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Estudo 1
1- As membranas de células excitáveis, sendo o neurônio uma delas, apresentam um potencial característico da membrana durante o repouso. Explique como a membrana fica na face interna, com uma carga negativa durante o repouso, se comparada à externa.
Durante o repouso, os neurônios ficam com uma carga negativa na face interna. A negatividade do potencial da membrana favorece a entrada de cátions (+) e se opõe a entrada de ânions (-). No potencial de repouso os canais Na+ ficam fechados e só abrem com a despolarização.
Na despolarização a célula sai do repouso por causa da entrada de íons de Na+, deixando ela eletricamente positiva. Quando ela atinge seu limiar de excitação, ocorrem potenciais de ação e um neurônio pode enviar um sinal elétrico a qualquer parte do corpo.
Quando os canais de Na+ se fecham e o sódio pára de entrar na célula, se abrem os canais de K+ com carga positiva que saem da célula fazendo com que ela volte a ficar negativa, até chegar ao repouso (no final, com uma ajuda da bomba de Na+ K+). Na bomba de Na+ K+ a entrada ou a saída é da menor quantidade para a maior e assim a bomba utiliza energia (ATP) pra fazer a célula voltar ao repouso de -90mv. Os canais de K+ são majoritários e estão sempre abertos no potencial de repouso.
Na bomba de sódio e potássio saem 3 átomos de sódio da membrana e entram 2 de potássio.
2- O que são canais iônicos? Como podem ser regulados?
Proteínas controladoras do transporte de íons através da membrana plasmática.
São canais formados por proteínas que controlam o gradiente de voltagem (diferença de potencial) através da membrana plasmática permitindo o fluxo de íons pelo seu gradiente eletroquímico. São canais seletivos (Canais de Na+, K+, Ca+2) e podem ser regulados por voltagem (abrem quando a membrana é despolarizada) e agentes químicos (acetilcolina).
3- O que são canais dependentes de voltagem? (controlados por comportas)
Proteínas que podem ser reguladas por variações de voltagem \\ Canais iônicos que abrem ou fecham devido às alterações no potencial elétrico da membrana. Eles conseguem perceber a voltagem da membrana e abrir ou fechar gerando novas correntes. Esses canais permitem uma rápida e coordenada despolarização em resposta a alterações de voltagem e propagam direcionalmente os sinais elétricos ao longo de todo o axônio e na sinapse.
4- O que é limiar de excitabilidade de uma célula excitável.
Um ponto de voltagem que faz com que canais de Na+ dependentes de voltagem se abram e despolarizem a célula (ver n.1). Ocorre quando a voltagem da célula sobe mais ainda, deixando a membrana mais instável que o habitual.
5- O que é o potencial de ação (PA) e o que ocorre durante ele?
É a inversão rápida da diferença de potencial da membrana, no qual o lado de dentro fica carregado positivamente em relação ao lado externo. Durante o potencial de ação a membrana é despolarizada quando atinge o limiar de excitabilidade e logo após repolarizada.
6- O que é potencial de equilíbrio de um ion?
É o potencial no qual não há movimentação de determinado íon. O K+ existe em maior quantidade dentro da célula e sofre uma ação de uma força química que o impulsiona para fora e ao mesmo tempo uma força elétrica que o impulsiona para dentro (por ser positivo ele é atraído pra dentro da célula que é negativa). O balanço dessas forças resulta no potencial de equilíbrio do potássio (potencial de Nernst do potássio -94 mV). Há uma tendência do potássio de se movimentar para fora, já que o potencial de repouso de membrana (-90 mV) é menos negativo que o potencial de Nerst do potássio e, saindo da célula, o K+ deixa o potencial mais negativo (interior em relação ao posterior).
7- O que é período refratário (absoluto e relativo) e como influencia a condução do PA?
Período refratário absoluto = é quando os canais de Na+ ficam inativados após despolarização da membrana não podendo ser ativados novamente e nem gerar outro potencial de ação até que o potencial da membrana esteja negativo o bastante pra reengatilhar os canais.
