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FISIOLOGIA ANIMAL Jacqueline Luiza Santos 182550093 Zootecnia PRIMEIRO QUESTIONÁRIO 1. Os neurônios são células especializadas na propagação do impulso nervoso, estímulo que garante a comunicação entre as células nervosas. Para que o impulso inicie-se, é necessário que a membra na esteja em potencial de repouso. Esse potencial é mantido quando a membra na do neurônio : a) está bombeando Na + para o meio externo e transferindo íons K+ para o meio interno. b) está bombeando K +para o meio externo e transferindo íons Na+ para o meio interno. c) está bombeando K + e Na+ para o meio externo. d) está bombeando K +e Na + para o meio interno. e) não está bombeando íons. 2. Durante um impulso nervoso, ocorrem mudanças de potencial na membrana do neurônio. As alterações que ocorrem nessa membrana são chamadas de : a) despolarização. b) repolarização. c) polarização. d) potencial de ação. 3. O que é, e quais são as fases do potencial de ação? Comente como o canal de sódio vovoltagem- dependente e o canal de potássio voltagem- dependente estão a cada fase. RESPOSTA: É uma variação rápida e brusca no potencial de repouso que se propaga pela membrana de células excitáveis. As fases do potencial de ação são : • Repouso : No potencial de repouso, ocorre a alternância entre o transporte passivo e ativo de íons. Há a entrada passiva de íons sódio (Na+), que posteriormente são expulsos ativamente, ao mesmo tempo em que íons potássio (K+) entram ativamente. Em seguida, o K+ sai passivamente da célula, tornando o meio externo positivo em relação ao meio interno. Com isso, a célula fica polarizada. • Despolarização (Entrada de sódio ): Quando uma célula excitável (neurônio) recebe um estímulo nervoso do tipo limiar ou supralimiar, sua d.d.p. de repouso é elevada até o limitar de despolarização ou o ultrapassa, respectivamente, desencadeando o potencial de ação. Neste momento, na membrana celular abrem canais de sódio (Na+). Com isso, grande quantidade de sódio entra na célula, tornando seu interior mais positivo e seu exterior mais negativo. • Repolarização ( Saída de potássio ): A entrada de grande quantidade de Na+ na célula estimula o fechamento dos canais de Na+ e a imediata abertura de canais de K+, ocorrendo a saída de K+. Nesta fase, a bomba de sódio-potássio funciona transportando ativamente três moléculas de Na+ para o exterior e recolocando duas moléculas de K+ no interior da célula, tornando seu interior mais negativo e seu exterior mais positivo. • Hiperpolarização: Quando uma célula recebe um estímulo inibitório, ocorre a saída do íon potássio (K+) e a entrada do íon cloro (Cl-), tornando o meio interno da célula mais negativo e o meio externo mais positivo, inibindo a propagação do potencial de ação. 4. O que é período refratário ? E período refratário absoluto? RESPOSTA: “O período de tempo durante o qual a célula excitável não pode gerar outro potencial” (TORTORA; GRABOWSKI, 2002). O Período Refratário é dividido em: Período Refratário Absoluto e Período Refratário Relativo. É denominado Período Refratário Absoluto quando não é possível de gerar um segundo potencial de ação, mesmo sendo o estímulo forte, ou seja, enquanto a membrana ainda estiver despolarizada pelo potencial de ação precedente, um novo potencial não poderá ocorrer em uma fibra elástica. 5. O que é e como é gerado um Potencial de Membrana? RESPOSTA: Potenciais de membrana são causados pela diferença de concentração de íons dentro e fora da célula, o chamado de potencial de difusão. O potencial é resultado do bloqueio da difusão efetiva. Sabemos que existe mais potássio dentro da célula do que fora, se a membrana fosse permeável somente a íons potássio, o gradiente de concentração faria potássio sair da célula, e então dentro da célula ficaria mais negativo, pois o potássio levaria eletropositividade para o exterior. Em um milissegundo, a diferença entre o potencial interno e externo é chamado de potencial de difusão, e ele torna-se suficientemente grande para bloquear a saída de potássio do interior da célula, apesar do alto gradiente de concentração do potássio dentro da célula. 6. Comente as afirmativas: 7. I. Os íons sódio, potássio e cloreto são os principais envolvidos no desenvolvimento de potenciais de membrana. II. O gradiente de concentração de cada íon não ajuda a determinar o potencial de membrana. JUSTIFICATIVA: A afirmativa II está incorreta porque o gradiente de concentração de cada íon ajuda sim a determinar o potencial de membrana. III. A permeabilidade de membrana a de terminado íon interfere na determinação da sua voltagem. IV. As células são mais positivas que o meio extracelular. JUSTIFICATIVA: Já a afirmativa IV está errada porque as células são mais negativas que o meio extracelular. a) Os itens I e II são os únicos verdadeiros. b) Os itens I e II e IV são os únicos falsos. c) Os itens I e III são os únicos verdadeiros. d) Todas as afirmativas estão corretas. e) Todas as afirmativas estão erradas. 