Biofisica

BIOFÍSICA ANIMAL CALENDÁRIO ACADÊMICO PARA O 1° SEMESTRE DE 2006 Meses Dias Fevereiro 13 (segunda) 20 (segunda) 24 (sexta) 27 (segunda) 28 (terça) 1º (quarta) Março 13 (segunda)

Abril

Maio

Junho

Julho

16 (quinta) 31 (sexta) 6 (quinta) 12 (quarta) 13 (quinta) 14 (sexta) 15 (sábado) 21 (sexta) 22 (sábado) 1º (segunda) 15 (segunda) 16 (terça) 8 (quinta) 13 (terça) 14 (quarta) 15 (quinta) 21 (quarta) 24 (sábado) 27 (terça) 28 (quarta) 29 (quinta) 4 (terça) 5 (quarta) 7 (sexta) 12 (quarta) 15 (sábado)

Agosto

29 (sábado) 7 (segunda) 14 (segunda)

Eventos Início das aulas do 1º semestre de 2006 - Veteranos Início das aulas do 1º semestre de 2006 - Vestibulandos Data-limite para solicitação de Isenção de Disciplinas Feriado – Carnaval Feriado – Carnaval Feriado – Cinzas Término do prazo para inclusões e/ou exclusões de disciplinas, troca de turmas e efetivação da Matrícula Acadêmica para o 1º semestre de 2006 Feriado (apenas para o campus Petrópolis) Término do prazo para Trancamento de Matrícula PR1 - Início do período de provas PR1 - Término do período de provas Feriado – Quinta-Feira Santa Feriado – Sexta-Feira Santa Recesso – Não haverá aulas Feriado – Tiradentes Recesso – Não haverá aulas Feriado – Dia do Trabalho Início do prazo para entrada de Requerimentos de Reabertura de Matrícula, Matr. sem Vestibular-MSV, Transf. Externa-TE e Transf. Interna-TI para o 2º semestre de 2006 Feriado (apenas para o campus Nova Friburgo) PR2 - Início do período de provas Feriado (apenas para o campus Duque de Caxias) PR2 -Término do período de provas Feriado – Corpus Christi 2ª Chamada - Início do período de provas Feriado (apenas para os campi Niterói, Macaé e São João de Meriti) 2ª Chamada – Término do período de provas Término do período de aulas do 1º semestre de 2006 PRF - Início do período de provas finais Feriado (apenas para o campus Petrópolis) PRF - Término do período de provas finais Matrícula Financeira - 2º semestre de 2006 Término do período letivo do 1º semestre de 2006 Término do prazo para requerer revisão de Prova Final do 1º semestre de 2006 Início do período de Renovação de Matrícula para o 2º semestre de 2006 internet Feriado (apenas para o campus Macaé) Início das aulas do 2º semestre de 2006 - Veteranos Início das aulas do 2º semestre de 2006 - Vestibulandos

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BIOFÍSICA ANIMAL ÍNDICE: CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO ....................................................................................................................... II BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................... II Questionário PR1 ....................................................................................................................................... 3 Termodinâmica ....................................................................................................................................... 3 Membrana Celular (ou Plasmática) ........................................................................................................ 5 Questionário PR2 ..................................................................................................................................... 10 Bioeletrogênese .................................................................................................................................... 10 Contração Muscular I - Músculo Estriado Somático ............................................................................. 14

I Conteúdo dado em Sala de Aula Universidade Estácio de Sá Medicina Veterinária Prof. Lucas Vogel Código da Disciplina – CIS0588 2° Período - 2006

BIOFÍSICA ANIMAL CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Data 07/04 09/06 23/06 30/06

Avaliação PR1 PR2 2ª CH PF – Matéria toda

Valor Maximo 10,0 10,0 10,0 10,0

BIBLIOGRAFIA 574.191 H498b 2005 HENEINE, Ibrahim Felippe. Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2005. 391 p. il. Biofísica 574.191 O48b OLIVEIRA, Jarbas Rodrigues de; WACHTER, Paulo Harold; AZAMBUJA, Alan Arrieira (Org.). Biofísica para ciências biomédicas. Porto Alegre: PUC-RS, 2002. 313 p. il.