Período refratário relativo = é quando uma parte dos canais de Na+ já reengatilhou e é possível atingir o limiar e outro potencial de ação antes do final do primeiro.
8- Qual o papel da bomba de Na+/K+ na membrana?
Age quando há uma alta concentração de Na+ e baixa concentração de K+ dentro da célula. A bomba de sódio bombeia o Na+ para fora e o K+ do meio extracelular para dentro. A bomba, ligada ao ATP, liga-se a 3 íons de Na+ intracelulares. O ATP é hidrolizado, levando à fosforilação da bomba e à libertação de ADP. À bomba ligam-se 2 íons de K+ extracelulares, levando à desfosforilação da bomba. O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os íons de potássio para o interior da célula: a bomba está pronta para um novo ciclo.
9- Por que o potencial de ação é um processo propagável? Como este impulso nervoso pode se propagar?
O potencial de ação serve para comunicações de longa distância em organismos dotados de sistema nervoso, que codificam essas comunicações através de potenciais de ação entre seus componentes.
10- O que é bainha de mielina e como ela influencia a velocidade de condução do PA?
Um envoltório do axônio que minimiza a perda de corrente e facilita o fluxo da corrente dentro do axônio; por isso aumenta a velocidade de condução do PA. O estímulo vai passar de forma saltatória, ou seja, só vai passar pra outro neurônio que não tenha a bainha.
11- Que outro fator influencia a velocidade de condução do PA?
O diâmetro do axônio (calibre), pois quanto maior, menor sua resistência e mais rápida a velocidade de propagação.
12- Qual o papel da ATPase de sódio e potássio no neurônio?
Manter o potencial elétrico da célula. Sem a ATP o neurônio despolariza, repolariza e hiperpolariza, mas não consegue voltar ao seu estado normal, o que diminui o potencial de repouso e aumenta o limiar excitatório, dificultando a geração de um potencial de ação.
13- O que aconteceria com o potencial de repouso de uma célula excitável caso a ATPase Na /K fosse inibida de forma crônica?
Ver resposta acima e complementar com "O Na+ entraria em maior quantidade e o K+ passaria a não entrar mais".
A saída do K+ da célula é interrompida quando o gradiente elétrico (diferença de cargas dentro e fora) se iguala ao gradiente químico (diferença de concentração dentro e fora) e a força eletromotriz (que levaria o K+ para dentro) é igualada pela força de saída por difusão do K+.
A entrada do Na+ faz o potencial de repouso da membrana (-65 mV) não ser igual ao potencial do K+ (-80 mV), pois quando ele entra na célula, neutraliza os ânions dela e torna meio intracelular um pouco menos negativo (de -80 para -65 mV). Pra manter esse potencial de repouso, é preciso manter o gradiente de concentração por meio de bombas de sódio e potássio.
14- O que é o potencial de ação tudo ou nada e como ele se difere do potencial sináptico gradual?
No potencial de ação tudo ou nada, um neurônio só consegue enviar um impulso se a intensidade do impulso for acima de um nível/valor mínimo (potencial limiar), fazendo com que sua membrana seja despolarizada e repolarizada. No potencial sináptico os pequenos estímulos despolarizantes se unem gradualmente dependendo da quantidade de neurotrasmissor.
Estudo 2
1- Descreva a sinapse elétrica e a sinapse química.
Elétrica = é mais comum em invertebrados por serem seres pequenos, acontece por meio de junção comunicante do tipo GAP (junção formada por PTN com baixa resistência elétrica que permite pequenas moléculas e íons passarem de uma junção pra outra), tem baixa resistência elétrica e perde um pouco o sinal, é bidirecional (o elemento pode ser pré-sináptico ou pós sináptico, pois a comunicação é mais importante que a direção).
Química = é uma comunicação entre dois neurônios, ou um neurônio e algo que gera uma resposta no elemento pós-sináptico, mediada por um neurotransmissor ou neuromodulador, armazenados em vesículas, que podem ser excitatórios ou inibitórios.
