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italofarma@yahoo.com.br Apresentação e datas importantes (Turma A – Noite) 1ª AVALIAÇÃO: 05/10/2016 (QUA) PROVA COLEGIADA: 07/12/2016 (QUA) 2ª CHAMADA: 14/12/2016 (QUA) AVALIAÇÃO FINAL: 21/12/2016 (QUA) *OBS.: Datas sujeitas à alterações com aviso prévio. FACULDADE MAURÍCIO DE NASSAU Disciplina: Biofísica (Fisioterapia / Enfermagem) Apresentação e datas importantes (Turma Manhã) 1ª AVALIAÇÃO: 07/10/2016 (SEX) PROVA COLEGIADA: 02/12/2016 (SEX) 2ª CHAMADA: 16/12/2016 (SEX) AVALIAÇÃO FINAL: 23/12/2016 (SEX) *OBS.: Datas sujeitas à alterações com aviso prévio. FACULDADE MAURÍCIO DE NASSAU Disciplina: Biofísica (Fisioterapia / Enfermagem) Apresentação e datas importantes (Turma B – Noite) 1ª AVALIAÇÃO: 06/10/2016 (QUI) PROVA COLEGIADA: 01/12/2016 (QUI) 2ª CHAMADA: 15/12/2016 (QUI) AVALIAÇÃO FINAL: 22/12/2016 (QUI) *OBS.: Datas sujeitas à alterações com aviso prévio. FACULDADE MAURÍCIO DE NASSAU Disciplina: Biofísica (Fisioterapia / Enfermagem) Apresentação e datas importantes (Turma A – Noite) FACULDADE MAURÍCIO DE NASSAU Disciplina: Biofísica (Biomedicina / Farmácia) 1ª AVALIAÇÃO: 07/10/2016 (SEX) PROVA COLEGIADA: 02/12/2016 (SEX) 2ª CHAMADA: 16/12/2016 (SEX) AVALIAÇÃO FINAL: 23/12/2016 (SEX) *OBS.: Datas sujeitas à alterações com aviso prévio. BIOFÍSICA DAS MEMBRANAS ARACAJU - SE 2016 FACULDADE MAURÍCIO DE NASSAU Disciplina: Biofísica PROF. ÍTALO JOSÉ ALVES MOREIRA Membrana Celular Estrutura e Função Visão Geral da Célula A Célula Membrana Celular - conceito A membrana celular é uma bicamada lipídica responsável por delimitar a estrutura da célula do meio, bem como sua composição química. Membrana Celular - composição Fosfolipídeos (principal componente) Proteínas (3 tipos) Colesterol (rigidez) Carboidratos (adesão) Membrana Celular - composição Fosfolipídeo Membrana Celular - características Modelo do Mosaico Fluido Lipoproteica Bicamada de lipídios Proteínas integrais e periféricas Membrana Celular - funções DELIMITAÇÃO (meio intra e extracelulares independentes) PERMEABILIDADE SELETIVA (controla entrada e saída de substâncias) SINALIZAÇÃO (reconhecimento, comunicação) Membrana Celular - função Assimetria da membrana Meio externo/interno (formato oval, cilíndrico, achatado, etc.) Membrana plasmática - resumo Compartimentalização Base para atividade biológica Barreira seletiva Transporte Responder a sinais externos Interações entre células Transporte transmembrana Transporte Passivo difusão simples difusão facilitada osmose Tansporte Ativo Transporte através da membrana Transporte Passivo É o transporte no qual moléculas lipofílicas transitam livremente pela membrana plasmática sem o auxílio de proteínas transportadoras. Difusão Simples As moléculas se movimentam a favor do gradiente de concentração Difusão Simples Difusão Simples Hormônios (testosterona e progesterona), O2 e Colesterol Concentração do produto (soluto) no meio Difusão Simples – etapa limitante Difusão Facilitada Transporte onde moléculas hidrofílicas transitam por intermédio de uma proteína carreadora SEM gasto de energia (a favor de gradiente). Mediado por carreador (moléculas neutras) Mediado por canal iônico (moléculas carregadas) Difusão Facilitada Transporte de Glicose Difusão Facilitada Canal para potássio (K+) Difusão Facilitada – etapa limitante Concentração do soluto; Ativação do transportador; Fluxo do solvente de uma solução pouco concentrada em direção a outra mais concentrada, que se dá através de uma membrana