II Conteúdo dado em Sala de Aula Universidade Estácio de Sá Medicina Veterinária Prof. Lucas Vogel Código da Disciplina – CIS0588 2° Período - 2006

BIOFÍSICA ANIMAL Questionário PR1 Termodinâmica 1) Do ponto de vista termodinâmico explicar o que se entende por um sistema. Dar exemplo de um sistema biológico. Sistema é o gasto de energia que produz trabalho, liberando calor (fora porção delimitada no ambiente). Ex: célula, hidrólise de ATP, animal (sistema aberto) e universo (sistema fechado). 2) Enunciar a 1ª lei (ou 1º princípio) da termodinâmica, dando um exemplo de sua aplicação no organismo animal. 1ª lei da termodinâmica estabelece que a energia é sempre constante, não é criada e sim transformada. Ex: luz solar, plantas absorvem, realizam fotossíntese e são consumidas por outros animais. 3) Enunciar a 2ª lei da termodinâmica dando exemplo de sua aplicação no organismo animal. 2ª lei da termodinâmica estabelece que a passagem é do meio mais concentrado para o meio menos concentrado, sendo toda a transformação espontânea. Ex: difusão. 4) Explicar qual a relação entre a entropia e a organização e informação nos sistemas. Quanto maior a entropia, menor a organização e informação dos sistemas. 5) Dar um exemplo biológico de um sistema com baixa entropia. Células sadias. 6) Dar um exemplo biológico de um sistema com alta entropia. Um animal doente. 7) O que é necessário para que possa ocorrer uma transformação contrariando a 2ª lei da termodinâmica? Explicar dando um exemplo biológico. É necessário que haja trabalho, pois ocorrerá uma passagem do meio menos concentrado para o mais concentrado (e a energia advém da hidrólise do ATP para que ocorra essa transformação energética que contraria a 2ª lei). Ex: bomba Na+/K+. 8) Definir o parâmetro termodinâmico energia livre, indicando a fórmula matemática que estabelece as suas relações com a entropia, a entropia e a temperatura absoluta. Explicar. Entalpia (H): conteúdo de calor no sistema ; Entropia (S): calor que não é aproveitado no sistema (não realiza trabalho no sistema); Energia livre (G): disponível para ser utilizada ou liberada. 9) O que se entende, termodinamicamente, por transformações endergônicas e exergônicas? Dizer em cada caso qual o sinal (+ ou -) do ^G. Exergônica é a transformação que libera energia (-). Endergônica é a transformação que gera absorção de energia (+). 3 Conteúdo dado em Sala de Aula Universidade Estácio de Sá Medicina Veterinária Prof. Lucas Vogel Código da Disciplina – CIS0588 2° Período - 2006

BIOFÍSICA ANIMAL 10) Explicar o que se denomina em termodinâmica de energia de ativação, dando um exemplo da sua importância nas reações químicas. Energia de ativação é a energia utilizada, necessária para o inicio de um trabalho, iniciar uma reação. Ex: aquecimento. 11) Explicar o que se denomina em termodinâmica de energia de ativação de catálise, mencionando que grupo de substâncias no organismo animal está envolvido com este tipo de energia. É promovida por um catalizador; não participa da reação, só acelera a reação. Ex: enzimas, nos sistemas biológicos. OBS: Equivalente mecânico do calor é a relação do calor liberado com o trabalho mecânico produzido. 1cal=4,18J.

4 Conteúdo dado em Sala de Aula Universidade Estácio de Sá Medicina Veterinária Prof. Lucas Vogel Código da Disciplina – CIS0588 2° Período - 2006