2- Quais as vantagens e desvantagens das sinapses elétricas e das sinapses químicas?
E = mais veloz (vantagem), porém perde potencial (desvantagem).
Q = gera um potencial de ação igual ao do pré-sináptico, não perdendo sinalização (vantagem), porém é mais lenta (desvantagem).
3- Dê a sequencia de eventos que levam à liberação de neurotransmissores em uma sinapse química.
Síntese de neurotransmissor, armazenamento de neurotransmissor em vesículas, chegada do potencial de ação, abertura dos canais de Ca++α de voltagem, influxo de Ca++, fusão de vesículas, exocitose de neurotransmissores, ligação aos receptores, efeitos pós-sinápticos, interrupção dos efeitos e reciclagem de vesículas.
4- O que é liberação quântica de neurotransmissores?
É a quantidade de neurotransmissores nas vesículas que são diferenciadas pelo quantum que carrega.
5- Dê algumas das características que devem ser consideradas para que uma substância química seja um neurotransmissor.
Capacidade de se ligar a um receptor/ ter função excitatória ou inibitória/a molécula deve ser pequena, deve poder ser sintetizada pelo corpo celular ou terminal e deve poder ser degradada para ser renovada/ deve ser liberada pelo terminal do axônio pré-sináptico e produzir a mesma resposta na célula pós-sináptica.
6- Qual o papel do Cálcio na liberação de neurotransmissores?
Permitir que a vesícula sináptica se ligue a membrana pré-sináptica e libere o conteúdo. PA chega no final do axônio, abre canal de Ca dependente de voltagem, entra Ca e funde a vesícula na membrana.
7- Onde as sinapses podem sofrer interferências com drogas, medicamentos ou toxinas?
No neurotransmissor, no receptor (...). No tempo de transmissão e produção de receptores
8- Quais os tipos de potenciais pós-sinápticos? Excitatório e Inibitório.
Potencial pós-sináptico excitatório = é um aumento temporária do potencial de membrana pós-sináptico causado por um fluxo de íons positivos para dentro da célula pós-sináptica; passa a informação sem perda.
Potencial pós-sináptico inibitório = é um aumento temporário do potencial de membrana pós-sináptico causado por um fluxo de íons negativos para dentro ou positivos para fora da célula pós-sináptica.
9- Por que uma sinapse excitatória no corpo celular de um neurônio é mais efetiva na evocação de um potencial de ação do que uma sinapse excitatória aplicada num dendrito?
Porque o corpo celular fica mais próximo do cone axonal. (terminal axonal é onde ele passa a informação para outro neurônio).
10- Qual a importância de uma sinapse inibitória no axônio de um neurônio?
Inibir para modular a resposta e adequá-la ao sistema biológico. O neurotransmissor se liga a PTN da membrana modificando-a para passar.
Estudo 3
1- O que são receptores ionotrópicos e como funcionam?
São proteínas transmembrana que fazem canais se abrirem e fecharem de acordo com seus neurotransmissores. Tem a função de permitir a passagem de íons.
2- O que diferencia receptores ionotrópicos dos metabotrópicos, estrutural e funcionalmente?
Os receptores metabotrópicos são acoplados a PTN G com função de ativar outros canais com receptores ionotrópicos. Os receptores ianotrópicos – ver resposta acima.
3- Conceitue segundos mensageiros dando exemplo de cascatas envolvidas no metabolismo celular.
São substancias sintetizadas por enzimas ativadas por PTN G. Ex de cascatas: o receptor B ativa a PTN G que ativa adelinato ciclase que converte ATP em AMPc, que se difunde no citosol. Portanto a primeira mensagem é convertida pelo receptor B em 2 mensageiro, nesse caso, o AMPc.
4- Conceitue sistema nervoso autônomo (SNA), definindo suas divisões. Quais as características anatômicas do SNA simpático e parassimpático e quais os mediadores químicos que atuam em suas sinapses?
5- Em que se constitui o eixo hipotálamo-hipófise e quais as características funcionais da neurohipófise (lobo posterior) e adenohipófise (lobo anterior).
