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TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR OBJETIVOS • Compreender a função e a estrutura básica da membrana celular • Entender os mecanismos de transporte através da membrana celular COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA CELULAR (CITOPLASMÁTICA) • GORDURAS (LIPÍDIOS) • PROTEÍNAS • CARBOÍDRATOS MEMBRANA CELULAR OU MEMBRANA CITOPLASMÁTICA Membrana Celular Grande aumento... Proteínas Carboidratos Gorduras COMPLICADO? MOSAICO FLUIDO GORDURAS (LIPÍDIOS) • FOSFOLIPÍDIO • COLESTEROL VAMOS CONSTRUIR UMA MEMBRANA CELULAR? PROTEÍNAS DA M.C. Proteínas de canal: • Canais iônicos passivos • Canais iônicos regulados Canais voltagem-dependentes Canais ligando-dependentes PROTEÍNAS DA MEMBRANA PROTEÍNA DE CANAL (INTEGRAL) VAMOS CONSTRUIR UMA MEMBRANA CELULAR? Esse canal, formado por uma proteína integral, é um exemplo de Canal Iônico Passivo (sempre aberto) Canais iônicos regulados Certas proteínas de canal possuem comportas que se abrem e fecham dependendo da voltagem da M.C.! Canais voltagem-dependentes 1 1 Voltagem negativa 2 Voltagem positiva 2 Voltagem positiva Voltagem negativa Certas proteínas de canal possuem comportas que abrem-se pela ligação de uma substância química! acetilcolina Entrada de íon LIC LEC Canais ligando-dependentes 1 2 QUALQUER SUBSTÂNCIA ATRAVESSA A MEMBRANA CELULAR? A M.C. é seletiva - Moléculas Lipossolúveis: - Água Moléculas hidrossolúve:s, grandes, sem carga. Moléculas polares, carre- gadas AMINOÁCIDOS GLICOSE PERMEABILIDADE SELETIVA DA BICAMADA LIPÍDICA - Moléculas Hidrossolúveis: - Íons ÍONS: TIPOS DE TRANSPORTE ATRAVÉS DA M.C. DIFUSÃO SIMPLES DIFUSÃO FACILITADA TRANSPORTE ATIVO Sem gasto de ATP COM gasto de ATP DIFUSÃO FACILITADA (Depende de uma proteína carreadora) OSMOSE É o fluxo de água, pela membrana semipermeável, graças a uma diferença de concentração de soluto. OSMOSE A maior concentração de soluto em 1 gera uma pressão osmótica que atraí (osmose) a água de 2 para 1 Maior pressão osmótica PRESSÃO OSMÓTICA A- Solução Hiperosmótica B- Solução Hiposmótica Soluções isosmóticas TRANSPORTE ATIVO • Necessidade de energia (ATP) • Necessidade de carreadores • Contra o gradiente de concentração • Primário • Secundário TRANPORTE ATIVO PRIMÁRIO: “A BOMBA Na+/K+” LIC LEC Na+ Na+ K+ K+ Sódio Potássio Potássio Sódio A bomba de Na+ - K+ é uma Proteína carreadora! sódio Potássio ATP ADP+Pi Fixação aos sítios receptores e atividade ATPase sódio Potássio Alteração conformacional do carreador sódio Potássio Liberação dos íons sódio Potássio Retorno à posição inicial para um novo ciclo Bomba de sódio-potássio (transporte ativo) • Remove 3 Na+ do LIC e lança-os para o LEC • Remove 2 K+ do LEC e lança-os para o LIC • Para isso há gasto de energia (ATP) = atividade ATPase da bomba (transporte ativo primário). LIC LEC Na+ Na+ K+ K+ A bomba de Na+- K+ é a responsável pelas diferenças de concentração desses íons entre o LIC e LEC E qual a importância dessas diferenças de concentração de Na+ e K+ através da membrana celular? Sem essas diferenças não seria possível o desenvolvimento de potenciais de ação nas células excitáveis* * células musculares e neurônios Transporte ativo secundário • Co-transporte (ou simporte) • Contra-transporte (ou antiporte) CONTRA-TRANSPORTE •Transporte de uma substância contra seu gradiente de concentração •A substância é transportada em direção contrária ao transporte do sódio •Utilização secundária da energia proveniente da Bomba Na+ - K+ Na+ K+ Na+ Na+ Subtância y ATP ADP+P Gradiente de Concentração LEC LIC Bicamada lipídica Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância y ATP ADP+P Gradiente de Concentração sódio Proteína carreadora Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância y ATP ADP+P Ligação aos sítios receptores Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância y ATP ADP+P Alteração conformacional Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância y ATP ADP+P Liberação do sódio e da substância y Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância y ATP ADP+P Retorno à posição inicial para um novo ciclo CO-TRANSPORTE •Transporte de uma