BIOFÍSICA ANIMAL Membrana Celular (ou Plasmática) 1) Fazer um esquema da membrana celular de acordo com o modelo do mosaico fluido desenvolvido em 1972 por Jonathan Singer & Garth Nicholson. Cabeça – fostato de fosfolipideo Cauda – acido graxos Dupla ligação de fofolipideo 2) De acordo com o modelo do mosaico fluido como estão organizadas as moléculas de fosfolipídios constituindo o esqueleto da membrana ? Sua parte externa, a cabeça, é hidrofílica e sua parte interna, a cauda é hidrofóbica 3) Dizer quais são os movimentos observados nas moléculas de fosfolipídios na membrana celular. Giram ao redor de si mesmas; “flip flop”; em movimentos lateralizados (mas, não trocam de posição com os vizinhos) 4) Fazer um esquema básico de uma molécula de fosfolipídio indicando a natureza química da cabeça e da cauda da molécula. Cabeça – fosfato e nitrogênio Cauda – acido graxos (lipídeo) apolar Glicerol – ombro 5) Explicar a causa bioquímica do ângulo observado em uma das cadeias de ácidos graxos da molécula mencionando qual seria a influência deste ângulo na arrumação das moléculas dos fosfolipídios na membrana e a possível conseqüência na sua permeabilidade. Devido a uma dupla ligação entre os C na cauda. Facilita a passagem de substancias, já que provoca um espaço. 6) Indicar as regiões polares e apoiares na molécula de fosfolipídio. Explicar. Regiões polares – cabeça (hidrofílicas). As cabeças possuem polaridade. Regiões apolares – caudas (hidrofóbicas). A cauda no possui carga. 7) Como são denominadas quanto à sua solubilidade as substâncias que atravessam a camada de fosfolipídios da membrana. Explicar porque elas são capazes de atravessar esta camada. As substancias que atravessam a camada são as lipossolúveis, pois a cauda (hidrofóbica) não repelem as substancias lipossolúveis. 8) Como são denominadas quanto à sua solubilidade as substâncias que não atravessam a camada de fosfolipídios da membrana. Explicar porque elas não são capazes de atravessar esta camada. As substancias hidrossolúveis, pois a cauda repele as substancias hidrossolúveis por diferença de polaridade.

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BIOFÍSICA ANIMAL 9) Aonde estão localizadas na membrana as regiões hidrofílicas e a hidrofóbica ? Explicar. Região hidrofílica – cabeça – parte externa da membrana. Região hidrofóbica – cauda – parte interna da membrana. 10) Explicar o que se entende por um canal (ou poro) na membrana celular, mencionando o seu significado funcional. Canal (sempre uma proteína), permite que substâncias hidrossolúveis. Ex.: sais atravessem a membrana, saindo ou entrando. 11) Dizer o nome dos canais específicos de água mencionando um órgão onde eles são encontrados em maior quantidade. Explicar. Canais de água – aquaporinas. Encontrados em grande quantidade no rim. 12) Dizer qual a natureza química das substâncias que constituem a estrutura dos canais da membrana. Subunidades – partes do canal (proteína). Os canais são proteínas organizadas. 13) Explicar, em linhas gerais, a técnica do patch clamp, mencionando a sua importância para o estudo dos canais da membrana. patch clamp – técnica que permite observar através da corrente dos íons aberturas e fechamento desse canal. Sua importância, é porque permite identificar com qual substancia ele tem afinidade, permitindo sua passagem. 14) Explicar a diferença funcional entre canais ativos e canais passivos da membrana celular. Canais passivos permitem que substâncias que possuem tamanho adequado, atravessem a membrana, não havendo controle; já os canais ativos permitem que substâncias atravessem a membrana, mas há um controle regulatório. 15) O que se denomina comporta e filtro de seletividade em um canal ativo da membrana ? Explicar o significado funcional de cada um. Não 16) Explicar o que se denomina de um canal iônico na membrana celular. Canal iônico permite que substâncias iônicas atravessem a membrana. 17) Quanto ao seu mecanismo de abertura, explicar o que se denomina um canal voltagem dependente. Canal de voltagem dependente é um canal que abre e fecha de acordo com a polarização ou despolarização da membrana.

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BIOFÍSICA ANIMAL 18) Explicar a importância do fósforo no mecanismo de abertura e fechamento de alguns canais da membrana celular. Fósforo permite a abertura de determinados canais (ao se ligar ao canal). 19) O que se entende por receptores nos canais da membrana e qual a sua importância na abertura ou no fechamento destes canais ? Estruturas do canal que interagem com os ligantes provocando a abertura. 20) Explicar o que se entende por um ligante mencionando a sua influência nos canais ativos da membrana. Substância que se liga ao receptor, provocando a abertura do canal. 21) Dar exemplo de uma substância liberada no organismo capaz de atuar em receptores dos canais da membrana, mencionando o efeito por ela produzido. Acetilcolina, ao se ligar nos receptores do canal faz com que ele se abra. 22) Dar exemplo de um mecanismo em que uma substância é capaz de impedir a abertura de um canal da membrana. Atropina, bloqueia a ação da acetilcolina, promovendo o fechamento do canal. 23) Explicar, termodinamicamente, o mecanismo da difusão simples através da membrana celular. Passagem de liquido de um meia mais concentrado para um menos concentrado. Não 24) Explicar o que se entende por difusão facilitada (ou transporte facilitado) dando um exemplo deste mecanismo no organismo animal. Passagem de substância pela membrana com auxilio de uma proteínas. Ex.: molécula de glicose na célula. 25) Fazer um gráfico comparativo relacionando concentração e fluxo de substâncias que atravessam a membrana por mecanismo de difusão simples ou por mecanismo de difusão facilitada. Não 26) O que se denomina de um ionóforo ? Explicar o seu mecanismo de atuação na permeabilidade da membrana celular. Substância exógena (produzida fora do organismo), que se liga a parede de microorganismos, abrindo na membrana, facilitando a passagem de íons e outras substâncias para dentro da célula. 27) Em termos de transporte através da membrana explicar o significado dos termos: uniporte, cotransporte, simporte e antiporte. Dar um exemplo de cada um. Uniporte – passagem de uma substância através da membrana. Cotransporte – passagem de 2 substâncias através da membrana. 7 Conteúdo dado em Sala de Aula Universidade Estácio de Sá Medicina Veterinária Prof. Lucas Vogel Código da Disciplina – CIS0588 2° Período - 2006

