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Por isto também é chamada de membrana celular.

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Desde 1925, quando experimentos pioneiros de Gorter e Grendel indicaram que amembrana plasmática era constituída por uma bicamada lipídica, muitos foram osesforços para representar a membrana das células. Todavia, à medida que os testesexperimentais tornaram-se mais rigorosos, os modelos tornaram-se incompletos e poristo foram sendo paulatinamente abandonados. Somente em 1972 Singer e Nicolsonacumularam conhecimento suficiente para formular uma proposta mais consistente. Omodelo de Singer e Nicolson responde a uma série de requisitos morfológicosnecessários ao funcionamento celular. Por exemplo: as proteínas que, na matriz lipídicaflutuam parcialmente imersas e voltadas para o meio extracelular atendem àsnecessidades topológicas dos receptores de membrana, enquanto aquelas de imersãoparcial, mas voltadas para a superfície citoplasmática atendem os requisitos posicionaisde enzimas associadas à membrana celular. Já as proteínas transmembranares, poratravessarem a membrana, são possíveis locais para os sistemas de transporte de íons esubstâncias.

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Os carboidratos na membrana ocorrem quase invariavelmente em combinação comproteínas ou lipídios na forma de glicoproteínas ou glicolipídios. As porções “glico”dessas moléculas quase invariavelmente se estendem para fora da célula, na superfícieexterna da membrana celular. Muitos outros compostos de carboidratos, chamadosproteoglicanos – que são principalmente carboidratos ligados a cernes pequenos deproteínas – estão frouxamente ligados também à superfície externa da célula.Distribuição das cargas elétricas: veja aula sobre bioeletrogênese (potencial de repousoda membrana).

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Esta propriedade deve-se ao fato de, em geral, não se estabelecerem ligações fortes(covalentes) entre as diversas moléculas, mas, predominantemente, ligações lábeis(interações hidrofóbicas e hidrofílicas). Proteínas apresentam certa mobilidade, podendose deslocar lateralmente ou atravessar a bicamada lipídica, projetando-se nas superfíciesinterna ou externa da membrana plasmática. Os fosfolipídios também podem trocar decamada (flip-flop).

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Apesar de os fosfolípidos constituintes da bicamada estarem unidos por ligações fracas, aintegração dessas forças, em número extremamente elevado, confere à membrana umadeterminada elasticidade e resistência à tração.

O conceito de interações hidrofóbicas está diretamente relacionado a um ambienteaquoso, onde as moléculas apolares tendem a se associar, literalmente num processo de“fobia da água”. Desta maneira, as moléculas hidrofóbicas ou as regiões hidrofóbicas deuma determinada molécula devem possuir a menor área possível exposta ao contato coma água. As interações hidrofílicas maximizam as interações hidrofóbicas.

Zwitteriônicas são moléculas que possuem estrutura eletricamente neutra mas quepossuem cargas locais devido à presença de grupos ionizados. Exemplos:1- Os aminoácidos, que constituem as proteínas, são moléculas que contêmsimultaneamente os grupos funcionais amina (–NH2, com caráter básico) e carboxila (–COOH, com caráter ácido). São assim compostos anfóteros, ou seja, podem se comportarcomo ácidos ou bases. Em soluções aquosas de pH neutro, o grupo amina pode seencontrar protonado (-NH3

+) e o grupo carboxila, desprotonado a carboxilato (-COO–).Em termos de carga elétrica é uma molécula globalmente neutra, mas possui cargaslocais devido à presença de grupos ionizados.2- No caso de fosfolípidos zwitteriônicos, tais como fosfatidilcolina, interações dipolo-dipolo entre pares de íons na superfície da bicamada podem também contribuir para aestabilização da estrutura em bicamada.

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O fato da membrana ser lipídica, determina que substâncias que tenham afinidade com oslipídios (lipofílicas) consigam atravessá-la, enquanto substâncias que não têm talafinidade, não o fazem. Assim, os lipídios constituem uma barreira que impede omovimento da água e substâncias hidrossolúveis do meio interno para dentro da célula evice-versa, e também de um compartimento da célula para outro, pois a água não ésolúvel em lipídios. Entretanto, moléculas de proteínas que penetram completamente amembrana formam vias especializadas, geralmente organizadas em poros ou canais, paraa passagem de substâncias através da membrana. Logo, as substâncias que nãoconseguem atravessar a membrana por não serem lipofílicas, mas que a célula necessita,atravessam a membrana por meio de proteínas.