substância contra seu gradiente de concentração •A substância é transportada na mesma direção que o Sódio •Utilização secundária da energia proveniente da Bomba Na+ - K+ Na+ K+ Na+ Na+ Subtância x ATP ADP+P Na+ K+ Na+ Na+ Subtância x ATP ADP+P Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância x ATP ADP+P Gradiente de Concentração Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância x ATP ADP+P Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância x ATP ADP+P Na+ K+ Na+ Na+ Moléculas da Subtância x ATP ADP+P Distribuição de água e solutos no corpo POTENCIAL DE MEMBRANA OBJETIVOS - Definir Potencial de Membrana - Compreender os mecanismos envolvidos no estabelecimento do potencial de repouso das células IMPORTÂNCIA Pré-requisito para o entendimento de Potencial de Ação (impulso nervoso) Microeletrodo: LIC - + LEC Existe uma diferença de eletricidade (diferença de potencial) entre os dois lados das membranas das células em repouso!! • A eletricidade do interior da membrana em repouso é de 70 a 90 mV mais negativos do que o LEC. • Isso é o mesmo que dizer que o potencial de repouso da membrana é de -70 a -90mv. LIC LEC -70 a -90mV POTENCIAL DE EQUILÍBRIO DE UM ÍON + + + + + + + - - - - - - - + + + - - - SOLUÇÃO A SOLUÇÃO B + + - - POTENCIAL DE EQUILÍBRIO DE UM ÍON + + + + + + + - - - - - - - + + + - - - + + - - Membrana permeável somente aos cátions SOLUÇÃO A SOLUÇÃO B POTENCIAL DE EQUILÍBRIO DE UM ÍON + + + + + + + - - - - - - - + + + - - - + + - - SOLUÇÃO ELETROPOSITIVA SOLUÇÃO A SOLUÇÃO B POTENCIAL DE EQUILÍBRIO DE UM ÍON + + + + + + + - - - - - - - + + + - - - + + - - SOLUÇÃO ELETROPOSITIVA A presença de eletronegatividade da solução A impede que mais íons positivos se difundam ao longo de seu gradiente de concentração!! SOLUÇÃO ELETRONEGATIVA SOLUÇÃO A SOLUÇÃO B POTENCIAL DE EQUILÍBRIO DE UM ÍON + + + + + + + - - - - - - - + + + - - - + + - - SOLUÇÃO ELETROPOSITIVA A diferença de potencial (eletricidade) que, precisamente, contrabalançaa tendência de um íon para se difundir ao longo do seu gradiente de concentração, é o potencial de equilíbrio desse íon. SOLUÇÃO A SOLUÇÃO B POTENCIAL DE EQUILÍBRIO DE UM ÍON + + + + + + + - - - - - - - + + + - - - + + - - SOLUÇÃO ELETROPOSITIVA Se o Potencial de equilíbrio desse cátion for de 10mV ele sofrerá difusão para a solução B até que esta torne-se 10mV mais positiva que a solução A. +10mV SOLUÇÃO A SOLUÇÃO B ORIGEM DO POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA CELULAR Contribuição da difusão do K+ para o LEC Contribuição da difusão do Na+ para o LIC Contribuição da Bomba Na+ - K+ EXEMPLO: UM NEURÔNIO COM POTENCIAL DE REPOUSO DE -90mV Contribuição da difusão do K+ para o LEC LIC LEC K+ K+ - - - - - - Importante: A M.C. é impermeável a alguns ânions do LIC! neurônio LIC LEC K+ K+ - - - - - - -94 mV Contribuição da difusão do K+ para o LEC Potencial de Equilíbrio do Potássio - 94 mV neurônio Contribuição da difusão do Na+ para o LIC LIC LEC Na+ Na+ - - - - - - neurônio Contribuição da difusão do Na+ para o LIC LIC LEC Na+ Na+ + + + + + + 61 mV neurônio Valor do potencial de repouso da célula devido à difusão dos íons K+ e Na+ •A M.C. é muito mais permeável ao K+ do que ao Na+ •O potencial de repouso da célula torna-se muito próximo ao potencial de equilíbrio dos íons mais permeáveis à M.C. LIC LEC Na+ Na+ K+ K+ A M.C. em repouso é muito mais permeável ao K+ neurônio LEC Na+ Na+ K+ K+ Isso torna o Potencial de Repouso da Célula muito mais próximo do valor do Potencial de Equilíbrio para o K+ - 86 mV Potenciais de Equilíbrio: Na+ : + 61mV K+: - 94mV - - - - - - - neurônio CONTRIBUIÇÃO DA BOMBA SÓDIO-POTÁSSIO K+ K+ Na + Na + Na + Para cada ciclo da bomba Na+- K+ ocorre um déficit de uma carga positiva no interior da célula! Potencial de repouso: determinado pela difusão de íons: - 86 mV contribuição da Bomba: aumento da negatividade interna -90mV -86mV A Bomba é considerada eletrogênica neurônio Potencial de repouso Contribuição da difusão dos íons K+ e Na+ 0 mV - 86 - 90 Contribuição da Bomba Na+ - K+ +70 Atenção: - 90 mV é mais negativo do que - 86 mV!! POR HOJE É SÓ.... BONS ESTUDOS!
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