1 FISIOLOGIA CELULAR

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FISIOLOGIA	
  CELULAR	
  
	
  
Disciplina:	
  Neuroanatomofisiologia	
  
Curso:	
  Psicologia	
  
Profa.	
  Dra.	
  Ta9ane	
  Rondini	
  
	
  
	
  	
  
	
  
	
  
ATP	
  –	
  ADENOSINA	
  TRIFOSFATO	
  
Como	
  a	
  energia	
  é	
  armazenada	
  na	
  célula?	
  
Nas	
  ligações	
  fosfato	
  da	
  molécula	
  de	
  ATP	
  
FORMAÇÃO	
  de	
  ATP	
  –	
  
ADENOSINA	
  TRIFOSFATO	
  
RESPIRAÇÃO	
  CELULAR	
  
-­‐	
  FASE	
  ANAERÓBIA	
  OU	
  GLICÓLISE	
  
-­‐	
  FASE	
  AERÓBIA	
  	
  
	
  
Respiração	
  Aeróbica	
  Processo	
  pelo	
  qual	
  a	
  glicose	
  é	
  degradada	
  
em	
  CO2	
  e	
  H2O	
  na	
  presença	
  de	
  oxigênio.	
  Rendimento	
  é	
  maior	
  do	
  
que	
  na	
  fermentação	
  38	
  ATPs	
  por	
  molécula	
  de	
  glicose	
  quebrada.
	
  	
  
1.Anaeróbia	
  (glicólise):	
  não	
  necessita	
  de	
  oxigênio	
  para	
  ocorrer	
  e	
  
é	
  realizada	
  no	
  citoplasma.	
  	
  
	
  
2.Aeróbia	
  (ciclo	
  de	
  Krebs	
  e	
  cadeira	
  transportadora	
  de	
  elétrons):	
  
requer	
  e	
  presença	
  de	
  oxigênio	
  e	
  ocorre	
  dentro	
  das	
  mitocôndrias	
  
Respiração	
  Aeróbica.	
  
	
  
Equação	
  geral:	
  Respiração	
  Aeróbica	
  
	
  C6H12O6	
  +	
  6O2	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  6CO2	
  +	
  6H2O	
  +	
  38	
  ATP	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
FORMAÇÃO	
  de	
  ATP	
  –	
  
ADENOSINA	
  TRIFOSFATO	
  
CARACTERÍSTICAS	
  CELULARES	
  
	
  	
  
Quanto	
  a	
  quanGdade	
  de	
  células:	
  
–  Unicelulares:	
  seres	
  formados	
  por	
  uma	
  única	
  célula	
  
–  Pluricelulares:	
  seres	
  formados	
  por	
  diversas	
  células	
  
	
  	
  
	
  
Quanto	
  as	
  caracterísGcas	
  destas	
  células:	
  
–  ProcarióGcas	
  (pro=primiGvo):	
  são	
  células	
  simples,	
  cons9tuídas	
  por	
  uma	
  
membrana	
  de	
  reves9mento	
  (membrana	
  plasmá9ca)	
  e	
  apenas	
  um	
  
compar9mento	
  interno	
  (citoplasma)	
  preenchido	
  por	
  uma	
  substância	
  
homogênea	
  denominada	
  de	
  hialoplasma	
  na	
  qual	
  se	
  encontram	
  os	
  ribossomos	
  
(organelas	
  celulares	
  formadas	
  por	
  RNA	
  e	
  proteínas	
  responsáveis	
  pela	
  síntese	
  
protéica	
  da	
  célula);	
  não	
  apresenta	
  estrutura	
  nuclear	
  definida	
  (não	
  possui	
  
núcleo	
  individualizado,	
  permi9ndo	
  que	
  o	
  material	
  gené9co	
  fique	
  solto	
  no	
  
citoplasma	
  em	
  uma	
  estrutura	
  denominada	
  de	
  nucléolo)	
  
–  EucarióGcas	
  (eu=verdadeiro):	
  possuem	
  núcleo	
  delimitado	
  e	
  protegido	
  por	
  
membrana	
  nuclear	
  (carioteca)	
  e	
  grande	
  diversidade	
  de	
  organelas,	
  tais	
  como:	
  
ribossomos,	
  lisossomos,	
  complexo	
  de	
  golgi,	
  mitocôndrias,	
  etc.	
  	
