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Membrana Plasmática Membrana Plasmática e Funcionalidades Características gerais - Estrutura Transporte e permeabilidade ·Movimentos transmembranares e mecanismos de permeabilidade. •Transporte em quantidade: Endocitose (fago e pinocitose- seletiva e não) e Exocitose, Clasmocitose •Modificação ou reforços da membrana- especialidades Membrana celular/plasmática: conhecida por plasmalema. Estrutura que delimita todas as células, tanto as procarióticas como as eucarióticas. Estabelece/separa o meio intracelular do extracelular. Responsável pelo controle da penetração e saída de substancias da célula. Diminuta espessura - não é visível ao MO. Participa de numerosas funções: -Responsável pela manutenção da constância do meio intracelular, que é diferente do meio extracelular. -Graças aos receptores/sinal químico ou ligante, tem a capacidade de reconhecer outras células e diversos tipos de moléculas. Revestimento celular constituído de fosfolipídios e proteínas. Seletividade. Constituída por três camadas: duas externas (Lipídica) e a central (protídica) Principal componentes químicos: lipídios (fosfolipídios) e proteínas. Estrutura ME- espessura 75Å angstrom (espessura total de 7 a 10nm) Distingui-se três camadas superpostas: - Dois folhetos densos de 20Å angstrons de espessura, separados por um folheto claro de 35Å angstrons de espessura. Constituída por três camadas: - duas externas (escuras) medem aproximadamente 2,0 nm cada uma. - uma central (clara), mede cerca de 3,5nm Principais Componentes químicos: lipídios (fosfolipídios) Proteínas- considerada lipoprotéica Revestimento celular constituído de fosfolipídios e proteínas. MODELO DO MOSAICO FLUIDO: proposto em 1972 por Singer e Nicholson Explica a organização da membrana plasmática. Nelas- moléculas de proteína: algumas aderidas superficialmente, outras mergulham profundamente, podendo atravessar a membrana. Fosfolipídios movem-se continuamente, tem fluidez de movimento, mas não perdem o contato uns com os outros, por isso as membranas são flexíveis. Estrutura da membrana plasmática segundo o modelo do Mosaico Fluído de Singer e Nicholson Transporte Membrana- Cadeia de hidratos ligados a lipídios e proteínas Proteínas transmembranar Cadeia - glicolipidica Proteína periférica Cadeia - glicoproteíca Proteína + glicídio = glicoproteína. Fosfolipídio + glicídio = glicolipídio PROTEÍNAS a) INTEGRAIS/INTRÍNSECAS: Encaixadas através da bicamada lipídica, sobressaem nas duas superfícies da bicapa lipídica. Estruturais, enzimas, receptores e transportadores. b) EXTRÍNSECAS/PERIFÉRICAS: localizadas na superfície da bicamada lipídica, atraídas pela porção polar dos fosfolipídios ou ligadas às proteínas integrais. Tem atividade enzimática. ASSIMETRIA DA MEMBRANA Tem duas faces: - Externa: em contato com outra célula – tem carboidratos - Interna ou protoplasmática: em contato com o citoplasma: As duas faces são diferentes química e eletricamente, por isto a membrana é assimétrica. Na superfície externa da membrana há uma camada de carboidratos que se ligam aos fosfolipídios e proteínas. Fosfolipídio + glicídio = glicolipídio Proteína + glicídio = glicoproteína. A camada glicídica da face externa da membrana constitui o GLICOCÁLICE. Glicocálice- extensão da membrana -A superfície externa da membrana apresenta região rica em hidrato de carbono ligados a proteínas ou a lipídios. Constituída: - Porções glicídicas das moléculas de glicolipídios, fazem saliências na superfície da membrana. -Por glicoproteínas integrais. - Por algumas proteoglicanas, secretadas e adsorvidas pela superfície celular Atividade funcional, de fundamental importância Composição não e estática - varia de um tipo celular para outro e, na mesma célula varia com a região conforme a atividade funcional em determinado momento. As células se reconhecem: superfície celular é dotada de especificidade, permite as cel. estabelecerem certos tipos de relacionamento. EX. : a) Cultivo de cel. hepáticas e renais (individualmente isoladas -agitação leve, se chocaram- as do mesmo tipo se aceitaram mutuamente, aderindo umas as outras. b) Inibição por contato: cel . cultivadas presas a um suporte- locais separados de uma mesma lamina, as cel .de cada grupo se multiplicam, quando em contato, as mitoses cessam. Cel. cancerosas: perdem a propriedade de inibição, continuam se dividindo e amontoando-se desordenadamente umas sobre as outras. Membrana - transporte - A maioria das Substâncias entram e saem: relação direta entre sua solubilidade nos