semipermeável. Osmose Osmose Osmose Transporte Ativo Transporte Ativo Transporte de íons ou moléculas por intermédio de proteínas carreadoras COM gasto de energia. Contra gradiente de concentração e eletroquímico. Transporte Ativo Bomba de Sódio/potássio (Na+/K+ ATPase) Transporte Ativo Bomba de Sódio/Potássio K+ Na+ ATP Concentração do soluto; Ativação do transportador; Energia disponível para o transporte. Transporte Ativo – etapa limitante Modalidades de transporte Potencial de Membrana Potencial de Repouso da Membrana É a diferença de potencial que existe através da membrana das células excitáveis, nos intervalos entre potenciais de ação. Ex.: células neurais e musculares (faixa: -70 a –90 mV) Formação do Potencial de Repouso Diferença de permeabilidade da membrana aos diversos íons. Assimetria iônica entre os dois lados da membrana. Bomba de Na+/K+. Equação de Nernst A diferença de potencial elétrico entre as duas faces de membrana que impede a difusão de um determinado íon é chamada de potencial de equilíbrio do íon ou Potencial de Nernst. A equação de Nernst permite que seja calculado o potencial de equilíbrio de um íon. Equação de Nernst Potencial de Repouso EK+ = -90mV ENa+ = +60mV Membrana somente permeável ao K+ Membrana somente permeável ao Na+ ECl- = -60 mV Membrana somente permeável ao Cl- Equação de Goldman Considera ambos os gradientes de concentração e a permeabilidade relativa da célula a cada íon. Potencial de Repouso LIC +++++++++++ ------------------- LEC Ecélula = -65 mV Potencial de membrana em repouso (segundo a equação de Goldman) Potencial de Repouso Não há diferença de potencial elétrico (ddp= 0mV) quando os eletrodos estão do lado de fora. Potencial de Repouso Quando o eletrodo (vermelho) atravessa a membrana, o voltímetro acusa a existência de uma DDP de 90mV sendo que a face interna da membrana citoplasmática é negativa em relação à externa . -80 mV 0 mV + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - TIPO CELULAR Em (mV) Neurônio -70 Músculo esquelético -80 Músculo cardíaco -80 Músculo liso -55 Potencial de Repouso Transporte Ativo Potencial de Repouso É gerado, devido a membrana apresentar: diferença de permeabilidade aos diversos íons (assimetria iônica entre os lados intra e extracelular). O potencial de repouso de uma célula tem sua origem em dois mecanismos: 1) difusão de íons através da membrana (Na+ e K+) 2) contribuição da bomba de Na+/K+. Potencial de Repouso Canais iônicos de extravasamento (de repouso) Canais iônicos dependentes de ligante Canais iônicos dependentes de voltagem Potencial de Repouso (Bomba Na+/K+) É eletrogênica, ou seja, cria uma diferença de potencial elétrico entre o citosol e o meio extracelular, por bombear para o meio externo mais cátions (Na+) do que para o meio interno (K+), contribuindo para criação do potencial transmembrana. A manutenção desse gradiente é importante para manter o potencial de repouso da célula. Potencial de Repouso Potencial de Repouso Potencial de Ação Potencial de Ação As informações nervosas são transmitidas por meio de potenciais de ação, que correspondeà variação rápida do potencial de repouso da célula. Potencial de Ação Para que serve o potencial de ação? Estimular a contração muscular Estimular a liberação de neurotransmissores Estimular a secreção de outras substâncias por células neurais e neuroendócrinas Potencial de Ação Canais iônicos de extravasamento (de repouso) Canais iônicos dependentes de ligante Canais iônicos dependentes de voltagem Potencial