BIOFÍSICA ANIMAL Simporte – uma substância entra e a outra sai. Antiporte – 2 ou + substâncias transportadas acopladas. 28) Definir, quanto à permeabilidade da membrana celular, o que se denomina um mecanismo de transporte ativo. Mecanismo que promove o transporte de substância de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado com gasto de energia. 29) Explicar, do ponto de vista termodinâmico, como se caracteriza um mecanismo de transporte ativo. Trabalho realizado pelo carregador ou transportador. 30) Explicar a diferença entre transporte ativo primário e transporte ativo secundário. Transporte ativo primário – bomba de Na+/K+ . Transporte ativo secundário – entrada de substância por um mecanismo de sim porte. 31) Explicar o papel dos compostos ricos em energia nos mecanismos de transporte ativo. Dar exemplo de um destes compostos. Os compostos ricos em energia fornecem energia para realização do trabalho, que é transportar a substância do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. Ex.: ATP 32) Fazer um esquema e explicar o mecanismo de transporte ativo da membrana denominado bomba de sódio/potássio. Não 33) Explicar de que maneira as experiências pioneiras demonstraram a existência da bomba de sódio/potássio na membrana do axônio do neurônio. Não cai . 34) Explicar a natureza química do transportador (ou carreador) da bomba de sódio/potássio, caracterizando a sua atuação. Transportador – proteínas Características – enzimáticas Ou seja, proteínas com características enzimáticas Na+/K+ ATPase. 35) Dizer qual a proporção entre sódio/potássio transportados a cada ciclo da bomba mencionando uma conseqüência desta proporção na fisiologia da célula. Proporção 3Na+:2K+. conseqüência ocorre em desequilíbrio de potencial elétrico entre a parte extracelular e a intracelular. 36) Dizer o que acontece na bomba de sódio/potássio quando a célula sofre um resfriamento. Explicar. Ela perde velocidade. Em baixas temperaturas a enzima tem sua função comprometida. Não 8 Conteúdo dado em Sala de Aula Universidade Estácio de Sá Medicina Veterinária Prof. Lucas Vogel Código da Disciplina – CIS0588 2° Período - 2006

BIOFÍSICA ANIMAL 37) Dizer o que acontece na bomba de sódio/potássio quando a célula é tratada por uma substância capaz de produzir um desacoplamento na fosforilação oxidativa (exemplo: dinitrofenol - DNP). A bomba não funciona. 38) De acordo com o modelo do mosaico fluido explicar o que se entende por: proteínas integrais, proteínas periféricas, proteínas de transmembrana, glicoproteínas e lipoproteínas. Proteínas integrais – dentro da camada bimolecular. Proteínas periféricas – próximas a membranas. Proteínas transmembrana – atravessa a membrana de um lado a outro. Glicoproteínas – ligadas a radicais de carboidrato. Lipoproteínas – ligados a lipídeos.