  
NÍVEIS  DE  ORGANIZAÇÃO  DO  CORPO  HUMANO	
6)	
  nível	
  organismo	
  
Profa. Dra. Tatiane Rondini"
MEMBRANA	
  CITOPLASMÁTICA	
  
(PLASMÁTICA	
  ou	
  CELULAR)	
  
Modelo da Bicamada Fosfolipídica 
Bicamada 
Fosfolipídica 
Modelo Goster e Grendel (1925) 
Lipídios da 
membrana 
Meio	
  extracelular	
  
Citoplasma	
  
	
  -­‐	
  Não	
  explicava	
  a	
  passagem,	
  através	
  da	
  
membrana,	
  de	
  moléculas	
  polares	
  (água).	
  
Limitações: 
Modelo Lipoproteico da Membrana 
Bicamada 
Fosfolipídica 
Camada 
Proteica 
Modelo Davson e Danielli (1935) 
Limitações: 
	
  -­‐	
  Não	
  explicava	
  a	
  passagem	
  de	
  moléculas	
  polares	
  
(água),	
  através	
  da	
  zona	
  hidrofóbica.	
  
Modelo Revisto 
Modelo Davson e Danielli (1954) 
poro 
Camada 
Proteica 
Bicamada 
Fosfolipídica 
Limitações: 
	
  -­‐	
  A	
  relação	
  entre	
  proteínas	
  e	
  lípidos	
  não	
  
era	
  a	
  que	
  realmente	
  se	
  verificou	
  exis9r;	
  
-­‐	
  A	
  proporção	
  entre	
  proteínas	
  e	
  fosfolípidos	
  
neste	
  modelo	
  seriam	
  muito	
  menor,	
  isto	
  é,	
  
havia	
  proteínas	
  a	
  mais.	
  
Modelo S.J. Singer e Garth Nicholson (1972) 
Modelo de Mosaico Fluído 
Modelo	
  da	
  Membrana	
  atualmente	
  mais	
  aceito	
  
Membrana	
  citoplasmá9ca	
  
	
  
Espessura:	
  6-­‐10nµ.	
  
Composição:	
  	
  
	
   	
  	
  	
  	
  	
  	
   	
  -­‐	
  60%	
  proteínas	
  (80%	
  enzimas);	
  
	
   	
   	
   	
  -­‐	
  40	
  %	
  lipídios	
  (moléculas	
  longas	
  e	
  
anfipá9cas:	
  hidroolica	
  –	
  polar	
  e	
  hidrofóbica	
  
apolar);	
  
	
   	
   	
   	
  -­‐	
  colesterol;	
  
	
   	
   	
   	
  -­‐	
  carboidratos	
  
	
   	
   	
   	
  -­‐	
  glicolipídios	
  
	
   	
   	
   	
  -­‐	
  glicoproteínas.	
  
Funções	
  da	
  Membrana	
  
Citoplasmá9ca	
  
-  Individualização celular; 
-  PERMEABILIDADE SELETIVA; 
-  FLUIDEZ 
-  Manter a constância do meio interno; 
-  Recepção de informações; 
-  Transmissão de informações; 
- Reconhecimento celular; 
-  Confere forma à célula; 
-  Orientação vetorial de reações; 
-  Auxilia no movimento celular. 
Proteínas da membrana 
Integrais (intrínsecas): transmembrana e trasmembranas de 
passagem múltipla 
 
Periféricas (Extrínsecas) 
Funções das proteínas da membrana 
plasmática 
TRANSPORTE	
  
	
  
	
  
	
  
ATIVIDADE	
  ENZIMÁTICA	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Funções das proteínas da membrana 
plasmática 
	
  
RECEPTORES	
  PARA	
  
TRANSDUÇÃO	
  DE	
  SINAL	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
ACOPLAMENTO	
  INTERCELULAR	
  
	
  
Funções das proteínas da membrana 
plasmática 
	
  
RECONHECIMETO	
  	
  CÉLULA-­‐CÉLULA	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
LIGAÇÃO	
  AO	
  CITOESQUELETO	
  E	
  À	
  
MATRIZ	
  EXTRA-­‐CELULAR	
  
MEMBRANA	
  CITOPLASMÁTICA	
  
TRANSPORTES:	
  PASSIVO	
  E	
  ATIVO	
  
Poros	
  ou	
  Canais	
  
São	
  passagens	
  que	
  permitem	
  a	
  comunicação	
  entre	
  
o	
  lado	
  externo	
  e	
  o	
  interno	
  da	
  célula.	
  