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A dupla camada lipídica básica é composta de moléculas de fosfolipídios. Osfosfolipídios são formados pela união de três grupos de moléculas menores: um álcool,geralmente o glicerol, duas moléculas de ácidos graxos e um grupo fosfato, que podeconter ou não uma segunda molécula de álcool. São moléculas anfipáticas ou anfifílicas,ou seja, moléculas que possuem uma região hidrofílica (solúvel em meio aquoso) e umaregião hidrofóbica (insolúvel em água).A extremidade do fosfolipídio com fosfato é hidrofílica e a extremidade com ácido graxoé hidrofóbica. Pelo fato das partes hidrofóbicas da molécula de fosfolipídio seremrepelidas pela água mas se atraírem mutuamente, elas espontaneamente se arranjam nocentro da membrana. Assim, as partes hidrofílicas com fosfato ficam em contato com aágua intracelular na superfície interna da membrana, e com a água extracelular nasuperfície externa.A camada lipídica no meio da membrana é impermeável a substâncias hidrossolúveiscomuns, tais como íons, glicose e ureia. Já os gases como oxigênio ou dióxido decarbono atravessam a membrana celular com grande facilidade, simplesmente sedissolvendo na matriz lipídica desta membrana (são lipossolúveis), o mesmoacontecendo com o etanol (a presença da hidroxila – OH dá ao etanol um caráter polar,mesmo que em sua estrutura contenha uma parte apolar, sendo assim considerado“bipolar”).Íons: são essenciais para a célula, mas como possuem carga elétrica, não atravessam abicamada lipídica, necessitando de proteínas transportadoras.

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Se ligam à substância de um lado da membrana e, ao se ligar a esta substância, mudamsua conformação e “jogam” a substância para o outro lado. Assim, cada alteração naconformação de um carreador é responsável pelo transporte de uma quantidade limitadade solutos.

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A interação dos receptores com os ligantes específicos, que se ligam ao receptor, causaalterações estruturais na proteína receptora. Isto, por sua vez, estimula a atividadeenzimática da parte intracelular da proteína ou induz interações entre o receptor eproteínas do citoplasma que agem como segundos mensageiros, transmitindo assim osinal da parte extracelular do receptor para o interior da célula.Muitos dos carboidratos ligados às proteínas integrais da membrana também agem comoreceptores para a ligação de hormônios (ex.: insulina) e, uma vez ligados, as proteínasinternas acopladas ativam uma cascata de enzimas intracelulares.Maiores detalhes na aula sobre Sinalização celular.

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O glicocálice de algumas células se une ao glicocálice de outras do mesmo tecido,prendendo assim as células umas às outras.

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Canal denominado conexon permite que íons passem diretamente do citoplasma de umacélula para o de outra. Maiores informações: aulas sobre Fisiologia do Sistema Musculare Sistema Nervoso 1.

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Responder mediante funções das proteínas e dos lipídios da bicamada.

Com base na necessidade de gasto ou não de energia celular, podemos tambémclassificar os transportes como passivos e ativos. Assim, são considerados transportespassivos: difusão (simples e facilitada) e osmose, pois não envolvem gasto de energiapela célula.

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Enquanto a difusão simples, a difusão facilitada e o transporte ativo são mecanismos deentrada ou saída para moléculas e íons de pequenas dimensões, as grandes moléculas ouaté partículas constituídas por agregados moleculares são transportadas através de outrosprocessos que são mediados pela formação de vesículas limitadas por membranas eenvolvem gasto energético.

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Energia cinética = energia de movimento do soluto e do solvente.Esse comportamento foi caracterizado pelo botânico Robert Brown, na primeira metadedo século XIX, que observou o movimento incessante de partículas de pólen dissolvidasem água. O mesmo tipo de movimento também foi observado em partículas inorgânicasde cinza, convencendo Brown sobre a natureza física do fenômeno.

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Se colocarmos agora no modelo uma membrana com permeabilidade seletiva e quepermita a passagem do soluto por difusão simples, algumas moléculas irão se chocar coma membrana e atravessar para o lado B. O que acontecerá se deixarmos o sistema evoluirdesse jeito? Mais e mais moléculas vão acabar chocando-se com a membrana eatravessando para o lado B. Pergunta: será que as moléculas do lado B também podemvoltar para o lado A, ou seja, existe alguma coisa que impede que as moléculas do lado Bvoltem para o lado A? Moléculas do lado B também estão atravessando para o lado A.Mas o que é mais provável: uma molécula do lado A, que tem a maior concentração demoléculas de soluto, passar para o lado B ou o contrário (uma molécula do lado B passarpara o lado A)? É claro que é mais provável uma molécula do lado A passar para o ladoB. Então podemos dizer que há um fluxo resultante do A para o B. À medida que osistema vai evoluindo, mais moléculas do lado A vão passando para o lado B, econsequentemente aumentando a concentração de soluto do outro lado, e então o fluxodo lado B para o lado A começa a se tornar importante, pois a probabilidade de choquedas moléculas com a membrana aumenta. O sistema vai evoluindo, vai tambémaumentando o fluxo de B para A, até chegar um momento em que a concentração do ladoA vai se igualar com a concentração do lado B. Nesse momento, os fluxos de A para B ede B para A também vão se igualar, porque a probabilidade de uma molécula passar dolado A para o lado B será igual à de uma molécula passar do lado B para o lado A. Assim,o movimento resultante será igual a zero: o sistema entrou em equilíbrio.

