Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
BIOELETROGÊNESE Raphael de Souza Pinto OBJETIVOS Elucidar o papel da bioeletrogênese e sua aplicação em processos biológicos em diversos tipos celulares BIOELETROGÊNESE Síntese de eletricidade no organismo MEMBRANA CELULAR MEMBRANA CELULAR • Modelo Mosaico Fluido • Lipídios • Esteróis • Proteínas LIPÍDIOS DA MEMBRANA • Fosfolipídeos • Glicolipídeos • Colesterol FOSFOLIPÍDIOS • São a classe principal dos lipídios de membranas Ácido Graxo Ácido Graxo G L I C E R O L Fosfato Álcool FOSFOLIPÍDIOS • Responsável pela formação da bicamada lipídica; • Responsável pela permeabilidade passiva das membranas FOSFOLIPÍDIOS Tipos de fosfolipídios em membranas GLICOLIPÍDIOS Tem funções de receptores ou de antígenos ESTERÓIS • Manutenção da fluidez da membrana plasmática PROTEÍNAS DE MEMBRANA Incluem enzimas, proteínas de transporte, receptores para hormônios e neurotransmissores • Divididos em dois grupos: • Integrais • Periféricas PROTEÍNAS INTEGRAIS DE MEMBRANA • São aquelas firmemente associadas com as membranas e são removíveis apenas pelo uso de agentes que interferem com as interações hidrofóbicas. PROTEÍNAS PERIFÉRICAS DE MEMBRANA • São aquelas que se associam com as membranas por meio de interações eletrostáticas e pontes de hidrogênio que estabelecem com proteínas integrais ou grupos polares dos lipídios de membrana. GLICOPROTEÍNAS • Possui um oligossacarídeo ligado a um aminoácido da cadeia polipeptídica da proteína de membrana. CONSTITUINTES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Carboidrato Glicoproteína Glicolipídio Fluido Extracelular Colesterol Citoplasma Filamentos do citoesqueleto Proteína Periférica Proteína Intríseca Características das membranas 1. Fluidez da membrana - Fluidez bidimensional - Composição dos fosfolípides - Colesterol 2. Assimetria da Bicamada Lipídica 3. Permeabilidade a Bicamada lipídica Fluidez da membrana Composição dos fosfolípides Fluidez: • Caudas curtas > longas • Insaturados > Saturados Colesterol • Quanto mais colesterol, mais rígida a bicamada lipídica tornando-a menos fluida e menos permeável • Motivo: devido as seus rígidos anéis planos de esteroide Assimetria da Bicamada Lipídica • Diferenças na composição da bicamada entre as faces intracelular e extracelular Permeabilidade da MP Funções • Determinar a composição diferencial entre o citosol e o meio extracelular • Importação e exportação de substâncias • Barreira Seletiva • Sistemas enzimáticos • Sinalização celular • Mobilidade celular Permeabilidade Seletiva A entrada e saída de substâncias vai depender - tamanho da partícula - grau de solubilidade em lipídios - reconhecimento químico por receptores específicos Partículas pequenas e/ou solúveis em lipídios - atravessam a membrana sem deformações através Transporte passivo Transporte ativo Partículas maiores- deformações da membrana Endocitose TIPOS DE TRANSPORTE FAGOCITOSE PINOCITOSE ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTORES GLUT-2 Glicose K+ K+ Ca++ + + + + + + + + Glicose - P Glicose ATP ATP/ADP Glicólise Adenilato ciclase cAMP PKA Fosfolipase C PKC IP3 DAG Ca++ IP2 Ca++... Secreção de insulina - Exocitose Acetilcolina Glucagon GLP1 Β adrenérg SS adrenérg TIPOS DE TRANSPORTE – Mediados por proteínas Transporte passivo- sem gasto de energia • Processo de difusão: deslocamentos das moléculas de acordo com a CONCENTRAÇÃO Maior Menor A favor do gradiente de concentração Partículas grandes e densas se difundem mais lentamente do que pequenas e densas. Aumento de temperatura, aumenta