EXERCÍCIOS - FISIOLOGIA - BIOELETROGÊNESE

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EXERCÍCIOS - FISIOLOGIA - BIOELETROGÊNESE Parte A
1- Quais dos Íons abaixo tem alta concentração do lado de fora de membrana
plasmática e quais têm alta concentração dentro da célula? Na+, K+, Cl-
O íon K+ é mais concentrado na parte interior da célula e os íons Na+ e Cl- tem maior
concentração do lado de fora da célula.
2- Qual a única maneira pela qual os íons conseguem atravessar a membrana
plasmática?
A difusão de solutos iônicos é feita por transporte passivo (a favor do gradiente) e
precisa de canal hidrofílico formado por proteína formadora de canais.
3- O que significa dizer que a célula exibe "permeabilidade seletiva" a um
determinado íon?
Significa que ela é permeável apenas a algumas substâncias: o fato da membrana ser
lipídica, determina que substâncias que tenham afinidade com os lipídios (lipofílicas)
consigam atravessá-la, enquanto substâncias que não têm tal afinidade, não o fazem.
Assim, os lipídios constituem uma barreira que impede o movimento da água e substâncias
hidrossolúveis do meio interno para dentro da célula e vice-versa, e também de um
compartimento da célula para outro, pois a água não é solúvel em lipídios.
4- A qual íon a maioria das células é mais permeável?
A maioria das células tem uma alta permeabilidade ao íon K+.
5- Qual a diferença entre a permeabilidade do neurônio ao K+ e o Na+, no repouso?
A permeabilidade ao K+, em repouso é 100x maior que para o Na+.
6- Quais os dois fatores que afetam a permeabilidade de uma célula a um Íon em
particular?
Pelo números de canais ou fechamento e abertura dos mesmos.
7- Qual mecanismo é usado pelo sistema nervoso para produzir mudança rápida na
permeabilidade da membrana?
É usado o potencial de ação.
8- Diferentemente dos neurônios, as células não excitáveis são permeáveis a apenas
um Íon. Qual é ele?
O K+ saindo da célula, seguindo o seu gradiente de concentração.
9- Qual o maior fator que faz os íons moverem-se através dos canais iônicos?
O gradiente eletroquímico, que faz os íons se moverem no sentido do seu gradiente de
concentração e do potencial de membrana.
10- Qual tipo de força atua no gradiente de concentração?
A da concentração do soluto.
11- Como a membrana celular torna-se mais positiva do lado de fora e mais negativa
do lado ele dentro?
Existe uma diferença de composição iônica entre os lados da membrana. Então, através da
permeabilidade seletiva,é gerado uma diferença no gradiente de concentração intra e
extracelular, que gera um potencial elétrico ou seja diferença de potencial elétrico =>
gradiente elétrico => diferença de cargas elétricas entre o meio intra e o extracelular.
12- Qual tipo de força atua na separação das cargas elétricas?
Potencial elétrico através da membrana.
13- Quando o K + se difunde para fora da célula seu interior torna-se mais negativo e o
lado de fora da célula, torna-se mais positivo. Porque as cargas opostas se atraem
umas às outras e K + é positivo, o K + ___________.
14- A força que é responsável pelo movimento do K + de volta para a célula, onde
está mais negativo chama-se potencial de membrana.
15- Quais os dois componentes de um gradiente eletroquímico?
É composto pela força do gradiente de concentração do soluto e a força do potencial de
membrana.
16- Quais os efeitos que a força química e a força elétrica têm sobre o K +?
Tendo em vista o gradiente eletroquímico, que é o gradiente de energia potencial que
determina em qual direção o K+ fluirá espontaneamente, a diferença de potencial elétrico
através da membrana da célula acumula-se a um nível alto o suficiente para que a força
elétrica que conduz o K+ novamente para o interior da célula seja igual a força química
conduzindo o K+ para fora da célula.