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O gradiente químico, ou seja, a diferença de concentração (diferença química) é o fatorque determina o fluxo das moléculas.Meio mais concentrado = hipertônicoMeio menos concentrado = hipotônicoA taxa de difusão de uma substância entre dois pontos no espaço é determinada pelavelocidade individual das partículas, pelo gradiente de concentração e pelas dimensõesda via de difusão. A velocidade individual das partículas é expressa pelo coeficiente dedifusão que depende da temperatura (quanto maior a temperatura maior a velocidade dasmoléculas) e da massa molecular (quanto menor a massa, maior a velocidade). Ogradiente de concentração deve ser interpretado como uma força química que conduz osistema em direção ao seu estado de equilíbrio.

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Gradiente químico = diferença de concentração química.A difusão é um processo muito eficiente quando as distâncias a serem percorridas sãocurtas. À medida em que as distâncias aumentam, o tempo para as moléculas sedifundirem aumenta bastante.

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Lembretes:Canais: são poros específicos que podem estar sempre abertos (canais devazamento) ou que temporariamente se abrem e se fecham de forma regulada(canais regulados por comportas).Proteínas carreadoras: proteínas que se ligam à substância de um lado damembrana e, ao se ligar a esta substância, mudam sua conformação e “jogam” asubstância para o outro lado. Assim, cada alteração na conformação de umcarreador é responsável pela translocação (transporte) de uma quantidade limitadade solutos.

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Propriedades coligativas das soluções são propriedades que surgem pela simplespresença de um soluto e dependem única e exclusivamente do número de partículasdispersas (concentração do soluto), não dependendo da natureza do soluto.Em geral uma membrana pode ser permeável, pouco permeável ou impermeável aalgumas partículas.

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Princípios que valem para a difusão também valem para a osmose.

Como sabemos, pressão é força por unidade de área. Assim, tal como a difusão, as forçasproduzidas pelos fluidos num sistema interagem com a osmose.

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As células que apresentam bom volume de água, terão a membrana plasmáticapressionada contra a parede de celulose rígida, a qual vai oferecendo resistênciacrescente à entrada de água no citoplasma.

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As células vegetais mergulhadas em ambiente hipotônico (por exemplo, água destilada)estarão com seu volume máximo, ou seja, as células estarão túrgidas e a resistência damembrana celulósica (M) também será máxima.

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As células plasmolisadas estiveram mergulhadas em solução hipertônica eperderam tanta água, que a membrana plasmática "descolou" da celulósica (M)tendo citoplasma e vacúolo muito reduzidos.

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Se a célula vegetal estiver exposta no ar e a ventilação promover lenta perda deágua, o vacúolo reduz seu volume e a membrana celulósica acompanha essaretração (fica com M negativo).

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A pressão osmótica exercida pelas partículas em solução é determinada pelo númerodessas partículas por unidade de volume de líquido (e não pela massa das partículas). Arazão pra isto é que cada partícula em solução, independente de sua massa, exerce, emmédia, a mesma quantidade de pressão contra a membrana.

Em função da dificuldade de se medir os quilogramas de água em uma solução, o que énecessário para determinar sua osmolalidade, o termo osmolaridade, que é aconcentração osmolar expressa em osmóis por litro de solução (osmóis/L), em vez deosmóis por quilograma de água (osmolalidade), é então usado, visto que a diferençaquantitativa entre a osmolalidade e a osmolaridade é de menos de 1%.

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Osmolalidade refere-se ao número de partículas osmoticamente ativas de solutopresentes em um quilograma do solvente.Osmolaridade refere-se ao número de partículas osmoticamente ativas de solutocontidas em um litro de solução.Como a diferença entre a osmolaridade e a osmolalidade de uma solução se tornainsignificante em soluções diluídas, geralmente usa-se a osmolaridade para determinar aquantidade de soluto osmoticamente ativo em solução.

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LEC = líquido extracelular (MI= meio interno)LIC= líquido intracelular

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A bomba de sódio e potássio é também chamada Na+/K+ ATPase, pois é uma proteína demembrana capaz de hidrolisar (quebrar) o ATP, liberando ADP, fosfato e energia. Comisto, ela transporta sódio para fora da célula e potássio para dentro da célula (3 Na+ para 2K+). Praticamente todas as nossas células possuem esta bomba e é ela que mantém asdiferenças entre os meios intra e extracelular para o sódio e o potássio. Esta bomba acabagerando uma concentração alta de sódio no meio extracelular e uma concentração alta depotássio no fluido intracelular, fundamental para uma série de processos fisiológicosimportantes.

Uma das principais funções da bomba de sódio e potássio é controlar o volume de cadacélula. Sem a função dessa bomba, a maioria das células do corpo incharia até estourar.Isto porque dentro da célula existe grande número de proteínas e de outras moléculasorgânicas que não podem sair da célula. Como a maioria delas tem carga negativa, atraigrande número de íons positivos , o que provocaria osmose para o interior da célula.

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Células da defesa responsáveis pela fagocitose: neutrófilos, monócitos e macrófagos.

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A clatrina é uma proteína que trabalha em cooperação com o citoesqueleto para adeformação das membranas na formação de vesículas.

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Glândulas merócrina ou écrina: o produto é liberado nas vesículas limitadas pormembrana para a superfície apical da célula, na qual se fusionam com a membranaplásmatica e fazem a expulsão do seu conteúdo por exocitose. Ex: Glândulas sudorípara esalivares

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