Permeabilidade da Membrana Celular

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
MEMBRANA BIOLÓGICA
*
*
*
*
Bicamada Lipídica = permitem passagem de algumas substâncias livremente
Proteínas da Membrana = são na maioria proteínas transportadora (proteínas de canal, proteína carreadoras)
*
*
*
*
Transporte Passivo: movimentação contínua de substâncias a favor do gradiente de concentração
b) Transporte Ativo: movimentação contínua de substâncias contra o gradiente de concentração
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
Difusão Simples: 
 - Ocorre através de orifícios na membrana celular ou por espaços intermoleculares. Não há fixação às proteínas carreadoras
TRANSPORTE PASSIVO
*
*
A Difusão Simples pode ocorrer por duas vias:
Difusão através da bicamada lipídica: difusão de substâncias lipossolúveis
 - Oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono e álcool.
TRANSPORTE PASSIVO
*
*
 2. Difusão Simples através das proteínas
 A) Permeabilidade seletiva dos diferentes canais proteícos:
 - Canais de sódio: (0,3 a 0,5 nm): Superfícies internas dotadas de diferentes cargas negativas
 - Canais de potássio
 B) Comportas dos canais proteícos:
 - São alterações conformacionais da proteína e representam um meio para controle da permeabilidade dos canais.
*
*
 - A abertura ou fechamento dessas comportas são reguladas por 2 meios principais:
 a) Comportas voltagem-dependentes
 b) Comportas ligante-dependentes
 a) Comportas voltagem-dependentes
 Características:
 - A conformação molecular da comporta responde ao potencial elétrico entre as duas fases da membrana celular.
Forte carga negativa na face interna da membrana celular
 - É a causa básica dos potenciais de ação nas fibras musculares.
Fecham as comportas para o sódio
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
 a) Comportas ligante-dependentes
 Características:
 - São canais que se abrem pela fixação de outra molécula a proteína
 - Um dos tipos mais importantes é o canal de acetilcolina
Acetilcolina
Abre poros (0,65 nm)
Permite a passagem de moléculas e íons positivos
Transmissão na sinapse da junção neuromuscular
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
Difusão Facilitada: 
 - É o transporte passivo mediado por uma proteína carreadora específica
 - Entre as mais importantes substâncias transportadas estão a glicose e os aminoácidos
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
Osmose
Conceito: é o processo de movimento efetivo da água causado por diferença de suas concentrações
Fatores que podem influenciar a velocidade efetiva da difusão
a) Permeabilidade da membrana
b) A área da membrana
c) A diferença de concentração da substância que se difunde entre as duas faces da membrana
d) Nos casos de íons, a diferença de potencial entre as duas faces da membrana
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
Transporte Ativo
Conceito: é quando há deslocamento de moléculas ou íons contra um gradiente de concentração, elétrico ou de pressão 
	- Destacam-se os íons sódio, potássio, cálcio, ferro, hidrogênio, cloreto, iodeto, urato, vários açúcares e a maioria dos aminoácidos
Classificação
 Transporte Ativo
	 - Primário
	 - Secundário
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
Transporte Ativo Primário
- A energia é derivada diretamente do ATP ou de qualquer outro composto fosfato de alta energia
- Destacam-se os íons sódio, potássio, cálcio, hidrogênio e cloretos
Características da Bomba de Sódio e Potássio
Função:
- É responsável pela manutenção das diferenças de concentração do sódio e do potássio entre as duas faces da membrana celular
- Existem 2 mecanismos importantes: Bomba de sódio e potássio e Bomba de cálcio
 Gera um potencial elétrico negativo no interior da célula
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
Bomba de Cálcio
 É a responsável pela manutenção das concentrações mais elevadas de íons de cálcio no meio extracelular e nas organelas vesiculares (retículo sarcoplasmático e mitocôndrias)
 Também há a participação das proteínas carreadoras
Transporte Ativo Secundário
Co-transporte e contratransporte
- É o transporte de outras substâncias junto com o sódio através da membrana celular, graças a energia de difusão do mesmo
- Para que esse mecanismo ocorra é necessário o acoplamento a uma proteína carreadora com sítios de fixação para as duas substâncias
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
Co-transporte de sódio para glicose e os aminoácidos
- O sódio como a glicose são transportados simultaneamente para o interior da célula
- O sódio com aminoácido ocorre do mesmo modo, porém depende de proteínas específicas para cada aminoácido
- Ambos ocorrem de modo muito específicos nas células epiteliais do tubo digestivo e dos túbulos renais
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
Contra-transporte de sódio com
os íons de cálcio e hidrogênio
- Os íons sódio indo para o interior enquanto os íons cálcio vão para o exterior ambos fixados na mesma proteína transportadora
- Os íons sódio se movem do lúmen tubular para o interior das células tubulares enquanto os íons hidrogênio são contra-transportados para o lúmen
A MEMBRANA CELULAR E A PERMEABILIDADE
*
*
PRINCIPAIS RECEPTORES DE MEMBRANA
RECEPTORES: São proteínas de membrana que possuem estruturas adequadas à ligação de certas moléculas que, ao se ligarem dessencadeiam uma série de processos celulares.