Mesmo o movimento a favor do gradiente de concentração sendo no sentido contrário ao do
gradiente elétrico, tanto o potencial de repouso quanto o potencial de equilíbrio do K + são
negativos.
17- Qual o movimento resultante do K + através da membrana?
O gradiente eletroquímico, ou força motriz resultante é de 30,8mV, movendo o K + para fora
da célula.
18- O que significa não haver movimento resultante de um íon?
Significa que o sistema está em um estado de equilíbrio onde a força elétrica é igual a força
química. Quando um íon entra, outro sai.
19- O que é potencial de membrana?
É o valor de carga elétrica localizado na membrana, indicando o valor de carga elétrica da
célula.
20- Em quais unidades são expressos a concentração e o potencial de membrana?
Concentração: mM.
Potencial de membrana: mV.
21- Os neurônios são levemente permeáveis ao íon Na +. Em qual direção está a força
química para o Na +. Por quê? Em qual direção está a força elétrica para o Na +. Por
quê?
O Na + tanto o movimento no sentido do gradiente de concentração quanto do gradiente
elétrico são no sentido do meio intracelular.
Quando esse tem um potencial de repouso negativo, tem um potencial de equilíbrio positivo.
22- O gradiente eletroquímico para o Na + é uma combinação de quais forças? Em
qual direção está o gradiente eletroquímico para o Na +?
Combina as forças de concentração e elétrica.
O gradiente eletroquímico para o Na + está na direção intracelular.
23 – O que significa o termo "potencial de repouso da membrana" de um neurônio?
Qual é o seu valor típico para um neurônio?
É a diferença de potencial elétrico das faces internas e externas de um neurônio que não
está transmitindo impulso nervoso. O valor típico é de -70mV.
24- Por que células não excitáveis têm um potencial de membrana de -90mV enquanto
os neurônios esse valor é de - 70mV?
Por que as células excitáveis devem reagir mais rapidamente a influências perturbadoras,
de modo que, com o potencial de ação, gere a passagem de informação de uma célula para
outra.
25- Em –70 mV (valor do potencial de repouso da membrana), por que o K + sai da
célula?
Isso ocorre pelo fato de que o potencial de equilíbrio do K + é maior que o potencial de
repouso da membrana.
26- Em –70 mV, (valor do potencial de repouso da membrana), por que o Na + entra na
célula?
Primeiramente pelo fato de que o meio externo é mais positivo que o meio interno, e
também pelo fato de que há uma alta concentração de sódio no meio externo.
28- A bomba Na +,K + move os íons Na +, K + a favor ou contra seus gradientes?
Os íons atravessam contra os seus gradientes de concentração, por isso esse processo
precisa de ATP.
29- O que proporciona a energia para o Na + e K + se moverem contra seus
gradientes?
Quebra do ATP pela enzima Na+K+ATPase.
30- A bomba Na + K + "joga" 3 (três) Na + para cada 2 (dois) K + que são bombeados
para dentro.
31-Como a bomba Na + K + ajuda a manter o potencial de repouso da membrana a
-70mV?
Mantendo o lado exterior mais positivo que o anterior.
34- A bomba Na+,K+
mantém o potencial de membrana.
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Parte B - Potencial de ação.
1- Qual o outro nome do potencial de ação?
Impulso nervoso
2- De que consiste um potencial de ação?
É uma rápida alteração do potencial elétrico das membranas dos neurónios. Por
breves instantes (poucos milisegundos) a carga elétrica do interior da célula nervosa
torna-se mais positiva que a do exterior.
3- Onde o potencial de ação é gerado?
Nos axônios dos neurônios.
4- O que faz um potencial de ação ocorrer na zona de gatilho (disparo)?
Ocorrência de uma alteração na permeabilidade da membrana.
5- O que acontece nos canais iônicos quando a membrana é despolarizada na zona
de disparo?
