Membrana plasmática - Biofísica

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Membrana plasmática 
Membrana plasmática é um envoltório que toda célula possui, e todos os compartimentos internos também 
estão envoltos de membrana biológica, mantendo as diferenças de composição dos meios celulares. 
Ela é constituída por proteínas, lipídios e carboidratos e ela define quem passar por ela por transporte ativo ou 
passivo. 
 
Evolução dos modelos de membrana 
Gorter e Grendel (1925): membrana com duas camadas de lipídios com a parte apolar voltadas para os meios 
intra e extracelular. 
 
Danielli e Davson (1935): membrana de bicamada lipídica com proteínas na membrana celular. 
 
Robertson (1957-59): bicamada lipídica com proteínas globulares fora da camada. 
Stein e Danielli (1956): poros hidrofílicos atravessando toda a bicamada para justificar a comunicação com o 
meio externo. 
 
Lucy e Glauert (1964): micelas lipídicas em ambas as faces e recobertas por proteínas. 
 
Benson (1966): matriz de proteínas e lipídios mergulhados nelas. 
Lenard e Singer (1966): dupla camada descontinuada em que as proteínas estariam fixas. 
 
Singer e Nicolson (1972): mosaico fluido de moléculas proteicas colocadas em uma camada fluida de lipídios. 
Cabeça polares para o meio extra e caudas apolares para o meio intra. As proteínas podem ser periféricas (só 
na superfície tanto interior quanto exterior) ou integrais (atravessam a membrana). E além de lipídios e 
proteínas, tem carboidrato revestindo a membrana, com função de reconhecimento celular. 
 
 
Parâmetros elétricos 
1. Rigidez dielétrica da membrana: o citosol é mais negativo em relação ao meio extracelular, criando 
um campo elétrico no interior da membrana. 
2. Capacitância da membrana: como separa dois meios condutores, funciona como um capacitor. 
3. Resistência de membranas: elevada resistência elétrica. 
 
Composição da membrana celular 
50% da massa da maioria das membranas celulares são lipídios. 
Sendo formada por: fosfolipídios, colesterol e glicolipídios. 
 
Fosfolipídios: mais abundantes, uma cabeça polar e duas caudas hidrofóbicas, sendo uma delas flexionada por 
cauda de uma dupla ligação cis- fluidez na membrana. 
Colesterol: uma cabeça polar e na região hidrofóbica tem anéis de esteroides e uma cauda de ácido graxo - 
menos deformações na membrana e diminui a permeabilidade. 
Proteínas são multitarefas e tem funções como: 
1. Regular o volume celular 
2. Manter a composição iônica 
3. Manter pH 
4. Captar nutrientes 
5. Eliminar produtos do metabolismo 
 
Classificação funcional das proteínas transmembranas 
1. Receptores: conversão de sinais químicos extracelulares em respostas intracelulares. 
2. Enzimas: catalisam reações no meio intra e extra. 
3. Citosqueleto: altera a forma da célula e fixa a proteína. 
4. Proteínas de junção: adesão entre células adjacentes (oclusiva, aderentes, comunicante, desmossomo). 
5. Proteínas que induzem resposta imune: marcam e fazem o sistema imune notar células estranhas. 
6. Proteínas de transporte: transportam solutos. 
 
Fluido bidimensional 
A membrana não é uma estrutura estática, e os lipídios realizam 4 movimentos: 
a. Flip-flop: de uma monocamada para outra, durante 45 dias. 
b. Difusão lateral: movem-se lateralmente na camada. 
c. Rotação: ao longo do próprio eixo. 
d. Flexão: movimento das caudas. 
 
 
O que controla a fluidez da membrana plasmática? 
a. Temperatura: quanto mais alta, mais fluida, quanto menos alta, menos fluida. 
b. Número de dupla ligações nas caudas: quanto maior o número de insaturação mais fluida é a 
membrana, pois como dobra a cauda, afasta os vizinhos. 
c. Concentração de colesterol: quanto mais colesterol, menos fluida. 
d. Tamanho da cauda: quanto mais curta, mais fluida. 
Lembrando que a membrana plasmática é assimétrica na sua composição e isso permite melhor sinalização e 
realização de determinadas funções. 
 
Transporte transmembrana 
Difusão simples: do meio extra para o meio intra ou vice e versa diretamente pela membrana, do meio mais 
concentrado para o menos concentrado. SEM GASTO DE ATP. 
Difusão facilitada: do meio mais concentrado para o menos concentrado, porém mediado por proteínas 
transportadoras (canal ou carreadoras), pois as substâncias não possuem afinidade com a camada lipídica. 
a. Carreadora: sítios de ligação para o soluto, sofrendo mudança conformacional e deixa o soluto entrar 
na membrada do outro lado, sendo uniporte (único sentido e única molécula), simporte (dois solutos 
diferentes no mesmo sentido) ou antiporte (dois solutos diferentes dois sentidos contrários - trocador). 
b. Canal: transporta sem se fixar no soluto, é passivo movido pela concentração. Os canais funcionam 
através de mecanismos como voltagem, mediador químico, ativação mecânica. 
Transporte ativo: do meio menos concentrado para o mais concentrado, tendo gasto de ATP e quem realiza o 
trabalho são as proteínas carreadoras chamadas de bombas. 
Bomba de Sódio e Potássio: transporta 3 íons Na+ para o meio extracelular e 2 íons K+ potássio para o meio 
intracelular, consumindo uma molécula de ATP. Ambos os íons são transportados de um meio menos 
concentrado para um mais concentrado do mesmo íon. É importante pois: 
1. Deixa o meio intra mais negativo. 
2. Cria gradiente de concentração - potencial de repouso das células. 
3. Saída de água da célula - mantém a água constante. 
 