Os receptores são classificados em dois tipos:
1. Receptores Ionotrópicos
2. Receptores Metabotrópicos 
*
*
 São canais iônicos ativados por ligantes. É composto de uma única macromolécula que possue vários domínios que atravessam a membrana várias vezes. Quando ativados permitem a passagem de íons (Na+, K+, Cl-, Ca+). É responsável pela transmissão sináptica direta.
1. Receptores Ionotrópicos: 
Ligante
 
*
*
RECEPTOR COLINÉRGICO NICOTÍNICO
MUSCULAR
Changeux, 1993
*
*
Receptores Metabotrópicos: 
 São responsáveis pela transmissão sináptica indireta. Necessitam de um segundo mensageiro para desenvolver sua ação. Envolvem várias moléculas diferentes. Consistem de duas famílias:
 Receptores acoplados a proteína - G : necessita de uma proteína G para ativar o segundo mensageiro.
Proteína G
Enzima ou
Canal Iônico
Proteína G
Ativada
Enzima ou
Canal Iônico
Ativada
Ligante
 
*
*
RECEPTORES COLINÉRGICOS MUSCARÍNICOS
1. Regulação de Canais de K+
*
*
 Receptor tirosina kinase: enzima que se auto-fosforila no resido tirosina, fosforilação de outras proteínas no citoplasma.
 
Domínio
Catalítico
Inativo
Domínio
Catalítico
Ativo
Ligante
*
*
VIA DE SEGUNDO MENSAGEIRO, 
ATIVADOS POR RECEPTOR METABOTRÓPICOS, COMPARTILHAM A MESMA LÓGICA MOLECULAR
*
*
Diferenças Biofísicas e Fisiológicas:
Ionotrópicos - ação direta (da ordem de ms), liga/desliga. Rápidos, abertura direta de canais iônicos e medeiam a maioria das atividades motoras.
Metabotrópicos - ação indireta (1/10 msseg; muito lento: seg.minutos, horas), uma variedade de canais são afetados. Ação mediada por segundo mensageiro.
PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE OS
RECEPTORES DE MEMBRANA
 Estruturalmente:
 Ionotrópicos - efeito através de 1 macromolécula
 Metabotrópicos - cascata de reações
*
*
QUAL O TIPO DE TRANSPORTE????
*
*
QUAL O TIPO DE TRANSPORTE????
*
*
QUAL O TIPO DE TRANSPORTE????
*
*
QUAL O TIPO DE TRANSPORTE????
*
*
QUAL O TIPO DE TRANSPORTE????
*
*
POTENCIAIS DE MEMBRANA 
E POTENCIAIS DE AÇÃO
BIOELETRICIDADE , BIOELETROGÊNESE
“Dinheiro é como eletricidade; beneficia os prudentes; fulmina os insensatos.” Dinamor
*
GAIOLA DE FARADAY
*
*
POTENCIAIS IONICOS E BIOELETRICOS
*
*
*
*
*
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
1. Potenciais de membrana de repouso dos nervos:
 O potencial
de repouso no interior da fibra nervosa é de - 90 mV.