O potencial de ação começa com o aumento rápido do Na.+. Esse aumento causa a
abertura de milhares de canais de Na +, em resposta à despolarização, ou seja, os canais
de sódio se abrem em resposta à despolarização.
6- A qual voltagem a zona de disparo tem que despolarizar para alcançar o limiar?
-55mV.
7- O que acontece no limiar?
Desencadeia o potencial de ação.
8- O que acontece se houver um estímulo fraco na zona de disparo e o limiar não for
alcançado?
A resposta não se propagapelo axônio, uma vez que as variações das propriedades da
membrana não são suficientes para gerar o potencial de ação.
.
9- O potencial de ação sempre tem a mesma amplitude e duração?
Sim. só varia a frequência.
10- O limiar é um potencial de membrana especial onde o processo de despolarização
torna-se regenerativo. O que isso significa?
Significa que ele retorna ao seu valor quase tão rapidamente quanto foi despolarizado, para
assim dar continuidade a próxima reação.
11- O que acontece aos canais de Na+ voltagem dependente no limiar?
Se o limiar é alcançado, esses canais de Na+ voltagem dependentes são abertos no axônio
e há o impulso de Na + nesse (ocorre feedback positivo).
12- Explique porque o feedback positivo mantém a fase de despolarização do
potencial de ação.
Por que, a partir disso o potencial de membrana é deslocado para direção do potencial de
equilíbrio do Na +.
13- A fase de despolarização do potencial de ação termina quando o feedback
positivo é interrompido. Quais os dois processos que quebram esse ciclo?
Os processos que quebram esses ciclos é o fechamento dos canais de sódio e abertura dos
canais de potássio para a repolarização.
14- O que acontece aos canais de Na + dependentes de voltagem no pico do potencial
de ação?
A inativação dos canais de sódio.
15- Quando os canais de K + dependentes de voltagem se abrem?
A partir do pico do potencial de ação.
16- O que acontece quando o canal de K+ dependente de voltagem se abre e o K+ se
move para fora da célula?
Ocorre perda de carga positiva e o potencial de membrana ultrapassa o valor normal.
17- Quando a repolarização ocorre? O que acontece ao potencial de membrana?
Quando os canais de potássio se abrem e o potencial de membrana diminui.
18- O que é hiperpolarização?
Quando o potencial de membrana fica mais negativo que o potencial de repouso.
19- Por que a hiperpolarização ocorre?
Isso ocorre porque o gradiente de sódio voltou para seus níveis normais, mas o gradiente
de potássio ainda permanece elevado.
20- Durante o potencial de ação, quando a permeabilidade do Na+ aumenta
rapidamente?
a) durante a repolarização.
21- Durante o potencial de ação, quando a permeabilidade do Na+ diminui
rapidamente?
Quando atinge o pico do potencial de ação.
22- Durante o potencial de ação, quando a permeabilidade do K + é maior?
Durante a repolarização.
23- Durante o potencial de ação, quando a permeabilidade do K + diminui lentamente?
Durante a hiperpolarização.
24- O rápido aumento na permeabilidade do Na+ é responsável pela:
b) pela hiperpolarização
25- A rápida diminuição na permeabilidade do Na+ e simultâneo aumento na
permeabilidade do K+ é responsável:
c) pela fase de despolarização do potencial de ação
26- O lento declínio na permeabilidade do K+ é responsável pela:
b) pela hiperpolarização
27- O que é período refratário absoluto?
É quando não se pode gerar um segundo potencial de ação. porque ou os canais de sódios
estão abertos ou os canais de sódio estão inativos
28- Por que um neurônio não pode gerar outro potencial de ação durante o período
refratário absoluto?
Porque ou os canais de sódios estão abertos ou os canais de sódio estão inativos.
29- O que é o período refratário relativo?
É quando pode-se gerar um segundo potencial de ação com a condição do estímulo ser
mais forte do que o estímulo usado a partir do repouso.