a velocidade da difusão Difusão simples • Soluto do meio mais concentrado para o menos concentrado Difusão facilitada • Açúcares, aminoácidos e certas vitaminas necessitam de enzimas transportadoras chamadas permeases ou transportadores. ©2008 by National Academy of Sciences Mecanismo de Ação β β α α G L IC O S E Meio Extracelular Meio Intracelular Grb2 SoS GTP- rasGDP- ras raf MAPKK MAP quinase Expressão gênica Crescimento Dif celular PP P PP PP P IRS-1 PShc P GLUT4 PKC atípica p70S6K Síntese de proteínas PDK-1 Akt PI3-quinase PI PI3-P PI3,4-P2 PI3,4,5- P3 Canal de Vazamento Abre e fecha aleatoriamente Encontrado em todas as células Não gastam ATP, pois transporta íons a favor do gradiente de concentração. É 100x mais permeável ao potássio que para o sódio K+ Canal Controlado por ligantes Estímulo químico (neurotransmissores, hormônios e íons) Existentes em alguns neurônios sensoriais, dendritos e soma de interneurônios e neurônios motores K+ acetilcolina Ca2+ Na+ Abre o canal com a mudança no potencial de membrana Canal Mecanicamente Controlado Abre e fecha aleatoriamente Estímulo mecânico na forma de vibração, toque, pressão ou estiramento de tecido Canal Controlado por voltagem K+ -70mV-50mV Transp. Ativo – com gasto de energia Contra o gradiente de concentração Bomba Sódio – Potássio ATPase Transporte ativo secundário Outros tipos de ATPase • Existem três classes principais: ATPase do tipo-P ATPase do tipo-V ATPase do tipo-F ATPase do tipo-F (ATP sintetase) Sinalização Neuronal Sinais elétricos nos neurônios • Excitabilidade elétrica- potencial de ação ou impulso nervoso. • Movimento de íons (sódio e potássio) nos canais iônicos na membrana plasmática do neurônio com velocidade constante que variam entre 0,5 a 130 metros/segundo ou 1,6 a 448 km/h. • Dois tipos: Potenciais graduados (curtas distâncias) e Potenciais de ação (longas distâncias) Potencial de Ação muscular ≠ Potencial de Ação nervoso POTENCIAL DE MEMBRANA Voltímetro Sinais Elétricos no Sistema Nervoso • Pulsos hiperpolarizantes = ação local • Pulsos despolarizantes sublimiar = ação local • Pulsos despolarizantes acima do limiar = Potencial de ação propagado Limiares de Excitabilidade Potencial de ação e período refratário Impulsos eléticos para despolarização Períodos refratários curtos Período refratário absoluto/ relativo Fases do Potencial de ação 1- Despolarização 2- Repolarização Potencial de ação Impulso Nervoso • Polarização da membrana por uma troca de íons BIOELETROGÊNESE Potencial Eletroquímico Bomba Na/K ATPase Condução saltatória • Potencial de ação que ocorre mais rapidamente pela distribuição desigual dos canais controlados por voltagem em axônios mielinizados • Os canais encontram-se principalmente no nó de Ranvier onde não existe bainha de mielina. A corrente elétrica flui pelo líquido extracelular circundando a bainha de mielina e pelo citosol de um nó para outro. O P.A. no primeiro nó geram correntes iônicas no citosol que despolarizam a membrana até o limiar, abrindo os canais de Na+ no segundo nó. Velocidades de transmissão do impulso nervos Esclerose Múltipla Transmissão Sináptica • Elétricas – Gap junctions ou junções comunicantes – Correntes iônicas • Químicas – Fenda Sináptica – Mediadores Químicos (Neurotransmissores) Sinapse Elétrica Química Sinapses • Essenciais para a homeostasia, infiltrando e integrando a informação Neurônio PRÉ-ganglionar Neurônio PÓS-ganglionar DIREÇÃO DO SINAL sinapseDoenças e distúrbios psiquiátricos resultam de problemas na sinapse. Drogas e medicamentos também agem nessa ligação