lipídios e sua capacidade de penetração nas células. - Composição química: lipoprotéica/gordura + proteína. - Compostos hidrofóbicos- solúveis nos lipídios: ácidos graxos, hormônios esteróides e anestésicos, atravessam facilmente a membrana. - Substâncias hidrossolúveis/hidrofílicas- insolúveis nos lipídios, chegam ao interior das células somente após atravessarem os poros contidos nas proteínas transportadoras. - Transporte ocorrerá se as substâncias forem menor que o tamanho do poro da proteína. - Permeabilidade - os solutos e as macromoléculas atravessam as membranas celulares fluxo continuo de substancias que entram e saem da célula e circulam pelo seu interior, onde os solutos- íons e pequenas moléculas, passam através da membrana. - A passagem de soluto através da membrana, fenômeno chamado permeabilidade seletiva, pode ser Passiva ou Ativa. Transporte de substancias • Substâncias hidrofílicas - insolúveis nos lipídios penetram nas células com mais dificuldades, dependem do tamanho da molécula. • Lipossolúveis: atravessam a membrana plasmática facilmente, a maior parte da membrana é formada por lipídeo. • As substâncias não necessitam ser pequenas. •A configuração molecular permite que a substancia seja transportada. Transporte através da membrana - A maioria das substancias, há uma relação direta entre a solubilidade nos lipídios e sua capacidade se penetração nas células. - Compostos hidrofóbicos, solúveis nos lipídios, como os ácidos graxos, hormônios esteróides e anestésicos, atravessam facilmente a membrana. - Substancias hidrofílicas, insolúveis nos lipídios, penetram nas células com mais dificuldades. - A configuração molecular permitirá o transporte por mecanismos especiais: transporte ativo e a difusão facilitada. Obs.: A difusão facilita é semelhante à difusão simples. Diferença esta no fato de que: a) na facilitada participam proteínas reguladoras . b) na simples estão ausentes. Difusão simples é realizada de forma espontânea. Velocidade diretamente proporcional à diferença de concentração do soluto entre as membrana. - Sentido da difusão depende do lado em que o soluto encontra-se mais concentrado. A maioria das substancias que atravessam as membranas celulares a favor de um gradiente/concentração, sem gasto de energia, o fazem a uma velocidade maior. TRANSPORTE Ativo: o transporte das moléculas envolve a utilização de energia pelo sistema. Ex.: células viva Energia utilizada é na forma ATP A movimentação das substâncias dá-se contra o gradiente de concentração. O transporte pode ainda ser classificado em mediado - envolve permeases (transporte ativo edifusão facilitada), e não-mediado (difusão direta). Transporte Ativo • Passagem da substância de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado, contra o gradiente. Ocorre com gasto de energia. Transporte Ativo •Ex.: Encontramos concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e o potássio. - Na maioria das células dos organismos superiores a concentração do sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora. •O potássio (K+), apresenta situação inversa, a sua concentração é mais alta dentro da célula do que fora desta. Transporte Ativo Realizado pelas enzimas ATP - Ex.: A bomba de sódio e potássio: função de manter o potencial eletroquímico das células. - Muitas células possuem uma ATP do cálcio e íons que operam as concentrações intracelulares baixas de cálcio e controla a concentração normal/reserva. Transporte Passivo Não envolve o consumo de energia do sistema. Utilizada apenas a energia cinética das moléculas. A movimentação dá-se a favor do gradiente de concentração. O transporte passivo de substâncias na célula pode ser realizado através de difusão ou por osmose. DIFUSÃO - Processo espontâneo - As partículas tendem a se espalhar graças ao movimento contínuo e casual de átomos e moléculas. - Diversas substâncias - como água, gases e outras moléculas peq. entram e saem da célula por simples difusão: se a substância estiver mais concentrada fora da célula, ela entrará. Se estiver mais concentrada dentro da célula ela sairá. Ex.: A difusão se dá quando: a concentração interna de certa substância é menor que a externa, e as partículas tendem a entrar na célula. Quando a concentração interna é maior, as substâncias tendem a sair. - A difusão pode ser auxiliada por enzimas permeases sendo classificada Difusão facilitada. - Quando não há ação de enzimas, é chamada difusão simples. Organização - Permite a seletividade: só atravessam a membrana por difusão simples as substâncias lipossolúveis, além