•	
  Os	
  canais	
  podem	
  possuir	
  carga	
  posiGva,	
  negaGva	
  
ou	
  serem	
  desGtuídos	
  de	
  carga	
  elétrica.	
  A	
  
carga	
  se	
  origina	
  de	
  grupos	
  laterais	
  	
  
de	
  proteínas,	
  como	
  COO-­‐	
  e	
  NH3	
  
+.	
  
•	
   Há	
   canais	
   sofis9cados	
   que	
   possuem,	
   além	
   da	
  
barreira	
  da	
  carga,	
  um	
  ou	
  dois	
  portões	
  que	
  se	
  
abrem	
  sob	
  comando.	
  O	
  canal	
  de	
  
Na+	
  é	
  desse	
  9po.	
  
•	
  A	
  natureza	
  da	
  carga	
  seleciona	
  os	
  
íons:	
  
–	
  Canais	
  posi9vos,	
  repelem	
  cá9ons	
  
(+)	
  deixa	
  passar	
  ânions	
  (–).	
  
–	
  Canais	
  nega9vos,	
  repelem	
  ânions	
  
(–)	
  deixam	
  passar	
  cá9ons	
  (+)	
  
I-­‐TRANSPORTE	
  PASSIVO	
  
I-­‐	
  Transporte	
  Passivo-­‐ocorre	
  espontaneamente,	
  desde	
  que	
  exista	
  uma	
  via	
  e	
  sem	
  
gasto	
  de	
  energia	
  
	
   Moléculas	
  de	
  corante	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Membrana	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Equilíbrio	
  
(a)	
  Transporte	
  passivo	
  de	
  um	
  Gpo	
  de	
  molécula	
  
b)	
  Transporte	
  passivo	
  de	
  dois	
  Gpos	
  de	
  moléculas.	
  
TRANSPORTE	
  PASSIVO	
  
•  I.a	
  -­‐DifusãoSimples	
  ou	
  passiva	
  
É	
   a	
   passagem	
   de	
   soluto	
   do	
  meio	
   hipertônico	
   para	
   o	
   meio	
  
hipotônico	
  através	
  de	
  uma	
  membrana	
  permeável.	
  
Ocorre	
  com:	
  
O2,	
  CO2,Íons	
  minerais	
  
Solução	
  Hipertônica	
   Solução	
  hipotônica	
   Soluções	
  isotônicas	
  
Antes	
   Durante	
   Depois	
  
A	
   B	
   C	
   D	
  
TRANSPORTE	
  PASSIVO	
  
•  I.b	
  -­‐Difusão	
  Facilitada	
  
É	
  a	
  passagem	
  de	
  soluto	
  do	
  meio	
  hipertônico	
  para	
  o	
  meio	
  hipotônico,	
  através	
  de	
  
uma	
  membrana	
  permeável,	
  com	
  ajuda	
  das	
  proteínas	
  transportadoras	
  (permeases).	
  
ocorre	
  com:	
  	
  aminoácidos,	
  monossacarídeos	
  e	
  vitaminas.	
  
A	
  -­‐	
  Permeases	
  incrustadas	
  na	
  membrana,	
  prontas	
  
pra	
  se	
  ligarem	
  a	
  outros	
  compostos.	
  
B	
  -­‐	
  Ao	
  tocar	
  na	
  proteína	
  receptora,	
  a	
  substância	
  é	
  
capturada.	
  
C	
  -­‐	
  A	
  permease	
  muda	
  de	
  forma	
  e	
  se	
  movimenta	
  na	
  
camada	
  de	
  lipídio,	
  levando	
  a	
  molécula	
  capturada	
  
para	
  o	
  outro	
  lado.	
  
