Movimentos das moléculas através das membranas celulares

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Escola de Educação Física e Esporte de Ribeirão Preto (EEFERP) 
MOVIMENTO DAS MOLÉCULAS ATRAVÉS DAS MEMBRANAS CELULARES
Disciplina: Fisiologia Geral
Docente Responsável: Prof. Dr. Adelino Sanchez Ramos da Silva 
 Deslocamento de uma região de maior concentração para uma região de menor concentração devido a movimentação TÉRMICA ALEATÓRIA;
 QUAL A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA VELOCIDADE DE DESLOCAMENTO DAS MOLÉCULAS?
 QUAL É A OUTRA VARIÁVEL QUE TAMBÉM INFLUENCIA NESSA VELOCIDADE?
 PORQUE A MOVIMENTAÇÃO É ALEATÓRIA?
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DIFUSÃO
EXEMPLO DA MOVIMENTAÇÃO TÉRMICA ALEATÓRIA (DIFUSÃO DA SITUAÇÃO A PARA B)
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MAGNITUDE E SENTIDO DA DIFUSÃO
Presença de soluto no compartimento 1 na concentração de 20mmol/L
Devido a movimentação aleatória, as moléculas vão de 1 para 2. O FLUXO depende da [glicose] em 1.
O QUE ACONTECERIA COM O FLUXO SE DUPLICÁSSEMOS A QUANTIDADE DE GLICOSE EM 1?
Após curto tempo, parte das moléculas que entraram em 2 vão para 1 
A MAGNITUDE DO FLUXO DE 2 PARA 1 É DEPENDENTE DO QUE?
A DIFERENÇA ENTRE OS DOIS FLUXOS DE SENTIDO ÚNICO (A PARA B; B PARA A) É DEFINIDA COMO FLUXO RESULTANTE
Igualdade da [soluto] (10mmol/L) nos dois compartimentos = EQUILÍBRIO DE DIFUSÃO
NESSA SITUAÇÃO, QUAL O VALOR DO FLUXO RESULTANTE?
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CARACTERÍSTICAS GERAIS DA DIFUSÃO
 Três fluxos podem ser identificados em qualquer superfície; 
 O fluxo resultante sempre ocorre da região de maior para a de menor concentração;
 FATORES QUE INFLUENCIAM O FLUXO RESULTANTE:
 TEMPERATURA;
 MASSA DA MOLÉCULA;
 ÁREA DA SUPERFÍCIE;
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DIFUSÃO ATRAVÉS DA BICAMADA LIPÍDICA 
MOLÉCULA POLAR
HIDROFÍLICA
MOLÉCULA APOLAR
LIPOFÍLICA
DIFUSÃO DE ÍONS ATRAVÉS DA MEMBRANA
OCORRE ATRAVÉS DE CANAIS PROTÉICOS
PORQUE OUTRAS MOLÉCULAS POLARES NÃO UTILIZAM ESSES CANAIS?
PAPEL DO DIÂMETRO NA SELETIVIDADE
 POTENCIAL DE MEMBRANA (diferença elétrica): SEPARAÇÃO DE CARGAS ELÉTRICAS ATRAVÉS DA M. PLASMÁTICA ;
 CARGAS ELÉTRICAS DE MESMO SINAL SE REPELEM, E DE SINAIS OPOSTOS SE ATRAEM;
 ASSIM, A DIFUSÃO IÔNICA ATRAVÉS DA M. PLASMÁTICA É DEPENDENTE TANTO DA DIFERENÇA NAS [ ]S QUANTO DA DIFERENÇA ELÉTRICA; 
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PAPEL DAS FORÇAS ELÉTRICAS NA DIFUSÃO DOS ÍONS
EXEMPLO DA AÇÃO DO POTENCIAL DE MEMBRANA ATRAINDO ÍONS POSITIVOS PARA DENTRO E REPELINDO OS NEGATIVOS
 ESTAS DUAS FORÇAS IMPULSIONADORAS SÃO CONHECIDAS COMO GRADIENTE ELETROQUÍMICO;
O POTENCIAL DE MEMBRANA PODE IMPELIR ÍONS POTÁSSIO EM UM SENTIDO, E A DIFERENÇA DE CONCENTRAÇÃO PARA O POTÁSSIO IMPELIR ESSES ÍONS EM DIREÇÃO OPOSTA;
 COMO SERIA DETERMINADO O MOVIMENTO FINAL DO POTÁSSIO?