neuromuscular Classificação de acordo com local de sinapse • Axodendrítica: axônio → dendrito • Axossomática: axônio → corpo celular • Axoaxônica : axônio → axônio Sinapse elétrica • Potencial de ação passam diretamente entre células adjacentes, através de estruturas chamadas de junções comunicantes ou gap. • Cada junção contém centenas de conexonas tubulares que atuam como túnel conectando o citosol das duas células possibilitando a troca de íons • Comuns nos músculos cardíaco , liso visceral e no embrião Vantagens: Comunicação mais rápida- passagem direta pelas junções comunicantes Sincronização de fibras musculares com grupos neuronais Sinapse Química • As membranas dos neurônios estão muito próximas, mas não se tocam. Separadas pela fenda sináptica num espaço preenchido pelo líquido intersticial. • Forma indireta de transmissão de informação: neurônio pré- sináptico libera neurotransmissores (sinal químico) que são captados pelos receptores do neurônio pós-sináptico. • Transmissão mais lenta dos sinais nervosos Sinapse Química e Junção Neuromuscular Receptores pós-sinápticos Ionotrópicos Metabotrópicos A interação entre os neurotransmissores e os receptores ocorre por um processo do tipo “chave e fechadura” que causa geralmente a abertura de um canal iônico Ionotrópicos Sítio de ligação no neurotransmissor + canal iônico na mesma proteína Metabotrópicos • Os receptores metabotrópicos não possuem canais iônicos, mas estão ligados a proteínas G no lado interior da membrana celular que é esponsável por passar a mensagem ao interior da célula. Pós-sináptico excitatório e inibitório Efeito pós-sináptico diferentes para os mesmos transmissores. • Excitatório – neurotransmissor que despolariza a membrana. Normalmente, se inicia um impulso com mais de um potencial pós-sináptico excitatório (PPSE) • Inibição- neurotransmissor que hiperpolariza dificultando a geração do impulso, pois a o interior torna-se mais negativo e longe do limiar de repouso (PPSI) Ex: Acetilcolina Receptor ionotrópico → canais de cálcio → PPSE Receptor metabotrópico → canais de potássio → PSSI Neurotransmissores • São conhecidos aproximadamente 100 substâncias neurotrasmissores, resultando na excitação ou inibição dos neurônios pós-sinápticos. • Divididos em 2 classes de acordo com o tamanho: Molécula pequena Neuropeptídeos • Acetilcolina • Aminoácidos • Aminas biogênicas (aminoácidos descarboxilados. Ex: dopamina, serotonina, epinefrina) • ATP • Purinas • Óxido nítrico Constituídos de 3 a 40 aminoácidos ligados por ligação peptídica •Sustância P (dor) •Endorfinas •Angiotensina II •Colecistoquina Doenças ligadas aos neurotransmissores Doença de Parkinson A rigidez muscular que ocorre nesta doença, é decorrente da degeneração dos neurônios que liberam dopamina. Neurotransmissor responsável pelo tônus muscular. Depressão Pesquisas sugerem que essa patologia esteja ligada ao desequilíbrio da serotonina, norepinefrina e dopamina no encéfalo. Tratamento medicamentoso é feito com inibidores de recaptação de serotonina, prolongando a sua atividade na sinápse. Anestesia • Provocam perda reversível da percepção sensitiva numa área restrita do corpo; • Bloqueiam a geração e condução dos impulsos nervosos em todas as partes do neurônio com as quais entram em contado. CONCLUSÃO A Bioeletrogênese é um mecanismo celular desencadeado por uma alteração na permeabilidade da membrana que permite diversos mecanismos na transdução de sinais em células musculares, nervosas e endócrinas Obrigado • raphasouzapinto@hotmail.com • rspinto@usp.br
Compartilhar