30- Por que é mais difícil para um neurônio gerar um outro potencial de ação durante
o período refratário relativo?
Por que é preciso estímulo maior do que o normal para abrir o número de canais de sódio
necessários para gerar o potencial de ação. Durante o período refratário relativo, a
condução do potássio está aumentada, se opondo a despolarização da membrana. Esse
aumento da condutância do potássio também contribui para a ele, devido à resposta
relativamente com retardo dos canais de potássio.
31- O que acontece após o potencial de ação ser gerado na zona de disparo?
Ocorre a abertura dos canais químicos de sódio.
32- Como o potencial de ação de propaga pelo axônio?
Se propaga na direção dos terminais axonais, com a mesma forma e amplitude ao longo de
todo axônio.
33- Explique detalhadamente o que é uma sinapse química e elétrica.
Sinapses elétricas: conecta o citosol de dois neurônios e permite o fluxo rápido de corrente
bidirecional entre eles.
Sinapses químicas: envolve a liberação do transmissor pelo canal pré-sináptico, sua difusão
através da fenda sináptica e ligação aos receptores na membrana sináptica oposta.
34- Explique as maneiras de remoção de um transmissor da fenda sináptica.
O primeiro desses métodos ativos, o segundo de remoção de neurotransmissores da
sinapse, são enzimas que quebram o neurotransmissor na sinapse. Então algumas
sinapses contém enzimas que irão quebrar o neurotransmissor em suas partes
componentes, que não podem mais estimular o receptor de neurotransmissores. Então eles
estão removendo neurotransmissores ativos da sinapse. O próximo método ativo, é que
algumas membranas pré-sinápticas contém bombeamento especial, canais de transporte
ativos, que ativamente bombeiam de volta para o neurotransmissor, no axônio terminal,
onde é reciclado, para ser usado em uma rodada subsequente de neurotransmissão, sendo
lançado de volta na sinapse. Então esse bombeamento é chamado de "Bombas de
Recaptação", porque ele coloca o neurotransmissor de volta no axônio terminal de onde
veio originalmente. Ao fazer isso, ele remove o neurotransmissor da fenda sináptica. Outro
método de ativamente remover o neurotransmissor da sinapse é pelo "Astrocyte Endfeet".
Então os astrócitos no sistema nervoso central põe seus "endfeet" em muitas das sinapses
no sistema nervoso central, e ele também têm bombeamento em muitas dessas sinapses,
que podem ativamente bombear o neurotransmissor para fora da sinapse, dentro do
astrócito. E, algumas vezes, ele será quebrado, ou usado no astrócito, ou, algumas vezes, o
astrócito vai transferir algumas das substâncias dos neurotransmissores para dentro do
axônio terminal do neurônio, onde ele será reciclado e usado novamente na
neurotransmissão.
35- Descreva as diferenças entre sinapses excitatórias (e seus PEPS) e inibitórias (e
seus PIPS).
Sinapses excitatórias: fazem com que ocorra a despolarização
Sinapses inibitórias: trabalham para que não ocorra a despolarização.
A ligação do transmissor aos receptores causa a abertura (ou, raramente, o fechamento)
dos canais iônicos na membrana pós-sináptica, levando à alteração do potencial e da
resistência da membrana pós-sináptica, alterando a excitabilidade da célula. As variações
do potencial de membrana da célula pós-sináptica são chamadas de potenciais
pós-sinápticos excitatórios e inibitórios.
36- Faça um esquema da estrutura de junção mioneural (neuromuscular).
junção mioneural: sinapse entre o neurônio motor e a fibra muscular
Na junção neuromuscular, o axônio subdivide-se em inúmeros botões terminais em
contato com as dobras formadas na membrana pós-sináptica.