 Depende do gradiente de concentração dos diferentes íons: 
 Na+ (externo) 142 mEq/L
 Na+ (interno) 14 mEq/L
 K+ (externo) 4 mEq/L
 K+ (interno) 140 mEq/L 
*
*
*
*
*
*
2. Potenciais de Ação Neural:
 São variações rápidas do potencial de membrana, responsáveis pela transmissão dos sinais neurais.
Início do Potencial de Ação
Potencial de membrana positivo
Variação abrupta do Potencial negativo da membrana
Volta abrupta para o potencial de membrana negativo
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
*
*
*
*
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
Etapas sucessivas do Potenciais de Ação:
 Dependem dos canais voltagem dependentes de Na+ e K+.
Etapa de repouso
Etapa de despolarização
Etapa de repolarização
 Etapa de Repouso – Membrana Polarizada 	 É o potencial de membrana em repouso, antes que ocorra o potencial de ação, corresponde a – 90 mV. 
*
*
 Etapa de Despolarização
  É o potencial de membrana variando no sentido da positividade, devido a permeabilidade (influxo) íons sódio para o interior da célula nervosa. 
 Etapa de Repolarização
  É o restabelecimento progressivo do potencial de membrana de repouso normal devido a rápida difusão de íons potássio para o exterior da célula.
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
*
*
*
*
*
*
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
Participação de outros íons ou compostos no Potenciais de Ação:
Íons com carga negativa
  moléculas proteícas
  compostos fosfatados
  compostos sulfatados
B) Íons cálcio
  Bomba de cálcio  cálcio  para o exterior da célula e para dentro do retículo sarcoplasmático
  Canais voltagem-dependentes
 - Tem ativação mais lenta (10 a 20 vezes menor que dos íons sódio)
 - São muito numerosos nos músculos cardíacos e lisos
*
*
 Desencadeamento do Potencial de Ação
Membrana da fibra nervosa em repouso (potencial de ação – 90 mv)
Elevação do potencial de ação 
 (limiar para início de - 65 mV) 
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
Abertura dos canais voltagem dependentes de sódio 
Influxo rápido de íons sódio. Geração potencial de ação
Inativação dos canais de sódio e abertura dos canais de potássio (término do potencial de ação)
*
*
 Propagação do Potencial de Ação
(Princípio de tudo ou nada) 
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
Restabelecimento do gradiente iônico após potenciais de ação
Depende da bomba de sódio e potássio
(processo ativo com consumo de energia ATP)
Platôs em alguns potenciais de ação: paticipam os canais voltagem dependentes
Canais rápidos – dependes de sódio – potencial de ponta
Canais lentos – dependentes de cálcio – 
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
 Fibras mielínicas
	- São mais calibrosas
	- Condução saltatória
	- Velocidade de condução de até 100 m/s
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
 Fibras amielínicas
	- São menos calibrosas 
	- Condução contínua
	- Velocidade de condução menor
Aspectos especiais de transmissão de sinais por troncos nervosos
*
*
Condução Saltatória: Ocorre nos nervos mielínicos, onde a troca iônica se faz apenas nos nódulos de Ranvier, e o impulso salta sobre as bainhas de mielina. Nestes nervos a velocidade de condução é maior que nos nervos amielínicos. 
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
*
*
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
*
*
 Produção do potencial de ação – Excitação
Fatores que promovem a difusão de íons sódio para o interior da fibra nervosa e abertura dos canais de sódio 
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
Distúrbio mecânico simples
	Ex: Pressão mecânica sobre a pele
b) Efeito químico sobre a membrana
	Ex: neurotransmissores
c) Passagem de eletricidade através da membrana 
	Ex: transmissão do estímulo elétrico pelo coração
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Queria cometer um Sequestro Relâmpago, mas morro de medo de eletricidade !
Autor Desconhecido