da água, apesar de ser uma molécula polar, que também atravessa a membrana celular, por ser uma substância essencial para qualquer tipo de vida. Difusão Facilitada - Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8 Angstroms, o que impede a sua passagem através dos poros. - - São substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. Substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas transportadoras). DIFUSÃO FACILITADA Difusão Passiva Muitas substâncias penetram nas células ou delas saem por difusão passiva- a distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior celular do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente. Transporte Passivo- Difusão Passiva Obs.: O transporte ativo ocorre exclusivamente através de permeases (enzimas transportadoras – participam do processo de difusão transmembranar a favor do gradiente; atua sobre os aminoácidos e carboidratos, facilitando a passagem de substancias, que por difusão simples, demorariam atravessar a mp. Ex. glicose, vitaminas, íons e aminoácidos) -Transporte passivo e realizado por difusão: o movimento do soluto, realizado dos locais onde se encontram mais concentrados para os de menor concentração. -A difusão sem gasto de energia - transporte passivo. Transporte passivo Realizado por meio dos componentes da bicamadalipidica. Por meio de estruturas, formadas por proteínas transmembranosas: podem ser- os canais iônicos e as permeases/transportadores. Transporte passivo através da bicamadalipídica é denominado difusão simples (soluto alcança a mesma concentração, o mov. é a favor do gradiente de concentração-isotonia). Realizados através dos canais iônicos e permeases é a difusão facilitada (não ocorre gasto de energia. Transporte- a favor do gradiente- meio mais p o menos concentrado). Por OSMOSE Osmos = empurrar. Fenômeno de difusão em presença de uma membrana semipermeável. Tipo de difusão que ocorre quando duas soluções aquosas de concentração diferentes entram em contato através de uma membrana semipermeável. EX.: Duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana que é permeável ao solvente e praticamente insolúvel ao soluto. Há, então, passagem do solvente de onde está em maior quantidade (solução hipotônica) para onde está em menor quantidade (solução hipertônica). Solução Hipotônica (Hemólise) Solução Hipertônica (Crenação) Transporte Passivo - Osmose Plasmólise: a concentração externa de substâncias é menor que a interna, parte do líquido citoplasmático tende a sair fazendo com que a célula murche. Turgência: a concentração interna é menor, o líquido do meio externo tende a entrar na célula, dilatando-a. Obs.: Deplasmolise- a célula murcha e depois por motivos externos volta a obter sua quantidade normal de água. Ocorre uma plasmolise inversa. Neste caso, se a diferença de concentração for muito grande, pode acontecer que a célula estoure. Há dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria estrutura da membrana celular é envolvida no transporte de matéria/grandes moléculas para dentro e para fora da célula: • Endocitose – em que a membrana celular envolve partículas ou fluido do exterior • Exocitose – em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une à membrana celular, que depois expele o seu conteúdo; Clamocitose. Particulas: Fagocitose ou Pinocitose (seletiva ou não) - transportadas para dentro, na forma de vesícula. Fagocitose Processo- célula, graças à formação de pseudópodos, engloba, no seu citoplasma, partículas sólidas. -Processo seletivo Ex.: observado na fagocitose de paramécios pelas amebas. -Nos mamíferos: é feita por células especializadas na defesa do organismo, como os macrófagos. Pinocitose - processo pelo qual a célula, graças à delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas de líquido. - Formam-se assim vacúolos contendo líquido. - Muitas células exibem esse fenômeno, como os macrófagos e as dos capilares sangüíneos. Partículas sólidas Partículas líquidas Endocitose : captura de substancias extracelulares. partícula pinocitada ou fagocitada - partícula sólida de grande tamanho (grego phagein, comer e pinein, beber). Ex: glóbulos brancos - bactérias (enzimas), protozoários, células reprodutoras feminina- ovócitos, acumulam reservas protéicas no seu citoplasma-vitelo. - Na Pinocitose - transporte de substancias, modo semelhante, requerem energia, proveniente da hidrolise do ATP. Nutrição celular: Transportes dos Tóxicos Medicina/Farmácos Para penetrar no organismo - atravessam a membranas: • Passivo – difusão simples e osmose, sem