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BIOFÍSICA ANIMAL Questionário PR2 Bioeletrogênese 1) Explicar a experiência pioneira que levou Galvani (I 760) a admitir, pela primeira vez, a produção de eletricidade em um organismo animal, mencionando a sua interpretação sobre o fenômeno observado. Galvani fez uma experiência com outros objetivos para ver a influencia da atividade atmosférica sobre os animais. Ele pegou 1 uma placa de ferro, prendeu uma rã pela mandíbula e esperava uma reação, um “choque”. Deduziu que era eletricidade no corpo do animal e o circuito era fechado. 2) Explicar com que argumento Volta (1800), contrariando Galvani, contestou a produção de eletricidade no organismo animal, mencionando que descoberta resultou desta contestação. Volta contestou Galvani, mostrando que a eletricidade é obtida do controle de 2 metais diferentes (fio de ferro e fio de cobre). Construiu um dispositivo com placas de Cu e Zn empilhados alternadamente e entre os discos colocou um papel embebido em solução. Daí que fez um circuito que tinha um dispositivo que acusava a passagem da corrente. Quando o circuito era fechado, foi observada eletricidade. Esse dispositivo foi usado na construção da primeira pilha voltaica. 3) Qual o animal de eleição utilizado nos primeiros estudos sobre os potenciais elétricos da membrana dos axônios ? Explicar porque. Para registrar é necessário que se introduza um eletrodo dentro de uma célula nervosa de mamífero. Na falta dessa, foi encontrado um molusco cefalópode (lula). Porque a lula tem um nervo chamado de nervo de manto, aonde são encontrados axônios gigantes que contem 300 (dos mamíferos (m 20-30). O eletrodo que causava danos a outros seres, na lula não causava danos). 4) Fazer um esquema da montagem experimental utilizada para a detecção e o registro dos potenciais elétricos da membrana dos axônios, explicando de que maneira os eletrodos de registro são posicionados na membrana. Não. 5) Explicar as vantagens da utilização do osciloscópio em substituição aos antigos galvanômetros nas experiências sobre os potenciais elétricos da membrana celular. As vantagens se baseiam no principio eletromecânico. A corrente elétrica passa através de um rolamento que tem um ponteiro para fazer com que ele se movimente através de uma voltagem relativamente grande e isso faz com que seja um instrumento muito sensível. Pode se ver o tempo de duração da onda, pode-se medir a voltagem da onda. Não tem inércia mecânica que o galvanômetro tinha. 6) Explicar o que se denomina potencial de repouso da membrana celular. Fazer um esquema de sua visualização no osciloscópio indicando, aproximadamente, a sua voltagem. Meio exterior tem predominância de carga positiva. O que se denomina potencial de repouso da membrana celular é a diferença de potencial do exterior para o interior considerando só o que as células de repouso excitáveis apresentam.

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BIOFÍSICA ANIMAL 7) Explicar em linhas gerais, a distribuição extra e intracelular dos principais íons envolvidos com a produção do potencial de repouso na membrana indicando, aproximadamente, a sua concentração em células de mamíferos. A distribuição extra celular dos principais íons envolvidos com a produção do potencial de repouso da membrana, são o Na e o Ka+. Na tem 15uu Eqv Na – fora da célula tem 142uu Eqv K+ - tem 135uu Eqv K+ - fora da célula tem 4uu Eqv. Na = 142/15 = 9.46 ~~ 10X mais concentração do meio extra do que do meio intra. K+ = 135/4 = 33.75 ~~ 30X mais concentração não meio intra celular do que no meio extra. 8) Explicar o mecanismo da bomba de sódio/potássio na membrana do axônio. O mecanismo consiste em que sempre que há uma possibilidade de, Na entrar, ele entra por difusão e o K+ sai por difusão. Na se acumula dentro da célula. K+ se acumula fora e iriam causar desequilíbrio. Esse trabalho é feito por uma substancia carreador ou transportador, ou seja, ele pega o Na que entrou e transporta para fora e pega o K de fora e traz para dentro. 9) Explicar de que maneira foi evidenciada pela primeira vez a bomba de sódio/potássio na membrana dos axônios. A primeira vez foi quando a solução em um recipiente contendo Na+24 radioativo colocaram célula. Esse Na+24 passou por difusão para dentro das células, é chamado de incorporação. Uma vez ocorrendo à incorporação, trocou-se a solução pelo Na+23 normal e colocou as células incorporadas e se fez a medida da solução. Foi observado que radioatividade foi medida através de um contador de radiação e a partir de um tempo zero com intervalo de alguns minutos, percebeu-se que a radioatividade uma vez que ela aumenta, depois ela estabiliza. Na verdade isso é conseqüência da saída de Na+24 das células para dentro da solução, decorrente do mecanismo de transporte ativo. É um tipo de mecanismo que mantém a troca do meio externo para dentro. É uma bomba eletrogênica. 10) Explicar a participação da bomba de sódio/potássio na manutenção do potencial de repouso da membrana. O Na entra, K+ sai e a bomba restaura novamente as concentrações, retirando Na+ e absorvendo K+. 11) Explicar o que denomina de potencial de ação mencionando o que, fisiologicamente, é necessário para que este potencial apareça na membrana celular. Havia um influxo nervoso que era impreciso sempre relacionado com a eletricidade. Variação de potencial de ação da célula, é um fenômeno elétrico que ocorre quando a célula recebe um estimulo, ela tem um significado fisiológico grande, ela antecipa a resposta fisiológica que a célula tem. Exemplo: célula nervosa estimula e se propaga através de um impulso nervoso, onde ele é uma informação. Potencial de ação é um impulso nervoso que quando se propaga pode ocasionar um impulso nervoso (célula nervosa), na célula muscular vai desencadear contração da fibra muscular e nas células de secreção vai produzir secreção. 12) Fazer um esquema de um potencial de ação, indicando as diferentes fases do seu desenvolvimento. Não

