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3) Observe a tabela abaixo. Na última coluna, ela mostra o potencial de equilíbrio dos íons K+, Na+, Cl- e Ca2+. a) Em uma célula cujo potencial de membrana em repouso é – 70 mV, quais desses íons contribuem de maneira mais expessiva para esse potencial? Pelo potencial de equilíbrio desses íons serem mais próximos do potencial de membrana, poderíamos concluir que o K+ e Cl- são os que mais contribuem para esse potencial. b) O que você pode concluir sobre a permeabilidade da membrana aos íons K+, Na+ e Cl- ? Não se esqueçam de que quanto mais próximo é o potencial de equilíbrio de um íon do potencial de membrana da célula, mais permável a membrana dessa célula é ao íon. Assim, podemos concluir que a membrana é mais permeável ao Cl-, seguido do K+, e pouco permeável do Na+. c) Explique o que ocorreria com esse potencial de membrana se a célula passasse a expressar mais canais de sódio? E COM A EXCITABILIDADE DA CÉLULA? (acabei de colocar essa) Pergunta importantíssima, que só vai conseguir resolver quem está entendendo canais, gradientes, e excitabilidade de neurônio (o quão perto seu limiar está do potencial em repouso). Vamos por partes: se a célula expressa mais canais de Na+, este íon vai entrar mais na célula. Dentro da célula ficará com mais cargas + do que estava antes. Isso vai aumentar o potencial de membrana (por exemplo de – 70mV para - 60 mV... portanto, fica um pouquinho mais positivo). Essa célula então ficará mais próxima de atingir o limiar (que por ex é - 55 mV). Se antes ela tinha que variar 25 mV, agora só precisa variar 15 mV. Se antes um estímulo que causava a entrada de X Na+ não era suficiente, agora ele é! O potencial de ação está mais fácil de ser gerado. Portanto a célula está mais excitável!! d) Qual o papel da membrana plasmática no potencial de membrana? O papel é que quanto mais permeável ela for a um íon, mais esse íon vai determinar seu potencial de membrana. Então se eu tivesse no meu corpo uma celula MEGA permável ao Na+, o potencial de membrana dessa célula seria mais positivo! Pois muito Na+ entraria, e numa situação de repouso (ausência de estímulos), a célula teria um potencial positivo (ou quase positivo) 4) Explique a afirmação abaixo: “ O Potencial de Membrana no Repouso é determinado pela contribuição combinada de: Gradiente de Concentração X Permeabilidade da Membrana de cada íon” Bom, explicar essa afirmação seria dizer que esses dois fatores juntos determinam o Potencial de Repouso de uma célula. Se uma célula não possui diferença de gradiente de concentração a um íon (ou seja, quantidade fora é igual a quantidade dentro), ele não teria o potencial para entrar ou sair, e acabaria não interferindo no potencial. E se a célula não é permeável a um íon, o gradiente de concentração pode ser enorme, ele não vai entrar (ou sair). Então vejam que íon que não tem condutância (movimentação pela membrana), não interfere muito no potencial. Outros íons se movendo é que determinariam esse potencial. 5) Até aqui, você já sabia que em nosso corpo existe um desequilíbrio químico entre os compartimentos intra e extracelulares. Agora, comente sobre a distribuição de cargas nesses compartimentos. Nosso corpo tem TAMBÉM um desequilíbrio elétrico. No todo, ele é neutro. Mas entre os compartimentos (que é o estado real), existe diferença. Por ex., dentro da célula é mais negativo em relação a fora. 6) Observe a representação de potencial de ação abaixo. Sobre o fluxo de íons, explique o que está ocorrendo em cada um dos momentos indicados pelos números. Nos slides vocês têm esse mesmo gráfico, com o que ocorre em cada número. Dêem uma olhada lá!! Não se esqueçam de pensar no fluxo de íons. Então por ex no número 1, não ha fluxo de Na+ nem K+ pelos canais voltagem dependentes. 7) Explique como estão os canais Na+ e K+ voltagem dependentes durante as fases de despolarização, repolarização e hiperpolarização. Despolarização: canais de Na+ estão abertos, e de K+ estão abrindo (ainda não abertos). Repolarização: canais de Na+ estão inativados, e de K+ estão abertos Hiperpolarização: canais de Na+ estão fechados, e de K+ estão abertos (já fechando) 8) Por que é impossível eu ter outro potencial de ação durante a fase de despolarização? É possível ter outro potencial de ação durante a fase de repolarização? Porque durante a fase de despolarização os canais de Na+ já estão na sua programação de abrir. Não tem estímulo que faça diferença. O limiar já foi atingido, e esses canais já estão abertos. A resposta é “Tudo ou Nada”. Uma vez que já está no “Tudo”, não tem como ter um “Tudão”. Durante a fase de repolarização é o seguinte: parte dela, os canais de Na+ estão INATIVOS. Então é impossível ter um potencial de ação aí também (Período refratário absoluto). O K+ saindo só ajuda para a situação ficar mais desfavorável. Mas quando durante essa fase de repolarização, a voltagem está novamente próxima ao limiar, os canais de Na+ dependentes de voltagem voltam ao seu estado de repouso (fechado, mas apto de ser aberto). Apesar disso, a saída do K+ (que continua ocorrendo) deixa a situação mais difícil para se ter outro PA – período refratário relativo. 