 NESSE CASO, O MOVIMENTO FINAL DO POTÁSSIO SERIA DETERMINADO PELA MAGNITUDE RELATIVA DAS FORÇAS; 
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PAPEL DAS FORÇAS ELÉTRICAS NA DIFUSÃO DOS ÍONS
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REGULAÇÃO DA DIFUSÃO ATRAVÉS DOS CANAIS IÔNICOS
FATORES QUE INFLUENCIAM A FREQÜÊNCIA OU ABERTURA DOS CANAIS:
Canais dependentes de ligantes (ligação de molécula específica);
Canais dependentes de voltagem (alteração no potencial de membrana);
Canais controlados mecanicamente (deformação da membrana);
SISTEMA DE TRANSPORTE MEDIADO: OUTRO MECANISMO PARA ENTRAR NA MEMBRANA
1. Soluto liga-se a um local específico do transportador;
2. Parte do transportador sofre alteração expondo o local de ligação para dentro da membrana;
3. A dissociação da substância do local de ligação do transportador completa o processo de mover o material através da membrana;
CARACTERÍSTICAS GERAIS DO SISTEMA DE TRANSPORTE MEDIADO
 ASSIM COMO OS CANAIS IÔNICOS, EXISTEM DIVERSOS TIPOS DE TRANSPORTADORES NA MEMBRANA, CADA QUAL TENDO LOCAIS DE LIGAÇÃO ESPECÍFICOS PARA CADA SUBSTÂNCIA;
 FATORES QUE INFLUENCIAM O FLUXO DE SOLUTO ATRAVÉS DO TRANSPORTE MEDIADO:
 CONCENTRAÇÃO DO SOLUTO;
 AFINIDADE DOS TRANSPORTADORES AO SOLUTO;
 NÚMERO DE TRANSPORTADORES NA MEMBRANA;
 VELOCIDADE EM QUE OCORRE A ALTERAÇÃO CONFORMACIONAL;
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COMO VOCÊS EXPLICARIAM ESSA DIFERENÇA?
QUAL A DIFERENÇA ENTRE O FLUXO PARA DENTRO DA CÉLULA UTILIZANDO A DIFUSÃO E O TRANSPORTE MEDIADO?
CLASSIFICAÇÃO DO TRANSPORTE MEDIADO
DIFUSÃO FACILITADA
TRANSPORTE ATIVO
SIMILAR A DIFUSÃO, MAS UTILIZA UM TRANSPORTADOR (MORRO ABAIXO)
UTILIZA UM TRANSPORTADOR ACOPLADO A UMA FONTE DE ENERGIA, MOVENDO O SOLUTO CONTRA O GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO (MORRO ACIMA)
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A
B
C
CLASSIFIQUE OS TRANSPORTES DAS FIGURAS A, B e C?
O QUE REPRESENTAM OS CÍRCULOS DAS FIGURAS B e C?
EXEMPLIFICAÇÃO DE DIFUSÃO FACILITADA
 TRANSPORTADORES DE GLICOSE;
 DE ACORDO COM NOSSO CONHECIMENTO, ESPERARÍAMOS QUE A [GLICOSE] EXTRA SERIA SEMELHANTE A INTRACELULAR. ISSO NÃO OCORRE, POIS ASSIM QUE ENTRA NA CÉLULA É CLIVADA EM GLICOSE-6-FOSFATO. O QUE ISSO QUER DIZER?
 OS TRANSPORTADORES DE GLICOSE DIFEREM QUANTO A MODULAÇÃO DE SUA ATIVIDADE DE TRANSPORTE POR SINAIS QUÍMICOS, COMO A INSULINA;
 A INSULINA AUMENTA O NÚMERO DE TRANSPORTADORES DE GLICOSE APENAS NAS CÉLULAS MUSCULARES E NO TECIDO ADIPOSO;
 SE EXISTE DEFICIÊNCIA NA PRODUÇÃO DESSE HORMÔNIO, O QUE ACONTECE?
5.	Após o local de baixa afinidade retornar a face extracelular da membrana, ele está numa conformação que permite o reinício do processo;
CLASSIFICAÇÃO DO TRANSPORTE ATIVO
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
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MODELO DE TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
Enzima ATPase cliva o ATP em ADP + Pi + Energia;
O grupo fosfato liga-se ao transportador, expondo o local de ligação para o soluto no líquido extracelular;
O soluto liga-se ao local de ligação, alterando a conformação do transportador;
4. A alteração na conformação do transportador resulta na remoção do grupo fosfato , diminuindo a afinidade com o soluto e causando a sua liberação;
EXEMPLO DE TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO: BOMBA Na+/K+ -ATPpase
O transporte ativo primário de íons sódio e potássio pela Na+K+-ATPase nas membranas plasmáticas é responsável pelas baixas [sódio] e altas [potássio]. Para cada ATP clivado, três íons sódio são movidos para fora de uma célula, e dois íons potássio para dentro. 
