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Biofisica das membranas

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Page 1: Biofisica das membranas

Biofísica de Membranas

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1.Membrana celular Estrutura elástica que circunda toda célula Estrutura

Camada lipoproteíca Barreira à passagem da água e solutos hidrosolúveis

(camada lipídica) Proteínas: “Poros”

Membrana separa o líquido intracelular no interior da célula do líquido extracelular

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Cell membrane

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2.Estruturas Básicas Poros ou canais

Canais de Na+ etc. Zonas de difusão facilitada

Alta concentração de moléculas de mesma espécie

Ex: Região para lípides tem alta concentração de moléculas lipídicas

Sistema imune Permeando Ag-Ac Hormônios esteróides

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Estruturas Básicas Receptores

Substância se liga e causa uma série de processos celulares

Ex. Receptor para insulina, Glucagon Hormônios protéicos, adrenalina, acetilcolina Calmodulina: Ca+2

Atropina se liga aos receptores muscarínicos da acetilcolina e bloqueia os efeitos da Ach.

OperadoresTransporte de substâncias em sentido únicoTransporte ativo

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3.Membranas e Transportes Ciclo -glutamílico

-glutamil (glutadiona) + aa: interior da célula Íons Ca+2

ATPase- Ca+2 (Contração muscular) Ionóforos

Antibióticos Difusão

SimplesFacilitada

Transporte ativo6

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Transporte através da membrana Difusão

Movimento ao acaso de substâncias, causado pela energia cinética normal da matéria

Transporte ativoMovimento de substâncias como resultado de

processos químicos que transmitem energia para o movimento.

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Difusão

Difusão, em função dos gradientes de concentração: conceito de equilíbrio dinâmico.

Em I, os fluxos A B > B A ; em II, A B = B A: atingiu-se o equilíbrio dinâmico

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Diffusion:

is random movement

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Diffusion across membrane

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Fatores que afetam a velocidade Concentrações Peso molecular Distância Área da seção Temperatura

Difusão Diferença de [ ] x Área da seção reta x TemperaturaDistância x Raiz PM

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Transporte Passivo Difusão PassivaDifusão Passiva - Muitas substâncias penetram

nas células ou delas saem por difusão passiva, isto é, como a distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior celular do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente.

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PASSAGEM ATRAVÉS DA MEMBRANA

DIFUSÃO : PASSAGEM DE ÍONS

SIMPLES FACILITADA

SEM CARREADORES PROTEÍNA CARREADORA

PERMEAVILIDADE SELETIVA

COMPORTAS

SUBSTÂNCIA DIÂMETRO PERMEABILIDADE

MOLÉCULA DE AGUA 0,3 1,0

URÉIA 0,36 0,0006

ÍON CLORETO HIDRATADO 0,386 0,0000001

POTÁSSIO HIDRATADO 0,396 0,000000006

SÓDIO HIDRATADO 0,512 0,000000002

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Transporte através das membranas Difusão passiva

Ocorre através de um gradiente de concentração Coeficiente de partição óleo/água Lipossolubilidade e permeabilidade

Difusão facilitada Sem gasto energético

Transporte ativo Hidrólise de ATP Gradiente eletroquímico

Pinocitose Participação direta da membrana Gasto de energia Não necessita de transportadores

Passivo Facilitado Ativo

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Transporte Passivo Difusão Facilitada

Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impede a sua passagem através dos poros. São, ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas transportadoras

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Difusão facilitada

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DIFUSÃO FACILITADA

Fatores que influenciam

Permeabilidade

Diferença de Concentração

Diferença de Pressão

Diferença de Potencial elétrico.

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Difusão Pelos poros Dimensão dos poros Efeito da diferença de concentração Permeabilidade

Intensidade do transporte através da membrana para uma diferença de concentração determinada.

