Biofisica das membranas

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  • 1. Biofsica deMembranasProf. Ms. Alexandre Penido Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 1

2. 1.Membrana celular Estrutura elstica que circunda toda clula Estrutura Camada lipoproteca Barreira passagem da gua e solutos hidrosolveis(camada lipdica) Protenas: Poros Membrana separa o lquido intracelular nointerior da clula do lquido extracelularProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br2 3. Cell membrane3 4. 2.Estruturas Bsicas Poros ou canais Canais de Na+ etc. Zonas de difuso facilitada Altaconcentrao de molculas de mesmaespcie Ex: Regio para lpides tem alta concentrao de molculas lipdicas Sistema imune Permeando Ag-Ac Hormnios esterides Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 4 5. Estruturas Bsicas Receptores Substnciase liga e causa uma srie de processos celulares Ex. Receptor para insulina, Glucagon Hormnios proticos, adrenalina, acetilcolina Calmodulina: Ca+2 Atropina se liga aos receptores muscarnicos daacetilcolina e bloqueia os efeitos da Ach. Operadores Transporte de substncias em sentido nico Transporte ativo Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br5 6. 3.Membranas e Transportes Ciclo -glutamlico -glutamil (glutadiona) + aa: interior da clula ons Ca+2 ATPase- Ca+2 (Contrao muscular) Ionforos Antibiticos Difuso Simples Facilitada Transporte ativo Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br6 7. Transporte atravs da membrana Difuso Movimento ao acaso de substncias,causado pela energia cintica normal damatria Transporte ativo Movimentode substncias como resultado deprocessos qumicos que transmitem energiapara o movimento. Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 7 8. Difuso Difuso, em funo dos gradientes de concentrao: conceito de equilbrio dinmico.Em I, os fluxos A B > B A ; em II, A B = B A: atingiu-seo equilbrio dinmicoProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 8 9. Diffusion:is random movementProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 9 10. Diffusion across membrane10 11. Fatores que afetam a velocidade Concentraes Peso molecular Distncia rea da seo TemperaturaDifuso Diferena de [ ] x rea da seo reta x Temperatura Distncia x Raiz PM Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 11 12. Transporte Passivo Difuso Passiva - Muitas substncias penetramnas clulas ou delas saem por difuso passiva, isto ,como a distribuio do soluto tende a ser uniforme emtodos os pontos do solvente, o soluto penetra na clulaquando sua concentrao menor no interior celular doque no meio externo, e sai da clula no caso contrrio.Neste processo no h consumo de energia. Ocorre afavor do gradiente. Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br12 13. PASSAGEM ATRAVS DA MEMBRANADIFUSO : PASSAGEM DE ONS SIMPLESFACILITADASEM CARREADORES PROTENA CARREADORA PERMEAVILIDADE SELETIVA COMPORTASSUBSTNCIADIMETROPERMEABILIDADE MOLCULA DE AGUA 0,3 1,0URIA0,36 0,0006 ON CLORETO HIDRATADO 0,386 0,0000001POTSSIO HIDRATADO 0,3960,000000006 SDIO HIDRATADO 0,5120,000000002 Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br13 14. Transporte atravs das membranas Difuso passiva Ocorre atravs de um gradiente de concentrao Coeficiente de partio leo/gua Lipossolubilidade e permeabilidade Difuso facilitada Sem gasto energtico Transporte ativo Hidrlise de ATPPassivo Facilitado Ativo Gradiente eletroqumico Pinocitose Participao direta da membrana Gasto de energia No necessita de transportadoresProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br14 15. Transporte Passivo Difuso Facilitada Algumas substncias, como a glicose, galactose e algunsaminocidos tm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impedea sua passagem atravs dos poros. So, ainda, substnciasno solveis em lipdios, o que tambm impede a sua difusopela matriz lipdica da membrana. No entanto, estas substnciaspassam atravs da matriz, por transporte passivo, contando,para isto, com o trabalho de protenas carregadoras (protenastransportadorasProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 15 16. Difuso facilitadaProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 16 17. DIFUSO FACILITADA Fatores que influenciam Permeabilidade Diferena de Concentrao Diferena de Presso Diferena de Potencial eltrico. Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 17 18. Difuso Pelos poros Dimenso dos poros Efeito da diferena de concentrao Permeabilidade Intensidadedo transporte atravs da membrana parauma diferena de concentrao determinada. Carga eltrica dos ons sobre a capacidade dese difundir pelos poros da membrana Canais de Na+ (canais revestidos por carga -) Canais de K+ Canais de H2O Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 18 19. Canais Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 19 20. Osmose Osmose A gua flui nos dois sentidos, (devido a uma diferena de concentrao) mantendo o volume constante da clulaProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 20 21. Transporte Passivo Osmose o fenmeno de difuso em presena de uma membrana semipermevel. Nele, duas solues de concentraes diferentes esto separadas por uma membrana que permevel ao solvente e praticamente insolvel ao soluto. H, ento, passagem do solvente de onde est em maior quantidade (soluo hipotnica) para onde est em menor quantidade (soluo hipertnica). Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 21 22. Osmose Ao invs, a clula vegetal vulnervel aos ambientes hipertnicos. Asada da gua contida no seu vacolo, provoca uma diminuio dovolume celular e, consequentemente, o afastamento da membranaplasmtica relativamente parece celular. Este fenmeno designa-secomumente por plasmliseClula a PlasmliseTrgidDeplasmlise mentoDesliga ed eda parr celula Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br22 23. Presso osmtica Fora necessria para interromper aosmoseProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 23 24. Presso reversa Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 24 25. Influncia da presso osmtica Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 25 26. Osmose paradentro da clulaProf. Ms. Alexandre Penido Osmose para26 alex.penido@ufma.br fora da clula 27. Equilbrio osmtico entre lq.Intracelular e extracelularHipoHiperProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br27 28. Equilbrio Clula colocada meiohipotnica Passagem da gua, porosmose atravs damembrana celular Aumento do volume intracelular (Inchao) Diminuio do volume extracelular Diluio das substncias dissolvidas no intracelular Concentrao aumentada das substncias dissolvidas no lquido extracelularProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 28 29. Equilbrio Clula colocada emsoluo hipertnica Passagem da gua, porosmose, para fora daclula. Diminuio do volume intracelular Aumento do volume extracelular Concentrao do lquido intracelular Diluio do lquido extracelularProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 29 30. Transporte Ativo Transporte de substncia contra um gradientede concentrao. a passagem de uma substncia de um menosconcentrado para um meio mais concentrado( contra o gradiente), que ocorre com gasto deenergia Utilizao de um carreador ProtenasProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 30 31. Indigesto e digesto de nutrientespela clula Endocitose: englobamento de materiais Fagocitose:Matria particulada Bactria Outra clula Partcula de tecido em degenerao Pinocitose Ingesto de quantidades diminutas de lquidoextracelular e de substncias nele dissolvidas.Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br31 32. Transporte Ativo Fagocitose: o nome dado ao processo pelo qual a clula,graas formao de pseudpodos, engloba, no seucitoplasma, partculas slidas. A fagocitose umprocesso seletivo, conforme pode ser observado noexemplo da fagocitose de paramcios pelas amebas.Nos mamferos, a fagocitose feita por clulasespecializadas na defesa do organismo, como osmacrfagos.Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br32 33. FagocitoseClulas fagocticas possuemcarga eletronegativas (-)Objetos que possuem cargaeletronegativa so repelidosCargas eletropositivas sosusceptveis fagocitoseMaioria dos objetosparticulados normais do lquidoextracelular possui carganegativaVrus, invasores: POSITIVOSProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 33 34. Vescula digestivaProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 34 35. Transporte Ativo Pinocitosenome dado ao processo pelo qual a clula, graas delgadas expanses do citoplasma, englobagotculas de lquido. Formam-se assim vacoloscontendo lquido. Muitas clulas exibem essefenmeno, como os macrfagos e as dos capilaressangneos. Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 35 36. Pinocitose Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 36 37. Transporte AtivoPartculas slidas Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br Partculas lquidas 37 38. BOMBA SDIO POTSSIO Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br 38 39. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 39 40. Transporte AtivoBomba de NA+ e K+ Este tipo de transporte se d,quando ons como o sdio (Na+) e o potssio (K+), temque atravessar a membrana contra um gradiente deconcentrao. Encontramos concentraes diferentes, dentro e fora daclula, para o sdio e o potssio. Na maioria das clulas dos organismos superiores aconcentrao do sdio (Na+) bem mais baixadentro da clula do que fora desta. O potssio (K+), apresenta situao inversa, a suaconcentrao mais alta dentro da clula do quefora desta. Prof. Ms. Alexandre Penidoalex.penido@ufma.br40 41. Transporte Ativo Juntos esses dois receberam o nome debomba de sdio e potssio. Todo este mecanismo de transporte ativoque mantm tais distribuies inicas desuma importncia para a transmisso doimpulso nervoso.Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 41 42. Resumo Transporte Passivo Difuso simples Difuso Facilitada Osmose Transporte Ativo Bomba sdio-potssio Fagocitose PinocitoseProf. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 42