9) Como estão os canais Na+ e K+ voltagem dependentes durante os períodos refratários absoluto e relativo? Já falei na questão acima. 10) “Depois de uma salva de pontenciais de ação, se a bomba Na+/K+ não trabalhar rapidamente, jogando o Na para fora do neurônio, este vai aumentar muito no meio intracelular. Isso levará à atração de água para dentro do neurônio, e consequentemente ao inchaço e lise celular”. Essa afirmação é correta? Por que? Não, porque apesar da mudança de voltagem que ocorre na despolarização, a mudança química é mínima. 11) O que quer dizer uma membrana de neurônio estar mais ou menos excitada? Dê exemplos de mudanças iônicas que poderiam mudar a excitabilidade da membrana de um neurônio (para mais e para menos). Essa questão é bem importante. Bom, primeiro a membrana de um neurônio estar mais ou menos excitada diz respeito ao quão fácil ela está de chegar no limiar, e então gerar um PA. Se é mais fácil, a membrana está mais excitada. Se é menos fácil, está menos. Exemplos de situações onde a célula fica MAIS excitada: qualquer evento onde você aumente as cargas positivas dentro da célula. Isso vai aumentar potencial de membrana, aproximando-o do limiar. Então por exemplo hipercalemia (muito K+ no corpo), que tem uma significância maior na clínica . Terá aumento de cargas positivas no corpo. Isso vai refletir no aumento dessas cargas nas células (especialmente no caso do K+, que possui uma alta condutância nas células). A consequência será o aumento do potencial de membrana, e portanto as células estarão mais excitáveis (vão disparar Potenciais de Ação com estímulos que antes era sublimiar). Numa hipocalemia, o contrário ocorre. A hipocalemia é “comum” em pacientes que estão com muita diarréia. Os hospitais ficam muito atentos à ela, porque um dos sintomas é a fraqueza muscular (o neurônio não consegue enviar PA ao músculo, para este contrair). Ok para músculos esqueléticos, mas quando pensamos em DIAFRAGMA, isso se torna muito perigoso. 18) Na figura abaixo o neurônio roxo (neurônio pós sináptico) está recebendo sinapses tanto do neurônio 1 como do neurônio 2. Sobre isso, responda: 1 2 a) O que acontece com o neurônio pós sináptico se ambos os neurônios 1 e 2 forem excitatórios? Nessa questão vocês devem se lembrar que no corpo celular são gerados somente potenciais graduados (PEPS e PIPS). Não se esqueçam de que potenciais graduados, diferente do potencial de ação, podem ser SOMADOS! Nesse caso, a questão fala que tanto o neurônio 1 como o 2 são excitatórios. Ouseja, a sinapse deles causará PEPS no neurônio roxo. Imaginem cada um desses neurônios causando por exemplo abertura de canais de Na+ em diferentes regiões do neurônio roxo. Vai entrar Na+ e despolarizar (PEPS) em ambos os pontos. Dois PEPS se somam, acarretando num PEPS de maior intensidade. Portanto, a despolarização será maior. Ainda não é gerado um PA, pois ele só ocorre à partir da zona de disparo. O fato é que quanto maior a intensidade do PEPS, maior a chance de quando essa despolarização chegar na zona do disparo, a voltagem estar atingindo limiar ASSIM, o que vai acontecer no neurônio roxo é a somatória de PEPS, e portanto vai aumentar as chances dele gerar um PA na zona de disparo. b) O que acontece com o neurônio pós sináptico se ambos os neurônios 1 e 2 forem inibitórios? O mesmo raciocíneo, porem PIPS (hiperpolarização) CUIDADO!!! PIPS jamais gera PA, pois hiperpolariza. Alguns alunos perguntaram se existe um limiar pra PIPS... a resposta é NÃO! O limiar é um ponto de voltagem à partir do qual tem-se geração de PA. Uma analogia sobre isso: 0 graus celcius é o ponto onde você tem a fusão da água. Ou seja, qndo chega a 0 graus, ocorre fusão da água. O limiar é a voltagem que qndo atingida, gera-se PA (pq nesse ponto abrem-se canais de Na+) c) O que acontece com o neurônio pós sináptico se o neurônio 1 excitatório e o 2 for inibitório? O raciocíneo continua. Nesse caso, o PEPS gerado pela sinapse 1 e o PIPS gerado pela sinapse 2 se subtraem. Então se por ex o PEPS tem intensidade 10, e o PIPS 5, a resultante será um PEPS de 5. Se as intensidades foram iguais, se anulam. O IMPORTANTE é como a voltagem vai chegar na zona de disparo: acima ou abaixo do limiar?? Ou seja, vai conseguir gerar PA??