CARACTERÍSTICAS GERAIS DA BOMBA DE SÓDIO
 A ALTA [Na] É PONTO CHAVE PARA O TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO;
 A ATIVIDADE DA BOMBA PODE SER AUMENTADA OU DIMINUÍDA (EX: HORMÔNIOS TIREOIDIANOS):
 OS GRADIENTES DE CONCENTRAÇÃO DE Na e K SÃO UTILIZADOS PARA PRODUZIR IMPULSOS NERVOSOS E MUSCULARES;
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MODELO DE TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
Nesse modelo, a ligação de um íon ao transportador ativo secundário altera a afinidade do local de ligação para o soluto transportador ou a velocidade na qual o local de ligação é desviado de uma superfície para outra
SÓDIO versus SOLUTO: CO-TRANSPORTE OU CONTRATRANSPORTE
 [Na]-Extra É SEMPRE SUPERIOR A [Na]-Intra, ASSIM A UTILIZAÇÃO DESSE ÍON PARA O TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO É “MORRO ABAIXO”;
 FIGURA A = CO-TRANSPORTE;
 FIGURA B = CONTRATRANSPORTE;
FIGURA A
FIGURA B
EXEMPLOS DE TRANSPORTE NUMA MEMBRANA PLASMÁTICA:
 É A CONCENTRAÇÃO TOTAL DE SOLUTOS NUMA SOLUÇÃO;
 1 OSMOL = 1 MOL DE PARTÍCULAS DE SOLUTO;
 UMA SOLUÇÃO DE GLICOSE 1 M TEM CONCENTRAÇÃO DE 1Osm (1 osmol por litro). QUAL A CONCENTRAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO DE NaCl? 
 EM DUAS SOLUÇÕES DE MESMO VOLUME, MAS COM OSMOLARIDADE DIFERENTE, QUEM TEM MAIOR [H2O]?
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OSMOLARIDADE
APÓS A MOVIMENTAÇÃO DE ÁGUA DE A PARA B, E DE SOLUTO DE B PARA A, QUAIS SERÃO AS CONCENTRAÇÕES DESSES COMPONENTES NO EQUILÍBRIO?
A
BNA FIGURA AO LADO, A MEMBRANA É SEMIPERMEÁVEL, ASSIM PARA QUE O EQUILÍBRIO SEJA ALCANÇADO OCORRE ALTERAÇÃO DO VOLUME FINAL DA SOLUÇÃO;
 SE AS PAREDES DO COMPARTIMENTO 2 NÃO FOSSEM EXPANSÍVEIS, O QUE CORRERIA COM A PRESSÃO?
 O AUMENTO DA PRESSÃO IRIA SE OPOR A ENTRADA DE H20; 
A
B
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PRESSÃO OSMÓTICA
 É A PRESSÃO QUE DEVE SER APLICADA À SOLUÇÃO PARA IMPEDIR O FLUXO DE H2O ATRAVÉS DA MEMBRANA;
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OSMOLARIDADE EXTRACELULAR E VOLUME CELULAR
 Tanto o líquido extracelular quanto o intracelular possuem água e são circundados por uma membrana que é muito permeável a água, porém impermeável a outras substâncias (SOLUTOS NÃO PENETRANTES);
 Normalmente, a osmolaridade do líquido extracelular é de 300 mOsm, visto que a H2O pode mover-se através das membranas plasmáticas, tanto o líquido extra quanto intra apresentarão 300 mOsm; 
 No entanto, alterações na osmolaridade extracelular podem promover o encolhimento ou edema das células;
EXTRACELULAR
EXTRACELULAR
EXTRACELULAR
QUAL A CLASSIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES ABAIXO (ISOTÔNICA, HIPOTÔNICA OU HIPERTÔNICA) EM RELAÇÃO AS CÉLULAS?
QUAL O ASPECTO DAS CÉLULAS (NORMAL, MENOR OU MAIOR)? 
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OUTRO CONJUNTO DE TERMOS: ISOSMÓTICA, HIPEROSMÓTICA E HIPOSMÓTICA
DENOTA A OSMOLARIDADE DE UMA SOLUÇÃO QUANDO COMPARADA AO LÍQUIDO EXTRACELULAR, SEM LEVAR EM CONSIDERAÇÃO A CONCENTRAÇÃO DE SOLUTOS PENETRANTES E NÃO PENETRANTES
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