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BIOFÍSICA ANIMAL 13) Explicar porque se diz que o sódio é o responsável pela fase de despolarização do potencial de ação. A condutância é o fluxo do íon. A condutância do Na, aumenta com a fase da despolarização. 14) Explicar porque se diz que o potássio é o responsável pela fase de repolarização do potencial de ação. A condutância do K aumenta com a fase da repolarização. 15) Explicar o que se entende por período refratário na membrana, mencionando a sua relação com a excitabilidade celular. É um tempo decorrido após o estimulo em que não se consegue uma nova resposta. A membrana plasmática esta refrataria. 16) Explicar a participação da bomba de sódio/potássio no potencial de ação da membrana celular. É importante no processo de repolarização, ou seja, colocar o que saiu para dentro e o que entrou para fora. 17). Explicar um procedimento capaz de bloquear a bomba de sódio/potássio, mencionando de que maneira este bloqueio pode ser demonstrado experimentalmente. Resfriando a célula nervosa, baixa a atividade de bomba que necessita da ação da enzima e com o tratamento do dimitrofenal vai impedir a formação do ATP. 18) Explicar o fenômeno do impulso nervoso estabelecendo a sua relação com o potencial de ação da membrana dos axônios e mencionando o seu significado neurofisiológico. A célula nervosa se propaga ao longo da célula. Esse potencial propagado é demominado impulso nervoso, que é transmissão de informação. 19) Explicar o fenômeno do potencial de ação composto que aparece, experimentalmente, pela estimulação de um nervo periférico. Quando um nervo é estimulado, o potencial de ação vai mudando em função da distancia que ele é detectado, pois o nervo é conjunto de células diferentes e com isso elas propagam impulsos em diferentes velocidades. O potencial de ação composto é aquele que ocorre no nervo que é o conjunto de células diferentes. 20) E possível se fazer uma classificação dos axônios tomando por base uma diferença nas suas características funcionais ? Explicar. Sim. Axônios amielinicos tem uma propagação mais lenta de ponto a ponto. E o axônio mielinico tem uma propagação mais rápida de nó am nó, é uma condução saltatória.

