liso, por ser involuntário, possui o estímulo para contração mediado pelo 
sistema nervoso vegetativo, sensível a hormônios ou condução elétrica. Já o músculo cardíaco 
possui o marca-passo intrínseco, que é um tipo celular com despolarização e geração de 
potenciais de ação específicos. 
 
2.5. Explique como pode haver variação para mais e para menos do tônus muscular quando só há 
junção excitatória (músculo esquelético) ou excitatória a inibitória músculos liso e cardíaco). O 
quê ocorre na junção neuromuscular esquelética com excesso de colinesterase? Explique o que 
representa a eletromiografia do músculo esquelético. 
 
 R: O tônus muscular esta diretamente relacionado com uma inervação adequada dos músculo, 
uma vez que a transmissão através das raízes nervosas estimulam os nervos necessários para 
a manutenção da postura correta e do tônus muscular. Enquanto isso, o músculo liso possui um 
tônus autógeno pois respondem ao estiramento ou diminuição da tensão. O coração, por sua 
vez, apresenta atividade própria, logo o seu tônus é dependente do sistema de condução 
próprio. 
A colinesterase é uma enzima que degrada a acetilcolina e, caso esteja em excesso na junção 
neuromuscular, pode levar a hipotensão muscular, visto que a acetilcolina tem um papel 
importante na condução do potencial de ação na contração muscular. 
A eletromiografia é um exame que avalia a função muscular através do monitoramento e do 
registro das atividades elétricas das fibras musculares em atividade. Esse exame pode fornecer 
informações como a intensidade e a sincronização dos músculos, bem como o seu tempo de 
contração. 
 
2.6. Descreva a relação de variação da tensão versus comprimento num sarcômero isolado e num 
músculo como um todo. Explique por quê há variações. Defina contração isométrica e isotônica. 
Qual delas se converte em trabalho mecânico ativo? Por quê? 
 
 R: Quando a tensão é aumentada, é consequência do recrutamento de unidades motoras 
obedecendo uma ordem fixa de acordo om seu tamanho, visto que a fibra muscular é composta 
por estruturas cilíndricas chamadas miofibrilas. O sarcômero isolado possui uma invervação 
específica e durante a tensão, vai possuir movimentação de deslizamento de acordo com as 
diversas linhas e bandas existentes. Já o músculo como um todo responde a tensão com uma 
organização dos sarcômeros, sincronizando movimentos de contração e relaxamento que 
levarão a realização do movimento adequadamente. 
A contração muscular isométrica é aquela que o músculo não encurta durante a contração e já 
a na isotônica há o encurtamento do músculo e é esse tipo de contração que se converte em 
trabalho mecânico ativo pois a força supera a resistência ou a força supera a resistência, 
tensionando contra uma carga fixa em sentido favorável ou desfavorável. 
 
3. Sobre reflexo medular (trabalhos experimentais) 
 
3.1. Na experiência de ações reflexas no sapo, o tempo de latência da resposta flexora diminui 
quando há aumento da concentração de ácido (ou da intensidade do estímulo). Explicar: Na 
experiência de um grupo a concentração de 0,1% deu 5 sec, e a de O,2% deu 8 sec. Mais tarde 
os experimentadores observaram que no primeiro caso a parte da pata do sapo imerso era 
maior. Explicar. 
 
R: Para explicar esse fenômeno, deve-se considerar as explicações de somação espacial feita 
anteriormente. A somação espacial é aquela em que vários estímulos chegam em vários 
neurônios, dessa forma, quando a pata do sapo estava submersa em maior quantidade de ácido, 
demonstrando uma maior superfície de contato, o estímulo também foi maior, possibilitando a 
retirada do membro mais rapidamente.