de Ação Fases do potencial Fase de repouso – corresponde ao potencial de repouso da membrana. Nesta fase, a célula está “polarizada”, por apresentar uma diferença de potencial entre os lados da membrana sendo o seu interior negativo. Potencial de Ação Fases do potencial Fase de despolarização – o potencial de repouso torna-se menos negativo em relação ao que possuía no estado de repouso. O potencial intracelular aumenta de -90 mV, ultrapassando a voltagem de 0 mV e tornando-se positivo. Isto ocorrerá se houver um estímulo elétrico que eleve o potencial da membrana até a voltagem limiar. Potencial de Ação Fases do potencial A fase de repolarização se deve a um aumento da condutância da membrana aos íons K+, ocorrendo uma saída excessiva de K+ da célula para o meio extracelular, fazendo com que ela hiperpolarize, restabelecendo o potencial normal negativo de repouso da membrana. Potencial de Ação Potencial de Ação 1- repouso (polarizada) 2- Despolarização (> permeabilidade ao Na+) 3- Repolarização (fechamento dos canais de Na+ e abertura do de K+) 4- Pós potencial hiperpolarizante 1 2 3 4 Potencial de Ação - Etapas Ativação do Canal de Na voltagem dependente (-70 a -50 mV- abrem a comporta de ativação) Inativação do Canal de Na voltagem dependente A mesma voltagem que abriu a Comporta de Ativação, fecha a de inativação só que Décimos de Milésimo de Segundo depois, um pouco mais lento Potencial de Ação - Etapas Ativação do Canal de K+ voltagem dependente Quando o PR começa a variar isso abre o canal e o K+ sai Inativação do Canal de K+ voltagem dependente Como são muito lentos eles ficam abertos apenas quando os canais de Na+ começam a se fechar Potencial de Ação - Etapas LIMIAR REPOUSO LIMIAR LIMIAR LIMIAR Potencial de Ação - Resumo 1- A fibra nervosa conserva o potencial de repouso por causa da difusão de Na+ e K+ a favor de seus gradientes de concentração, e também pela atividade das bombas celulares que mantêm altos os seus gradientes. 2- Os neurônios recebem estimulação, provocando potenciais localizados, que podem se somar para atingir o limiar. Potencial de Ação - Resumo 3 - Os canais de sódio no local membrana estimulada se abrem. Íons sódio se difundem para o interior (influxo), despolarizando a membrana. 4 - Os canais de potássio se abrem em seguida. Os íons potássio se difundem para fora (efluxo), repolarizando a membrana. Potencial de Ação - Resumo 5 - O potencial de ação resultante produz uma corrente elétrica que estimula as porções adjacentes (vizinhas) na membrana. 6 - Uma série de potenciais de ação acontecem sequencialmente ao longo do comprimento da fibra nervosa, o que é chamado de impulso nervoso. 7- A bomba de Na+/K+ restaura o gradiente de concentração alterado pelo potencial de ação. Potencial de Ação - Propagação Potencial de Ação – Períodos Refratários •O Período refratário ABSOLUTO não depende da intensidade do estímulo •O período refratário RELATIVO depende da intensidade do estímulo GARCIA, E. A. C. - Biofísica, Sarvier Editora de livros médicos Ltda., São Paulo, 2005. HENEINE, I. F. Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2002. GUYTON, A. C. e HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica, 12ª Edição. Editora Elsevier, 2011. ALBERTS, Bruce.; JOHNSON, Alexander.; LEWIS, Julian.; RAFF, Martin.; ROBERTS, Keith.; WALTER, Peter. Biologia Molecular da Célula. 5º Ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. italofarma@yahoo.com.br Bibliografia
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