Questões de Biofísica²

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1) A lidocaína é um anestésico local amplamente utilizado em pequenas cirurgias. O fármaco inibe a
sensação dolorosa por impedir a geração de potenciais de ação. Como a lidocaína impede a deflagração
do impulso nervoso? Descreva as fases do potencial de ação, citando as conformações e cinéticas de
abertura/fechamento dos canais de sódio e potássio dependentes de voltagem.
Resposta: A lidocaína inibe os canais de sódio sensíveis à voltagem, esses são os canais
rápidos, e para que a despolarização chegue no limiar precisa de um grande influxo de sódio.
Como a lidocaína inibe esses canais, não há a sequência das fases e disparo de neurônios.
Então não vai ter potencial de ação gerado e a pessoa não vai sentir dor.
As fases do potencial de ação são: Fase em repouso, quando a célula está em repouso e
temos canais de vazamento de potássio funcionando; Fase ascendente, quando a célula está no
limiar, para isso precisa ficar menos negativa, então chega sódio (canais rápidos), potássio
(canais lentos) ou saída de cloreto. É caracterizado por um grande influxo de sódio via
receptores sensíveis à voltagem; Pico de ultrapassagem, onde dois eventos ocorrem: canais de
sódio ficam inativos (depois que se abre, ele inativa-se e não pode mais se abrir, teria que se
fechar de novo) e abertura dos canais de potássio (pela lentidão só se abre depois), repolariza a
célula, caracterizando a fase de repolarização; e Fase de pós hiperpolarização, onde o canal de
potássio foi tão lento para abrir e fechar, e saiu tanto potássio que por um momento a célula fica
hiperpolarizada.
2) Explique a junção neuromuscular e o acoplamento excitação-contração. A toxina botulínica é
amplamente utilizada para fins estéticos. Explique a relação dessa toxina com os processos sinápticos
vistos em aula, incluindo exocitose e transmissão colinérgica:
Resposta: Junção neuromuscular é quando ocorre sinapse entre o axônio de neurônio motor
alfa e a fibra muscular (podendo inervar mais de uma fibra) formando a unidade motora. Para
que ocorra a excitação um potencial de ação tem que acontecer no axônio do neurônio motor,
liberação da ACo na junção neuromuscular, abertura dos canais dos receptores nicotínicos,
formação de PEPS, potencial de ação gerado na fibra muscular e propagação no sarcolema e
despolarização dos túbulos T que provoca liberação de cálcio a partir do retículo
sarcoplasmático. Contração: o cálcio precisa se ligar à troponina, a tropomiosina muda de
posição e os locais de ligação da miosina com a actina ficam expostos, as cabeças das miosinas
precisam se conectar com a actina, elas fazem um movimento de rotação (ponte cruzada,
formando a contração muscular), ATP se liga às cabeças de miosina para desconectar as
actinas, e o ciclo prossegue enquanto o cálcio e ATP estiverem presentes.
O mediador químico da excitação é a acetilcolina. A toxina botulínica impede a transmissão
colinérgica por clivar a proteína snare impedindo o processo de exocitose e impede a liberação
desse mediador químico.
3) A epilepsia pode ser caracterizada pelo desbalanceamento da atividade elétrica encefálica mediado
por neurotransmissores. De que formas você poderia manipular o sistema para controlar as alterações
apresentadas nesse quadro patológico:
Resposta: Com uso de fármacos, como por exemplo ureídos cíclicos (fenitoína, fosfenitoína)
que diminuem a liberação sináptica de glutamato e bloqueiam os potencias de ação propagados
pelos neurônios por sua ação sobre os canais de cálcio sensíveis à voltagem; derivados do
GABA (gabapentina e pregabalina) que diminuem a transmissão excitatória ao atuar sobre os
canais de cálcio; tricíclicos (carbamazepina), diminuem a liberação de glutamato e agem nos
canais de sódio inibindo o disparo de alta propagação dos potenciais de ação dos neurônios;
benzodiazepínicos (diazepam e clonazepam), potencializando as respostas ao Gaba-a.
4) Em termos biofísicos, explique a diferença entre os benzodiazepínicos e os barbitúricos no fluxo de
cloreto, associando aos dados ilustrados no gráfico abaixo:
Resposta: Os benzodiazepínicos aumentam a frequência de abertura do canal e os barbitúricos
aumentam a duração da abertura do canal. O resultado em ambos é o aumento de corrente de
Cl– inibitória e intensos PIPS. Vemos isso ilustrado nos gráficos, em que o pentobarbital se liga
alostericamente ao GABA e faz com que esse receptor fique aberto por um período maior (como
dito nos barbitúricos), o cloreto sai e deixa o meio hiperpolarizado. O midazolam se liga
alostericamente ao receptor de GABA, mas não deixa o canal aberto, ele aumenta a frequência
de vezes em que o canal vai abrir (como falado sobre os benzodiazepínicos). O pentobarbital
libera mais cloreto que o midazolam por deixar o canal aberto direto.