gasto de energia. • Ativo - endocitose, fagocitose, exocitose, com gasto As substâncias hidrossolúveis- atravessam a membrana são: • Água (H2O), Oxigênio (O2), Gás carbônico (CO2), • Uréia, Vitamina C, Glicose, ácido salicílico, ácido láctico, Proteínas (menores que o tamanho dos poros das proteínas transportadoras), os aminoácidos e osSais minerais. Propriedades farmacocinéticas de uma droga: - Relacionadas a absorção, distribuição e excreção no organismo; - influenciadas pelas vias de administração; - As vias de administração : Podem ser divididas em: •Tópica: pele, efeito local; a substância é aplicada. •Enteral: Oral, efeito sistêmico-não-local; recebe-se a substância via trato digestivo. •Parenteral: Injetáveis, efeito sistêmico; recebe-se a substância por outra forma que não pelo trato digestivo. Tópica •Epidérmica -aplicação sobre a pele. ex. teste de alergia, anestesia local. •Inalável- aplicação. ex. medicamentos para asma •Enema- ingestão. ex. meio de contraste para imagem digestiva. •Colírio - sobre a conjuntiva, ex. antibióticos para conjuntivite. •Gotas otológicas- ouvido, como antibióticos corticóides para otite externa. •Intranasal- solução nasal, ex. Spray descongestionante nasal, decadron/dexametasona. Enteral •Pela cavidade oral- muitas drogas na forma de tabletes, cápsulas ou gotas... •Pelo Tubo gástrico, tubo de alimentação duodenal ou gastrostomia, diversas drogas e nutrição enteral. •Pelo reto- várias drogas em forma de supositório ou enema/ingestão de contraste. Parenteral: injeção ou infusão •Intravenosa - na veia, Ex.: várias drogas, nutrição parenteral total . •Intra-arterial- na artéria Ex.: drogas vasodilatadoras para o tratamento de vasoespasmos e drogas trombolíticas para o tratamento de embolia. Parenteral: injeção ou infusão •Intramuscular- no músculo, Ex. várias vacinas, antibióticos e agentes psicoativos de longa duração. •Subcutânea- sob a pele, Ex. insulina •infusão intra-óssea- na medula óssea é um acesso intravenoso indireto porque a medula óssea acaba no sistema circulatório. -Usada ocasionalmente para drogas e fluidos na medicina de emergência e na pediatria, quando o acesso intravenoso é difícil. •Intradérmica- na própria pele. Usada para teste de pele de alguns alergênicos e também para tatuagens. •Intraperitoneal- infusão ou injeção na cavidade peritoneal, predominantemente usada na medicina veterinária e no teste de animais para a administração de drogas sistêmicas e fluidos, devido à facilidade de administração comparada com outros métodos parenterais. Os fármacos penetram rapidamente na circulação através da veia. - A injeção intraperitoneal é um procedimento laboratorial comum, embora raramente seja empregado na prática clínica. Parenteral- não por injeção ou infusão •Transdérmica -difusão através da pele, ex. emplastro de opióide transdérmico para terapia da dor. •Transmucosa - difusão através de uma membrana mucosa, ex. inalação de cocaína, nitroglicerina sublingual, inalável- inalação de anestésicos. Funções e Atividades fisiológicas - O volume das trocas: é proporcional à superfície da membrana. - Quanto maior a superfície, maior a importância do volume das trocas. - Essas modificações podem ser de dois tipos: numerosas microvilosidades ou formação de invaginações mais ou menos profundas. Ex: as células do Epitélio intestinal. - absorção dos alimentos (microvilosidade), e no rim - células do tubo distal: formação de invaginação da célula. Obs.: Permeabilidade - deixar passar substancias do meio exterior. - O volume das trocas: é proporcional à superfície da membrana. - Quanto maior a superfície, maior a importância do volume das trocas. -Essas modificações podem ser de dois tipos: numerosas microvilosidades formação de invaginações mais ou menos profundas. Ex: as células do Epitélio intestinal. Organização dos fosfolipídios na membrana. Devido a presença de água em torno da célula e dentro da célula- porções polares dos fosfolipídios são atraídas pela água, que é levemente polar, para as superfícies da membrana. Os ácidos graxos são repelidos pela água para o interior das membranas. As superfícies da membrana são polares e o meio é apolar. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA SERVEM PARA: reciclagem microvilos- prolongamentos do citoplasma que aumentam a superfície de absorção. Esterocílios- prolongamentos imóveis-aumentam a superfície de algumas cél. unir melhor – adesão “junção celular”. Para aumentar a superfície em células que absorvem. Para comunicar melhor células vizinhas. ESPECIALIZAÇÕES PARA ADESÃO DESMOSSOMOS ZONULA DE ADESÃO ZONULA DE OCLUSÃO ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA DESMOSSOMOS - ligação Pontos em que duas células aderem mais fortemente sua membrana – Junção de placas de proteínas . O material intercelular se espessa mais, o citoplasma sobre as membranas é mais condensado e há filamentos de queratina presos na citoplasma condensado e que se projetam para o citoplasma de cada célula. DESMOSSOMOS Desmossomo / desenho ilustrativo (filamentos de queratina em azul) Micrografia de célula apresentando vários desmossomos MICROVILOSIDADES- projeções microscópicas da mp Função: aumentam a superfície de absorção. São dobras e projeções em forma de dedos na superfície livre de células especializadas em absorver. Uma célula especializada em absorver pode ter milhares de microvilosidades. ZONULA DE ADESÃO – junção intercelular que une cel. vizinhas-por meio de subs. intercelulares Faixa de adesão que rodeia toda a região apical de células epiteliais colunares. Adere melhor a região apical destas células. No lugar dos filamentos de queratina há filamentos de actina ligados ao citoplasma próximo de cada membrana. Obs.: A região apical de células epiteliais que formam uma barreira entre dois ambientes diferentes têm as membranas soldadas (sem espaço intercelular). Serve para evitar a infiltração de moléculas através do espaço intercelular (sem serem selecionadas). JUNÇÃO COMUNICANTE/Zônula de adesão Função: permitem comunicação direta entre células vizinhas que funcionam em conjunto: ex. células glandulares, células do coração. Formadas por conjuntos de 6 proteínas integrais de uma membrana que se justapõem com outro conjunto da membrana vizinha. Junções gap ou nexos- estruturas de comunicação. Microvilosidades Invaginações na base da célula. Cada loja do citoplasma assim formado apresenta pilhas de longas mitocôndrias. Função: favorece o transporte ativo de íons, como nas células dos rins. JUNÇÃO COMUNICANTE Micrografia eletrônica de junção comunicante (grande junção tipo fenda): as membranas estão muito próximas. Os poros são rodeados por seis proteínas que no conjunto formam um conexon. Obs.: TRANSPORTE ATIVO Ocorre contra o gradiente de concentração. É feito por proteínas transmembrana chamadas ATP ou BOMBAS. Quebram ATP e liberam energia. Transporta sempre íons e moléculas polares. ATP são específicas. Ex. Bomba de Na+; bomba de Ca++... TRANSPORTES PASSIVOS OSMOSE: deslocamento do solvente do meio menos concentrado para o mais concentrado, através de uma membrana semipermeável. DIFUSÃO SIMPLES: espalhamento do soluto no solvente, do mais para o menos concentrado. - Ocorre pela porção lipídica. DIFUSÃO FACILITADA: É a difusão do soluto através da membranacom auxílio da PERMEASE, com velocidade maior do que a devida a diferença de concentração. Cada Permease transporta só um tipo de molécula. TRANSPORTE Transporte conjunto de duas moléculas ou íons e molécula através da membrana. Se ambos são transportados no mesmo sentido é chamado SIMPORTE. Se os dois vão em sentido oposto é chamado de ANTIPORTE. Ex. Bomba de Sódio e Potássio. Os processos COTRANSPORTE (Simporte e Antiporte) só Cpequenas ou quantidade pequenas de substâncias. Macromoléculas ou células inteiras são transportadas através da membrana pelos processos de ENDOCITOSE E EXOCITOSE. FAGOCITOSE A esquerda fagocitose de duas bactérias por um leucócito. A direita fagocitose de dois leucócitos velhos por um macrófago. “Pseudópodos” são lâminas de citoplasma que são “vestidas” sobre as células fagocitadas. FAGOCITOSE Após a endocitose do material o mesmo fica em um vacúolo alimentar ou fagossomo a quem se funde o lisossomo formando o vacúolo digestivo. PINOCITOSE É o englobamento de substâncias líquidas (soluções ou suspensões) por invaginação. Formam-se canais de pinocitose que são cortados formando vesículas de pinocitose que vão aos endossomos e posteriormente são parte dos lisossomos. EXOCITOSE Consiste na eliminação de certas quantidades de material pela célula; Como corpos residuais ou vacúolos excretores (material não digerido); Ou vesículas de secreção (materiais produzidos pelas células, principalmente glandulares). Pesquise: Explique a estrutura da MP. Permeabilidade à água pela MP: Solução hipo, hipertônica e Isotônica. Difusão passiva e facilitada Transporte Ativo e passivo Transporte em quantidade para dentro da célula- Endocitose: fago e pinocitose (seletiva e não seletiva). Exocitose. Descrever algumas estruturas especializadas da MP.
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