D	
  -­‐	
  A	
  substância	
  transportada	
  é	
  liberada	
  dentro	
  
da	
  célula	
  e	
  a	
  permease	
  adquire	
  sua	
  configuração	
  
original.	
  
TRANSPORTE	
  PASSIVO	
  
•  I.c	
  -­‐Osmose	
  
É	
  a	
  passagem	
  de	
  solvente	
  do	
  meio	
  hipotônico	
  para	
  o	
  meio	
  hipertônico,	
  através	
  
de	
  uma	
  membrana	
  semi-­‐permeável	
  
Molécula	
  de	
  açúcar	
  
(soluto)	
  
Solução	
  Hipotônica	
   Solução	
  Hipertônica	
   Soluções	
  Isotônicas	
  
Osmose	
   Membrana	
  
TRANSPORTE	
  PASSIVO	
  
•  I.c	
  -­‐Osmose	
  
(a)	
  Solução	
  Isotônica	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  (b)	
  Solução	
  Hipotônica	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  (c)	
  Solução	
  Hipertônica	
  
Célula	
  
Animal	
  
Célula	
  
Vegetal	
  
Normal	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Hemólise	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Crenada	
  
Flácida	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Túrgida	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Plasmolisada	
  
TRANSPORTE	
  ATIVO	
  
É	
   a	
   passagem	
   de	
   soluto	
   do	
   meio	
   hipotônico	
   para	
   o	
   meio	
   hipertônico,	
  
através	
   de	
   uma	
   membrana	
   permeável,	
   com	
   auxílio	
   de	
   proteínas	
  
transportadoras.	
  TRANSPORTE	
  CONTRA	
  UM	
  GRADIENTE	
  
	
  
CaracterísGcas:	
  
1.	
  Ocorre	
  contra	
  um	
  gradiente	
  
de	
  concentração.	
  
2.	
  Há	
  gasto	
  de	
  energia	
  (ATP).	
  
3.	
  Só	
  ocorre	
  em	
  células	
  vivas.	
  
4.	
  U9liza-­‐se	
  das	
  permeases,	
  
proteínas	
  transportadoras.	
  
5.	
  Há	
  acúmulo	
  de	
  mitocôndrias	
  
próximo	
  ao	
  local	
  de	
  
transporte.	
  
Bomba	
  de	
  Sódio	
  e	
  Potássio	
  
TRANSPORTE	
  ATIVO	
  
Bomba	
  de	
  Na+	
  e	
  K+	
  
Este	
  9po	
  de	
  transporte	
  se	
  dá,	
  
quando	
  íons	
  como	
  o	
  sódio	
  (Na+)	
  e	
  o	
  
potássio	
  (K+),	
  tem	
  que	
  atravessar	
  a	
  
membrana	
  contra	
  um	
  gradiente	
  de	
  
concentração.	
  
•	
  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	
  desta.	
  
•	
  O	
  potássio	
  (K+),	
  apresenta	
  situação	
  
inversa,	
  a	
  sua	
  concentração	
  é	
  mais	
  
alta	
  dentro	
  da	
  célula	
  do	
  que	
  fora	
  
desta.	
  
II	
  TRANSPORTE	
  ATIVO	
  
•  II-­‐	
  Direção	
  do	
  Transporte	
  AGvo	
  
UNIPORTE	
  =	
  transportadores	
  que	
  
carregam	
  um	
  único	
  soluto	
  em	
  uma	
  
única	
  direção.	
  
Proteína	
  ligante	
  de	
  Cálcio	
  
	
  
•	
  SIMPORTE	
  =	
  transportadores	
  que	
  
carregam	
  dois	
  solutos	
  na	
  mesma	
  
direção.	
  
Aminoácidos	
  +	
  sódio	
  do	
  intesGno	
  
para	
  as	
  células	
  
	
  
	
  
•	
  ANTIPORTE	
  =	
  transportadores	
  que	
  
carregam	
  dois	
  solutos	
  em	
  direções	
  
opostas.	
  