8. A bomba sódio/potássio é eletrogênica. Explique o que isso quer dizer e qual importância dessa bomba na célula em repouso. RESPOSTA: A bomba de sódio e potássio compreende o exemplo clássico de transporte ativo, mediante o gasto energético (ATP). Dessa forma, é considerada como uma bomba eletrogênica, pois está ativamente transportando 3 moléculas de sódio para fora, e 2 íons potássio para dentro, gerando uma concentração interna bastante positiva. Portanto, a formação de um potencial positivo da célula gera o potencial eletrogênico. Ela é importante na célula em repouso, pois ela produz um gradiente de concentração para Na/k através da membrana nervosa. Além disso, se considerarmos a difusão de todos os íons para dentro da célula, sua milivoltagem fica em torno de -86mV, quem contribui para que a célula atinja - 90 mV é a bomba Na/K, esta é a milivoltagem necessária para a célula permanecer em repouso. 9. Explique a propagação do potencial de ação, e o que é um impulso nervoso. RESPOSTA: Para que o impulso nervoso seja propagado, é necessário que o neurônio esteja com a membrana em potencial de repouso e que sua superfície interna esteja com carga negativa de 70 a 90 milivolts. Essa fase é conhecida como polarização. Em repouso, a membrana plasmática do axônio bombeia Na+ para o meio externo e, ao mesmo tempo, transfere íons K+ para o interior da célula. Nesse momento, pode ocorrer também a difusão passiva de sódio para o interior da célula e de potássio para fora. O potássio passa para o meio externo com maior rapidez do que o sódio entra, fazendo com que mais cargas positivas permaneçam fora da célula. São essas ações que determinam o potencial de repouso. Quando o neurônio sofre estímulo, ocorre uma mudança transitória do potencial de membrana. Nesse momento, acontece a abertura dos canais iônicos e a entrada rápida de Na+, que estava em grande quantidade, no meio extracelular. Quando esse íon entra, ocorre a mudança de potencial e o interior do axônio passa a ser positivo (despolarização). Esse conjunto de alterações sequenciais que garante a transição de potencial é chamado de potencial de ação. Essa mudança faz com que os canais de Na+ fechem-se e provoca a abertura dos canais de K+. O íon K+ começa a sair por difusão, e o potencial de repouso da membrana retorna ao normal (repolarização). O impulso nervoso é uma corrente elétrica que rapidamente se propaga pela membrana no neurônio. Esse impulso é fundamental para garantir a comunicação entre essas células nervosas. 10. Explique o princípio do tudo ou nada. RESPOSTA: A estimulação de um neurônio segue a lei do tudo ou nada. Isso significa que ou o estímulo é suficientemente intenso para excitar o neurônio, desencadeando o potencial de ação, ou nada acontece. Não existe potencial de ação mais forte oumais fraco; ele é igual independente da intensidade do estímulo. O menor estímulo capaz de gerar potencial de ação é denominado estímulo limiar. 11. Qual a importância da mielina na propagação do impulso? Correlacione com a capacitância. RESPOSTA: A bainha de mielina modifica as propriedades elétricas da membrana do axônio do neurônio de forma a facilitar a propagação dos potenciais de ação. Ela aumenta a resistência e reduz a capacitância da membrana axonal, o que resulta na diminuição da interação das cargas elétricas entre as interfaces interna e externa da membrana plasmática. O resultado é a redução da resistência axoplasmática, a qual tem como consequência um aumento na velocidade de propagação dos impulsos elétricos de um nodo de Ranvier para o nodo seguinte. 12. Diferencie os potenciais graduados e qual sua importância na geração do potencial de ação? RESPOSTA: • Potenciais Graduados: são alterações que acontecem em um determinado ponto da membrana do neurônio, não tendo na maioria das vezes intensidade (força) suficiente para despolarizar toda a membrana do neurônio e consequentemente para transferir este impulso para um neurônio adjacente.Quando isto ocorre, ou seja, este impulso percorre toda a extensão da membrana, há a geração de um potencial de ação. • Potenciais de Ação: é uma despolarização que ocorre de maneira muito rápida. Dura em média 1 µs (microssegundos). Normalmente este potencial provoca uma alteração no potencial de repouso da membrana de -70 mV para um valor de +30 mV, retornando ao seu valor inicial muito rapidamente. Para que ocorra este fenômeno, a despolarização tem que ser de pelo menos 15 a 20 mV, ou seja, o valor tem que baixar de -70 mV para pelo menos -50 a -55 mV. Esquema da despolarização: Aqui é mostrado um neurônio polarizado. Podemos observar que no seu exterior existe uma concentração de cargas positivas de sódio, e em contrapartida no seu interior cargas negativas de potássio. Ocorre a despolarização da membrana por meio de um estímulo/potencial de ação que altera a permeabilidade da membrana de -70 mV para +30 mV. As comportas da membrana se abrem permitindo a entrada de íons de sódio para o interior. A quantidade de sódio que entra na membrana excede em centenas de vezes a quantidade de potássio que sai, isto faz com que o interior da membrana do neurônio fique positivo e seu exterior negativo. É preciso lembrar que neste processo, o potencial de ação ocorre de maneira muito rápida. Observe que as comportas que liberavam a entrada de sódio se fecham, e as comportas de potássio se abrem permitindo a saída deste íon, e novamente o exterior da membrana fica positivo e seu interior negativo. A entrada e saída de sódio e potássio são reguladas pela bomba de sódio/potássio fazendo com que a correlação destes dois íons aconteça de forma correta. A rapidez com que um potencial de ação ocorre, ou seja, a velocidade de transmissão do impulso nervoso é determinada de duas maneiras: por meio da mielinização e do diâmetro do neurônio.
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