TRANSPORTE_ATRAVS_DE_MEMBRANAS_-_AULA_2_CANAL

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<p>1</p><p>UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA</p><p>CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA</p><p>DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA MOLECULAR</p><p>CURSO DE GRADUAÇÃO EM FARMÁCIA</p><p>DISCIPLINA DE BIOLOGIA CELULAR</p><p>Profa Dra. Gláucia Veríssimo Faheina Martins</p><p>(orientadora)</p><p>Prof. Jeremias Antunes Gomes Cavalcante</p><p>(Mestrando)</p><p>João Pessoa</p><p>2024</p><p>TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANAS CELULARES</p><p>(Os canais iônicos e o potencial de membrana)</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>2</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Canais</p><p>Imagem: Smart.servier.com</p><p>Formam poros transmembrânicos permitindo o movimento passivo de</p><p>moléculas hidrossolúveis.</p><p>Espaço extracelular</p><p>Citosol</p><p>Organelas</p><p>▪ Canais podem ser grandes mas são estreitos e seletivos.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Propriedades</p><p>▪ Seletividade</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>Forma e diâmetro do canal.</p><p>Distribuição dos aminoácidos</p><p>carregados que o revestem.</p><p>▪ Estado conformacional do canal</p><p>Aberto Fechado</p><p>A maioria é controlado por estímulo.</p><p>3</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Propriedades</p><p>▪ Estímulo provoca alteração conformacional.</p><p>▪ Diferente do transportador, o canal não precisa sofrer alteração</p><p>conformacional a cada íon que passa pelo poro.</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>4</p><p>Maior velocidade</p><p>+1 milhão de íons por segundo</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ O potencial de membrana é determinado pela permeabilidade a</p><p>íons específicos.</p><p>▪ As alterações no potencial de membrana são a base da sinalização</p><p>elétrica em muitos tipos de células.</p><p>5</p><p>Imagem adaptada de www.pt.wikipedia.org e www.youtube.com/watch?v=8hZGeVrjRyg</p><p>Canais de</p><p>vazamento de K+.</p><p>Na+ / K+ ATPase.</p><p>Neurônio</p><p>Célula muscular</p><p>http://www.pt.wikipedia.org/</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Potencial de membrana</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Oscilam entre aberto e fechado.</p><p>▪ Célula “em repouso”, estão abertos (efluxo de K+ ).</p><p>▪ Estímulo pode abrir outros</p><p>canais da membrana</p><p>plasmática.</p><p>▪ Fluxo dos íons depende</p><p>do seu gradiente</p><p>eletroquímico.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Estado conformacional do canal</p><p>▪ Alternam entre aberto e fechado de modo repentino e aleatório.</p><p>Medida das mudanças na corrente elétrica</p><p>Principal método usado para estudar os movimentos</p><p>iônicos e os canais iônicos em células vivas.</p><p>▪ Registro de Patch-clamp.</p><p>– Detecta e mede a corrente elétrica que flui através de uma única</p><p>molécula do canal.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Estado conformacional do canal</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Registro de Patch-clamp.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Estado conformacional do canal</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Registro de Patch-clamp.</p><p>Mesmo quando a corrente é</p><p>constante o canal alterna entre</p><p>aberto e fechado.</p><p>Partes móveis que “vão e vem”</p><p>durante o fluxo das moléculas.</p><p>Se é repentino e aleatório</p><p>Como seu estado pode ser</p><p>regulado pelas condições do</p><p>interior ou do exterior da célula?</p><p>Quando a condição estimula a mudança, se o estímulo é para abertura o canal</p><p>passa mais tempo aberto. Se é para fechamento, mais tempo fechado.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Diferentes tipos de canais respondem a diferentes estímulos.</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Diferentes tipos de canais respondem a diferentes estímulos.</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Canais iônicos controlados mecanicamente nos permitem ouvir.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Diferentes tipos de canais respondem a diferentes estímulos.</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Planta Mimosa pudica (tanto canais iônicos mecanicamente</p><p>controlados quanto canais controlados por voltagem.</p><p>www.facebook.com/coletivoemfolhas</p><p>Canais iônicos controlados mecanicamente nas células sensoriais</p><p>sensíveis ao toque, que então passam um sinal para as células</p><p>contendo os canais iônicos controlados por voltagem.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Diferentes tipos de canais respondem a diferentes estímulos.</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Canais iônicos controlados por voltagem possuem sensores.</p><p>São muito sensíveis a</p><p>alterações no potencial de</p><p>membrana.</p><p>www.researchgate.net</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Sinalização celular neuronal</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Neurônio → recebe, integra e transmitem sinais.</p><p>Célula neuronal</p><p>Potencial elétrico na membrana plasmática do neurônio.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Sinalização celular neuronal</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Potencial de ação permite a comunicação rápida a longa distância</p><p>ao longo dos axônios.</p><p>Célula neuronal</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Sinalização celular neuronal</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Potencial de ação → é mediado por canais de cátions controlados</p><p>por voltagem.</p><p>Canais de Na+ controlados</p><p>por voltagem (Nav) (influxo).</p><p>Canais de K+ controlados por</p><p>voltagem (Kv) (efluxo).</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Sinalização celular neuronal</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Nav possui um estado de inativação.</p><p>– Relacionado ao processo de retorno da célula ao potencial de membrana</p><p>negativo.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Sinalização celular neuronal</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Estado conformacional</p><p>dos Nav ao longo do</p><p>tempo no potencial de</p><p>ação.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Sinalização celular neuronal</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Os canais de Ca2+ controlados por voltagem nas terminações</p><p>nervosas transformam um sinal elétrico em um sinal químico.</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Sinalização na célula do musculo esquelético</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>▪ Receptores de acetilcolina.</p><p>Imagem (Silverthorn et al., 2010).</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ Localização e função de alguns canais iônicos.</p><p>Im</p><p>a</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>(A</p><p>L</p><p>B</p><p>E</p><p>R</p><p>T</p><p>S</p><p>e</p><p>t a</p><p>l., 2</p><p>0</p><p>1</p><p>7</p><p>).</p><p>Tráfego intracelular de vesículas</p><p>ALBERTS et al., 2017.</p><p>Transporte através de membranas: canais iônicos e potencial de membrana.</p><p>Canais iônicos</p><p>❑ A maioria dos fármacos psicoativos afeta a sinalização</p><p>sináptica pela ligação a receptores de neurotransmissores.</p><p>▪ Benzodiazepínicos.</p><p>www.sanarmed.com</p><p>Ex.: Clonazepam.</p><p>(Ácido γ-aminobutírico)</p><p>23</p><p>UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA</p><p>CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA</p><p>DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA MOLECULAR</p><p>CURSO DE GRADUAÇÃO EM FARMÁCIA</p><p>DISCIPLINA DE BIOLOGIA CELULAR</p><p>Profa Dra. Gláucia Veríssimo Faheina Martins</p><p>(orientadora)</p><p>Prof. Jeremias Antunes Gomes Cavalcante</p><p>(Mestrando)</p><p>João Pessoa</p><p>2024</p><p>TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANAS CELULARES</p><p>(Os canais iônicos e o potencial de membrana)</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7</p><p>Slide 8</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13</p><p>Slide 14</p><p>Slide 15</p><p>Slide 16</p><p>Slide 17</p><p>Slide 18</p><p>Slide 19</p><p>Slide 20</p><p>Slide 21</p><p>Slide 22</p><p>Slide 23</p>