Bomba	
  Na+	
  e	
  K+	
  
Resumo	
  dos	
  Tipos	
  de	
  Transporte	
  
através	
  das	
  Membranas	
  Celulares	
  
BIOELETROGÊNESE	
  E	
  O	
  IMPULSO	
  
NERVOSO	
  
4.3	
  ATIVIDADE	
  ELÉTRICA	
  DOS	
  AXÔNIOS	
  
	
  
	
  
POTENCIAL	
  de	
  MEMBRANA:	
  É	
  uma	
  diferença	
  de	
  potencial	
  elétrico	
  entre	
  os	
  meios	
  intra	
  
E	
  extracelulares.	
  
	
  
	
  
POTENCIAL	
  DE	
  REPOUSO:	
  É	
  a	
  permanência	
  da	
  diferença	
  de	
  potencial	
  (voltagem)	
  de	
  um	
  
lado	
  a	
  outro	
  da	
  membrana	
  	
  (Ex:	
  neurônios:	
  -­‐70mV).	
  
-­‐ 	
  3Na+	
  
-­‐ 	
  2K+	
  
	
  
++++++++++++++++++	
  
-­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  -­‐	
  	
  
Es|mulo	
  elétrico,	
  químico	
  ou	
  
mecânico	
  
Na+	
  	
  	
  	
  	
  Na+	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Na+	
  	
  	
  Na+	
  	
  	
  	
  	
  e	
  	
  	
  	
  0mV	
  
K+	
  	
  	
  	
  	
  K+	
  	
  	
  	
  K+	
  	
  	
  K+	
  	
  	
  	
  	
  	
  K+	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  i	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  -­‐	
  70mV	
  
Na+	
  	
  	
  	
  	
  Na+	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Na+	
  	
  	
  Na+	
  	
  DESPOLARIZAÇÃO	
  	
  
POTENCIAL	
  DE	
  AÇÃO	
  ou	
  IMPULSO	
  NERVOSO:	
  	
  	
  
É	
  	
  a	
  forma	
  de	
  comunicação	
  entre	
  as	
  células	
  excitáveis	
  (	
  ex:	
  célula	
  nervosa	
  e	
  célula	
  
muscular).	
  	
  Alterações	
  da	
  difusão	
  de	
  Na+	
  e	
  K+	
  e	
  alterações	
  do	
  potencial	
  de	
  
membrana.	
  
	
  
 DESPOLARIZAÇÃO: Cargas positivas fluem para o interior da 
 P. A. célula. Dura em torno de 0,5ms. 
 REPOLARIZAÇÃO: um retorno ao potencial de repouso da 
 membrana. Dura em torno de 0,5ms. 
 
-  HIPERPOLARIZAÇÃO: Um estímulo torna o interior da célula mais 
negativo que o potencial de repouso da membrana 
- -CONTROLE DE ÍONS NOS AXÔNIOS: canais controlados ou VOLTAGEM 
DEPENDENTES (fechados no potencial de repouso -70mv). 
-  canais abertos ou fechados 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
LIMIAR	
   	
   -­‐	
  Mínima	
   voltagem	
  necessária	
  para	
   causar	
   abertura	
  
de	
   canais	
   de	
   Na+	
   voltagem	
   dependentes	
   e	
   disparar	
   o	
  
potencial	
  de	
  ação.	
  Varia	
  de	
  +15	
  a	
  +30mV	
  
	
  
	
  
ABERTURA	
  DE	
  CANAIS	
  DE	
  Na+REVERSÃO	
  DO	
  POTENCIAL	
  DE	
  MEMBRANA	
  DE	
  
-­‐70mV	
  PARA	
  +30mV	
  –FECHAMENTO	
  DOS	
  CANAIS	
  DE	
  Na+	
  -­‐	
  ABERTURA	
  DOS	
  CANAIS	
  
DE	
  K+	
  -­‐	
  70mV.	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Bombas	
  de	
  Na+	
  	
  e	
  K+	
  
	
  
	
  
	
  
Lei	
  do	
  “Tudo	
  –ou-­‐Nada” –	
  despolarização	
  da	
  membrana	
  em	
  
valor	
  limiar	
  leva	
  a	
  deflagração	
  do	
  potencial	
  de	
  ação.	
  
	
  
Período	
  Refratário	
  –	
  intervalo	
  de	
  tempo	
  necessário	
  entre	
  
dois	
  es|mulos.