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BIOFÍSICA ANIMAL 21) Explicar o que se entende por condução (ou propagação) saltatória do impulso nervoso, mencionando a sua importância neurofisiológica. É um fenômeno que é desencadeado nos neurônios quem tem bainha de mielina. Ocorre à propagação satisfatória, produz impulso mais rápido. 22) Explicar o que se entende por uma sinapse, mencionando a sua importância no funcionamento do sistema nervoso. É uma estrutura que não tem uma continuidade, ao invés disso há um espaço denominado fenda sináptica. Graças à sinapse há uma interação funcional entre as células e o sistema nervoso é organizado em cadeias de neurônios. 23) Estabelecer duas diferenças funcionais entre sinapses elétricas e sinapses químicas. sinapses elétricas – não depende de neurotransmissores, porque o espaço entre os neurônios (FS) é muito pequeno. Existem as junções estreitas (Gap Juntions), que auxiliam na transmissão; é a condução bidirecional sem transmissores. sinapses químicas – possui FS muito grande. Os neurotransmissores armazenam nas vesículas sinápticas. Entre os FS existe um liquido que é da vesícula que vão se movimentar para a membrana da fenda sinóptica por exocitose, essa membrana se rompe e os neurotransmissores caem na fenda sinóptica, por difusão chegam à membrana do neurônio. Nesses neurônios encontramos os canais de sódio, onde nesses canais existem receptores que interagem com o neurotransmissores e permitem a entrada do sódio, com isso ocorre à despolarização da membrana transmitindo assim o impulso. A condução é unidirecional porque as vesículas não permitem a volta de impulso. 24) Fazer um esquema básico de uma sinapse química indicando as suas partes constituintes e explicando o seu mecanismo de transmissão. Não 25) Explicar a diferença entre neurotransmissores excitatórios e inibitórios. Dar um exemplo de cada um. Neurotransmissores excitatórios – são neurotransmissores que produzem despolarização na membrana do nervo pos-sinóptico. Neurotransmissores inibitórios – são neurotransmissores que produzem hiperpolarização, dificuldade de excitação, ou seja, dificultam a despolarização na membrana no nervo pré-sinoptico. Exemplo: ácino y aminobutírico (gaba), glicina (abre canais de potássio ou cloreto). 26) Explicar o que se entende por um potencial pós-sináptico excitatório indicando o que ele representa em termos de polarização da membrana e de transmissão dos impulsos nervosos. Possuem neurônios excitatórios, representam as sinapses que se formam para despolarizar a membrana. 27) Explicar a que se entende por um potencial pós-sináptico inibitório indicando o que ele representa em termos de polarização da membrana e de transmissão dos impulsos nervosos. Possuem nerotransmisores inibitórios, representam as sinapses que se formam para hiperpolarizar à membrana. 13 Conteúdo dado em Sala de Aula Universidade Estácio de Sá Medicina Veterinária Prof. Lucas Vogel Código da Disciplina – CIS0588 2° Período - 2006

BIOFÍSICA ANIMAL Contração Muscular I - Músculo Estriado Somático 1) Do ponto de vista termodinâmico, como pode ser definida a função do músculo considerando as transformações de energia que ocorrem durante a sua contração? O músculo utiliza a energia química, transforma essa em energia mecânica para realizar trabalho. 2) Explicar a organização estrutural de um músculo estriado somático até o nível das miofibrilas, mencionando os envoltórios membranosos de suas estruturas contrateis. O músculo estriado somático é constituído por varias fibras musculares, a membrana limitante externa é o sarcolema. Cada fibra muscular é composta de subunidades menores, as fibras contem milhares de miofibrilas; cada miofibrila é formada por uma serie de sarcômeros (unidade contrátil). No sarcômero tem a actina (estrutura filamentosa mais fina) e a miosina (estrutura filamentosa mais grossa). 3) Explicar a divisão do sistema nervoso e a inervação que comanda a atividade do músculo estriado somático. O sistema nervoso se divide em: sistema nervoso central e sistema nervoso periférico. O SNC é dividido em cérebro e medula espinhal; o SNP é dividido em motor (eferente) e sensorial (aferente). O nervo motor é que comanda a atividade do músculo estriado somático. 4) Esquematizar e definir o sarcômero, explicando o porquê desta estrutura ser considerada como a unidade estrutural da contração muscular. Sarcômero – se estende em 2 linhas Z. ele é composto por estruturas filamentosas protéicas, que são a actina e miosina. Essas proteínas contrateis é que vão realizar a contração. 5) Explicar quais são as proteínas filamentosas do sarcômero responsáveis pelo seu encurtamento, mencionando qual delas é denominada "filamento fino" e qual é denominada "filamento grosso". Actina (filamento mais fino) e miosina (filamento mais grosso). 6) O que propõe a "teoria do deslizamento" para explicar o encurtamento do sarcômero? Na presença de íons de cálcio e ATP, a actina e miosina deslizam uma sobre a outra, encurtando o sarcômero. 7) De acordo com a "teoria do deslizamento" qual a importância do filamento de actina estar fixado na linha Z e do filamento de miosina fixado pelo citoesqueleto no centro do sarcômero. Não 8) Explicar, através de que estruturas da molécula da miosina se processa a ligação com a actina, possibilitando o encurtamento do sarcômero. Não 9) Explicar, no acoplamento excitação/contração, de que maneira se processa a despolarização da membrana da fibra muscular ao nível da placa motora. Não 14 Conteúdo dado em Sala de Aula Universidade Estácio de Sá Medicina Veterinária Prof. Lucas Vogel Código da Disciplina – CIS0588 2° Período - 2006

