Exame de Biofísica Molecular Mestrado em Bioquímica 1 Semestre 1ª Data da Época Normal 2011/2012

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1 Exame de Biofísica Molecular Mestrado em Bioquímica 1 Semestre 1ª Data da Época Normal 2011/2012 A parte I deste exame é formada por 24 itens, dos quais só deve responder a 22. Em relação a cada item individual a sua resposta deve obedecer aos seguintes critérios: Se todas as frases do item forem verdadeiras deve escrever na sua folha de exame o número do item seguido de V (Por exemplo, I 1 V). Caso exista pelo menos uma frase falsa deve escrever na sua folha de exame o número do item seguido de uma versão verdadeira da frase ou frases falsas, justificando a correcção feita. Quando uma ou mais estruturas (Ex. fotorreceptor) ou conceitos (Ex. electrocardiograma) são referidos na questão deve corrigi-la para que a questão se torne verdadeira para as estruturas ou conceitos mencionados. Pode também mencionar outras estruturas ou conceitos caso estes se adequem à questão em causa. Por favor, só responda V se tiver a certeza de que a afirmação é verdadeira. A partir do segundo item falso, incorrectamente assinalado como verdadeiro, será feito um desconto na nota do exame de 0.4 valor por cada nova resposta nestas condições. Itens falsos assinalados correctamente como falsos, mas sem a respectiva correcção, não serão cotados. I 1. O centro de controlo do sistema cardiovascular, responsável pela regulação da força de batimento cardíaco e do ritmo cardíaco, encontra-se no cerebelo. 2. Quando uma membrana é selectivamente permeável a uma espécie iónica, a equação de Nernst permite calcular o potencial de equilíbrio para o qual o fluxo desses iões, através da membrana, é nulo. 3. No músculo esquelético, a tropomiosina enrola-se à volta da actina, preenchendo os sulcos da dupla hélice. O Ca 2+ actua directamente sobre a tropomiosina (sem outros intermediários), promovendo uma alteração conformacional essencial à interação das cabeças de miosina com a actina. 1

2 4. Aquando da chegada de um impulso excitatório à junção neuromuscular é libertada acetilcolina. No entanto, os canais iónicos responsáveis pela geração do potencial de acção, que penetra no músculo via túbulos T, não se abrem sob acção directa da acetilcolina. Ao invés, são as variações de potencial membranar, após a abertura dos receptores nicotínicos, que conduzem à abertura destes canais e à entrada massiva de Na + para o interior da fibra muscular. 5. O músculo cardíaco subdivide-se em músculo auricular, músculo ventricular e sistema especializado de condução. O nó aurículo-ventricular (AV), do sistema especializado de condução, é responsável pelo fluxo de informação despolarizante das aurículas para os ventrículos. Em condições normais esta é a única zona do coração que permite este fluxo, visto que os músculos auriculares e ventriculares estão separados por tecido não condutor fibroso. 6. Os nervos simpáticos libertam acetilcolina. A acetilcolina aumenta a permeabilidade membranar ao K +, que entra nos cardiómiocitos tornando mais positivo o potencial de repouso e consequentemente aumentando a excitabilidade do coração. 7. Em determinadas fases do cíclo cardíaco o coração encontra-se parcialmente despolarizado, ou seja, externamente negativo em relação às zonas do coração ainda por despolarizar. A Figura 1B pretende representar os valores hipotéticos de potencial, medidos por três voltímetros, em diferentes zonas do coração. 8. A Figura 2 representa um ventrículo numa fase avançada de despolarização. A porção a cinza representa a zona despolarizada. A porção a branco representa a zona por despolarizar. O vector cardíaco correspondente a esta fase da despolarização encontrase representado pela seta, e como se pode observar, originaria um potencial negativo na derivação II, conhecido por onda S. 9. A Figura 3 representa os electrocardiogramas que se obteriam em condições normais (saudáveis), com um bloqueio AV de 1º grau, em que ocorre prolongamento do intervalo PR, com um bloqueio AV de 2º grau, no qual a aurícula bate duas ou mais vezes para um único batimento dos ventrículos. Finalmente, no bloqueio AV de 3º grau a despolarização ventricular deixa de estar sob controlo da despolarização auricular. 2