Carga elétrica dos íons sobre a capacidade de se difundir pelos poros da membrana Canais de Na+ (canais revestidos por carga -) Canais de K+

Canais de H2O

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Canais

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Osmose

Osmose A água flui nos

dois sentidos, (devido a uma diferença de concentração) mantendo o volume constante da célula

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Transporte Passivo

Osmose É o fenômeno de difusão em presença de uma

membrana semipermeável. Nele, duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana que é permeável ao solvente e praticamente insolúvel ao soluto. Há, então, passagem do solvente de onde está em maior quantidade (solução hipotônica) para onde está em menor quantidade (solução hipertônica).

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Osmose Ao invés, a célula vegetal é vulnerável aos ambientes hipertónicos. A

saída da água contida no seu vacúolo, provoca uma diminuição do volume celular e, consequentemente, o afastamento da membrana plasmática relativamente à parece celular. Este fenómeno designa-se comumente por plasmólise

Célula

Túrgida

Desligament

o da parede

celular

DeplasmólisDeplasmólisee

PlasmólisPlasmólisee

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Pressão osmótica

Força necessária para interromper a osmose

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Pressão reversa

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Influência da pressão osmótica

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Osmose para dentro da célula

Osmose para fora da célula26

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Equilíbrio osmótico entre líq. Intracelular e extracelularHiper

Hipo

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Equilíbrio

Célula colocada meio hipotônica Passagem da água, por

osmose através da membrana celular

Aumento do volume intracelular (Inchaço)

Diminuição do volume extracelular

Diluição das substâncias dissolvidas no intracelular

Concentração aumentada das substâncias dissolvidas no líquido extracelular

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Equilíbrio

Célula colocada em solução hipertônica Passagem da água, por

osmose, para fora da célula.

Diminuição do volume intracelular

Aumento do volume extracelular

Concentração do líquido intracelular

Diluição do líquido extracelular

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Transporte Ativo

Transporte de substância contra um gradiente de concentração.

É a passagem de uma substância de um menos concentrado para um meio mais concentrado ( contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia

Utilização de um carreador Proteínas

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Indigestão e digestão de nutrientes pela célula Endocitose: englobamento de materiais

Fagocitose: Matéria particulada Bactéria Outra célula Partícula de tecido em degeneração

Pinocitose Ingestão de quantidades diminutas de líquido

extracelular e de substâncias nele dissolvidas.

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Transporte Ativo Fagocitose:

É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à formação de pseudópodos, engloba, no seu citoplasma, partículas sólidas. A fagocitose é um processo seletivo, conforme pode ser observado no exemplo da fagocitose de paramécios pelas amebas. Nos mamíferos, a fagocitose é feita por células especializadas na defesa do organismo, como os macrófagos.

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FagocitoseCélulas fagocíticas possuem carga eletronegativas (-)

Objetos que possuem carga eletronegativa são repelidos

Cargas eletropositivas são susceptíveis à fagocitose

Maioria dos objetos particulados normais do líquido extracelular possui carga negativa

Vírus, invasores: POSITIVOS

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Vesícula digestiva

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Transporte Ativo

Pinocitose É nome dado ao processo pelo qual a célula, graças

à delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas de líquido. Formam-se assim vacúolos contendo líquido. Muitas células exibem esse fenômeno, como os macrófagos e as dos capilares sangüíneos.

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Pinocitose

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Transporte Ativo

Partículas sólidas

Partículas líquidas37Prof. Ms. Alexandre Penido

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BOMBA SÓDIO POTÁSSIO

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Transporte Ativo

Bomba de NA+ e K+ Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de concentração.

Encontramos concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e o potássio.

Na maioria das células dos organismos superiores a concentração do sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora desta.

O potássio (K+), apresenta situação inversa, a sua concentração é mais alta dentro da célula do que fora desta.

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Transporte Ativo

Juntos esses dois receberam o nome de bomba de sódio e potássio.

Todo este mecanismo de transporte ativo que mantém tais distribuições iônicas é de suma importância para a transmissão do transmissão do impulso nervoso.impulso nervoso.

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Resumo

Transporte PassivoDifusão simplesDifusão FacilitadaOsmose

Transporte AtivoBomba sódio-potássioFagocitosePinocitose

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