BIOFÍSICA ANIMAL 10) Explicar o papel dos túbulos T na propagação do potencial de ação da fibra muscular. Os túbulos T propagam o potencial de ação ao longo da superfície celular e para o interior da fibra muscular. 11) Explicar o mecanismo de liberação do cálcio estocado no retículo sarcoplasmático para o citoplasma da fibra muscular. Em repouso, os íons cálcio são bombeados do liquido sarcoplasmático para dentro do reticulo sarcoplasmático por uma bomba. Com a chegada do potencial de ação no reticulo sarcoplasmático produz a liberação de íons cálcio, que se difundem a favor do gradiente de concentração para fora do reticulo e para o liquido que banha o sarcômero. Esses íons cálcio, desencadeiam a concentração. 12) Explicar qual a principal substância que fornece energia para a contração da fibra muscular mencionado de que maneira esta energia é utilizada. O cálcio se liga com a troponina, com essa ligação os locais ativos da actina são liberados para reagirem com as moléculas de miosina, desse modo a actina e a miosina se movem. 13) Explicar com que proteína o cálcio liberado do retículo sarcoplasmático vai se ligar e o que acontece em decorrência desta ligação. Com a proteína TN-C (troponina Æ Ca+2) 14) Explicar o que acontece no sarcômero quando o cálcio se desliga dessa proteína. A contração é desativada, e os músculos voltam à posição inicial. 15) Explicar de que maneira o cálcio retoma, novamente, para dentro do retículo sarcoplasmático. O potencial de ação é cessado, ocorre o relaxamento dos músculos por bombeamento de Ca (cálcio) citoplasmático para os retículos. 16) Explicar, resumidamente, o mecanismo molecular envolvido no relaxamento do sarcômero. Cessa o estimulo nervoso, o reticulo sarcoplasmático retira o Ca2+ do fluido. Com a queda da concentração de Ca2+ no complexo TN-Com, cessa a hidrolise de ATP, e a TN-I reassume seu papel. 17) Esquematizar um modelo biofísico do músculo baseado nos seus elementos que desenvolvem tensão ativa ou tensão passiva. Não 18) Estabelecer a diferença entre contração isométrica e contração isotônica. Na concentração isométrica não há encurtamento, existe um grande desenvolvimento de tensão, não há realização de trabalho força X espaço. Na concentração isotônica há encurtamento, não tem desenvolvimento de tensão e ocorre realização de trabalho força X espaço.

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BIOFÍSICA ANIMAL 19) Explicar, em termos de contração, o que se denomina de abalo muscular. É uma concentração muscular isolada. É a unidade da contração muscular. 20) Caracterizar o tipo de contração denominado tétano fisiológico, explicando o seu mecanismo. Fusão dos abalos musculares é tão mais completa quanto maior é a freqüência do músculo. Quanto maior a freqüência dos estímulos maior será à força de contração. 21) Explicar porque, para uma mesma intensidade de estímulo, no tétano fisiológico é desenvolvida uma maior tensão do que no abalo muscular. Porque no tétano ocorre a fusão dos abalos musculares. 22) Qual o tipo de contração, fisiologicamente, mais importante no organismo animal: o abalo muscular ou o tétano fisiológico? Explicar. O tétano fisiológico, porque ele gera uma tensão muito maior. 23) Explicar o fenômeno da fadiga muscular mencionando a sua causa principal e dizendo o que acontece com o encurtamento e o relaxamento do músculo. Chega um ponto em que o músculo não contrai mais. A fadiga é causada pelo aumento do ácido lático. Com o aumento do ácido lático ocorre a diminuição do pH, levando há uma alteração que compromete a contração. Falta relaxamento. 24) Expressar, matematicamente, a equação de Hill, explicando o significado de cada um dos seus termos. ET = CA + (CE * E) + (E * P) ET Æ energia total CA Æ calor de ativação CE Æ calor de encurtamento E Æ estimulo P Æ peso 25) Do ponto de vista termodinâmico, explicar o significado da equação de Hill no estudo da contração muscular. Não 26) Em termos energéticos, explicar o que se entende por eficiência mecânica de um músculo, mencionando como ela pode ser calculada com base na equação de Hill. Não

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