3 10. No fundo do globo ocular encontra-se a retina, e por detrás desta encontra-se a camada de células ganglionares, cujas células estão cheias de um pigmento escuro, a melanina. 11. As células horizontais On-Center activam sob acção da luz. O sinal excitatório é transmitido directamente às células ganglionares On-Center. 12. O retinal é o componente não proteico, do pigmento visual dos cones e dos bastonetes, cuja conformação se altera mediante a absorção de luz vísivel. 13. A adaptação a diferentes condições de iluminação é mediada, nos fotorreceptores, pela acção do Ca 2+ na maquinaria de fototransdução. A proteína activadora da guanilato ciclase liga-se ao Ca 2+ na escuridão, aumentando a sua interacção com a guanilato ciclase. O cgmp assim produzido conduz ao fecho dos canais dependentes de cgmp e à hiperpolarização do fotorreceptor. 14. A via dos bastonetes utiliza grande parte dos recursos celulares utilizados pela via dos cones. Isso não constitui um problema porque na maior parte do tempo estamos em condições fotópicas ou escotópicas, ou seja, em gamas de intensidades luminosas nas quais só uma das classes de fotorreceptores está operacional. 15. Sons com diferentes frequências, mas a mesma intensidade sonora, são percepcionados por um ser humano saudável como tendo o mesmo volume de som. Isto deve-se às propriedades de ressonância do canal auditivo externo, que canaliza com a mesma eficiência, para o ouvido interno, todos os sons audíveis pelos seres humanos. 16. A abertura de canais mecâno-sensíveis nos estereocílios das células ciliadas do ouvido interno, conduz à entrada de K +, o ião em maior concentração na endolinfa. O K + difunde-se para o corpo da célula ciliada. A variação de potencial membranar decorrente deste fluxo iónico conduz à abertura de canais de Ca 2+ dependentes da voltagem. Estes abrem, permitindo a saída de Ca 2+ e a activação das células ganglionares, que recebem informação das células ciliadas via junções de hiato. 3

4 17. Os canais semicirculares detectam acelerações angulares e transmitem a sua magnitude e orientação ao cérebro. À medida que a cabeça roda num determinado sentido, o labirinto membranoso que está preso ao crânio roda nesse sentido. A endolinfa, devido à inércia, não acelera à mesma taxa que a restante estrutura. A cúpula ao deslocar-se na direcção do movimento, empurra a endolinfa, ficando deformada para trás, deformação esta que é transmitida às cristas ampolares. 18. O mecanismo de activação da contracção muscular do músculo liso diferenciase do do músculo esquelético, pelo facto de ser necessário fosforilar uma das cadeias leves da cabeça de miosina no primeiro. Só assim é que a miosina se torna capaz de ligar à actina. Este processo é iniciado pela ligação do complexo calmodulina-ca 2+ à cinase da cadeia leve da miosina. 19. A contracção do músculo liso unitário é estímulada pelos neurotransmissores libertados pelo sistema nervoso autónomo nas junções de contacto. A abertura de canais de Na + conduz à formação de um potencial de onda lenta que se progaga lentamente entre as junções de hiato do sincício muscular. 20. A sensibilidade somática tem origem na informação recolhida por vários receptores distribuídos pelo organismo e só tem duas modalidades: tacto e propriocepção (percepção de danos no tecido). 21. Os termorreceptores de frio são estruturas encapsuladas constituídas por várias membranas sobrepostas a rodear um único dendrito. O dendrito é dotado de canais termosensíveis, que permitem a entrada de Ca 2+ do meio extracelular e a concomitante activação do neurónio. 22. Existem quatro tipos fundamentais de mecanoreceptores: os corpúsculos de Meissner, as células de Merkel, os corpúsculos de Pacinian e as terminações de Ruffini. Os corpúsculos de Pacinian e as terminações nervosas de Ruffini detectam deformações na camada subcutânea da pele. 23. Na electrorrecepção activa o animal possui a capacidade de detectar objectos externos pela distorção que estes provocam nas linhas do campo eléctrico gerado pelo 4

5 seu órgão eléctrico. Os receptores tuberosos utilizados para este efeito permitem detectar os componentes de elevada frequência do sinal. Esta informação permite distinguir os objectos externos com base na sua resistividade e capacitância. 24. Um dos mecanismos propostos para a magnetorrecepção em pássaros é a indução electromagnética. Este fenómeno parece ocorrer nos receptores ampolares de Lorenzini. No interior do canal do receptor ampolar encontram-se cristais de magnetite, que funcionam como uma espécie de compasso magnético, orientado o pássaro na direcção do sol nascente. II Responda a uma das seguintes questões: 1. Tendo como ponto de partida as células ganglionares, descreva o fluxo de informação visual até ao córtex visual. Indique como é que o córtex visual processa a informação. Identifique as figuras que estão relacionadas com este tema na parte final deste exame. 2. Defina corrente de lesão e indique situações que a podem desencadear. Utilizando como base de trabalho a Figura 4 descreva o seu efeito no complexo QRS. 5

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7 Figura 1 A B Bloqueio AV de 1º grau Bloqueio AV de 2º grau Figura 2 Bloqueio AV de 3º grau Figura 3 Figura 4 7

8 Figura 5 Figura 6 Figura 7 Figura 9 Figura 8 8

9 Figura 10 Figura 11 Figura 12 9