As fibras musculares esqueléticas são inervadas por fibras neurais grandes e mielinizadas,
que se originam no tronco encefálico (no caso dos nervos cranianos) e no corno anterior da
medula espinhal (no caso dos outros nervos). Cada fibra neural se ramifica em sua porção
final, inervando de três até várias centenas de fibras musculares. A fibra neural e as fibras
musculares a ela interligadas formam uma unidade motora. O número de fibras musculares
por fibra neural depende da função do músculo. Músculos pequenos (como os da laringe),
cujo controle deve ser fino, têm poucas fibras musculares em cada unidade motora.
Músculos grandes, que não requerem controle fino, têm centenas de fibras musculares para
cada fibra neural. No geral, a média é de 100 fibras musculares para cada fibra neural.
37- Explique o que é o potencial da placa motora. Quais íons participam deste
potencial?
placa motora: membrana da fibra muscular que toca o neurônio motor.
É o potencial de ação no neurônio motor causa grande despolarização nomúsculo pós
sináptico,chamado potencial da placa motora (PPM), equivalente ao PPSE na sinapse.
Participam deste potencial os íons sódio e cálcio
38- Descreva a sequência de eventos entre a despolarização da placa motora e o
deslizamento das fibras finas sobre as fibras grossas.
O desencadeamento e decurso de uma contração muscular ocorre segundo as etapas
sucessivas seguintes:
1. Um potencial de ação percorre um axônio motor até suas terminações nas fibras
musculares.
2. Em cada terminação, há secreção de pequena quantidade da substância
neurotransmissora, chamada acetilcolina.
3. A acetilcolina atua sobre área localizada da membrana da fibra muscular, abrindo
numerosos canais proteicos-acetilcolina dependentes.
4. A abertura desses canais acetilcolina-dependentes permite o influxo de grande
quantidade de íons sódio para o interior da membrana da fibra muscular, no ponto da
terminação nervosa.Isso produz um potencial de ação na fibra muscular.
5. O potencial de ação se propaga ao longo da membrana da fibra muscular do mesmo
modo como o faz nas membranas neurais
39- Descreva o mecanismo responsável pelo fim da contração muscular
(relaxamento).
Em condições de relaxamento, ou seja, enquanto o músculo está descontraído, este ponto
de conexão entre os filamentos está ocupado por uma terceira proteína denominada
tropomiosina, que envolve filamentos de actina. Ele acontece quando há uma diminuição da
concentração de cálcio nas células, responsável pela contração das fibras musculares, que
ficam nesse estado de tensão devido a algum estímulo nervoso (seja físico ou emocional).
40- Faça um esquema da estrutura de sarcômero, apontando suas principais
proteínas constituintes.
A estrutura do sarcômero é uma agregação de filamentos de actina e miosina que
interagem e desencadeiam a contração muscular. A disposição dessas proteínas é que
produz o padrão de faixas escuras e claras do músculo estriado esquelético.
Os sarcômeros são as menores unidades funcionais do músculo e, consequentemente, de
uma miofibrila. Eles são compostos por:
- Linha Z (o ponto onde se originam os filamentos de actina)
- Banda I (zona clara)
- Banda A (zona escura)
- Zona H
- Filamentos de actina e miosina
41- O que é unidade motora? Diferencie a função das unidades motoras pequenas
das grandes.
A unidade motora (UM) é constituída por um conjunto de fibras musculares inervadas por
um motoneurônio, sendo essa a menor unidade funcional do aparelho locomotor. A UM é
considerada a via motora final comum voluntária e involuntária descrita por Charles
Sherrington. As estruturas que estão envolvidas em uma unidade motora são compostas de
dois componentes: um muscular e um neural. O primeiro contém: o músculo, o sarcômero,
o sistema T e o retículo sarcoplasmático; e o segundo: o fuso muscular, a unidade motora
propriamente dita, o órgão neurotendíneo de Golgi, células de Renshaw, miótomos, o nervo
periférico, a junção neuromuscular e a asa anterior da medula espinhal.