Rafts lipídicos: Por representarem plataformas lipídicas responsáveis pela compartimentalização de eventos 
celulares ao nível de membrana, e regulação da atividade de enzimas membranares, a organização e dinâmica 
dos rafts afetam as mais diversas vias sinalizatórias e funções neurais, a incluir memória e neuroplasticidade. 
A desorganização ou desmonte dos microdomínios, pode, portanto, causar danos celulares. 
 
Carboidratos 
Tem funções diversas na membrana plasmática como: 
1. Proteger a superfície da célula. 
2. Superfície da célula negativa. 
3. Reconhecimento celular. 
4. Adesão celular. 
5. Tipo sanguíneo. 
6. Ligação do espermatozoide à zona pelúcida. 
 
Especificações da membrana plasmática 
1. Microvilosidades -São imóveis -Aumentam a área de superfície celular -Filamentos de actina. 
2. Cílios/flagelos - Projeções cilíndricas MÓVEIS, semelhantes a pêlos -Função: propulsão de muco e 
de outras substâncias sobre a superfície do epitélio, através de rápidas oscilações rítmicas e no caso 
dos flagelos funcionam na locomoção 
3. Esterocílios - são parecidos com microvilosidades - mais longas e ramificadas -São imóveis. 
 
 
Comportamento elétrico 
1. Resistor = canais iônicos (obedecem a lei de Ohm). 
2. Capacitor = bicamada lipídica (dielétrico lipídico). 
 
Potencial de repouso 
• Acontece devido a diferença de potencial existente entre os meios que a membrana separa, gerando 
propriedades capacitivas. 
O que faz existir o potencial de repouso: 
1. A permeabilidade seletiva de íons. 
2. Assimetria na distribuição de íons. 
3. Bomba de sódio e potássio (Na para fora depende do K no exterior e da temperatura). 
• O gradiente de concentração é usado para ser energia na despolarização e na repolarização. 
• Co-transporte e contratransporte. 
• Regulado pelo Na interno e pelo K externo. 
• O potássio extracelular é quem sustenta o potencial de repouso. 
 
Potencial de equilíbrio de um íon ou Nernst 
• Diferença de potencial entre o intra e o extra quando o fluxo do íon é nulo. 
• O potencial de repouso de uma membrana caso ela fosse permeável a apenas um único íon 
considerado. 
 
Potencial de ação no axônio 
• Overshoot = potencial de ação da membrana. 
• Interior torna-se positivo em relação ao meio externo. 
• Despolarização = entrada de Na (pouco tempo e intenso) 
• Repolarização = fuga do K (muito tempo, hiperpolariza) 
• Sódio é um íon transportador de corrente de entrada. 
 
 
Potencial de ação do coração 
Fases do potencial de ação 
1. Despolarização da célula 
2. Rápida e incompleta repolarização 
3. Platô (cél. Despolarizada) e p.a constante. 
4. Repolarização real (recuperao p.r) 
5. Diástole elétrica (p.m constante) 
 
 
Componentes do p.a do coração 
• Rápido: assemelha-se ao potencial de ação do nervo despolarizado - entrada de Na. 
• Lento: resposta elétrica característica cardíaca, despolarização menor e velocidade pequena. 
 
Tipos de p.a do coração 
• A = componente rápido bem desenvolvido = amplitude do p.a. (Miocárdio de trabalho e condução 
ventricular). 
• B = tem rápido mal desenvolvido, componente lento = amplitude do p.a. (Células de transição dos 
nódulos) 
• C = não tem componente rápido. (Células nodais). 
 
Condutância da membrana no p.a 
• Conduz Na 30x mais que K. 
• Condutância ao K reduz temporariamente (manter despolarizado). 
• Pelo gradiente de concentração e pelo elétrico = fuga do K = repolarização. 
• Importante influxo de cálcio. 
 
Correntes iônicas que formam p.a cardíaco 
• Ocorre devido a concentração iônica e a condutância da membrana. 
Fase 0: despolarização da célula pelo sódio que entra pelos canais rápidos, aumentando a taxa de variação da 
voltagem. 
Fase 1: rápida e incompleta repolarização. 
Fase 2: platô, com a participação do cloreto, sódio e cálcio, os dois últimos pelos canais lentos. 
Fase 3: repolarização real com potássio. 
Fase 4: diástole elétrica, correntes lentas de sódio, cálcio e potássio.