Materia BIOFISICA 1º Bim

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BIOFISICA - 1º BIMESTRE 
 
1) MEMBRANA BIOLÓGICA 
 
Composição química: 
 
Os principais componentes estruturais de membranas são: 
• Lipídios - fosfolipídios, totalizando 25% a 40% 
• Proteínas - 60% a 75% são os compostos que participam diretamente na formação de 
membranas celulares. 
• Glicídios e outras moléculas permanentes ou transitórias, 
• Antígenos, Enzimas 
 
LIPO-GLICO-PROTÉICO 
 
1- Lipídeos: 
ESTRUTURAL. São moléculas anfipáticas (com domínio polar e apolar) que se diferenciam 
pelo grupamento alcoólico e existem em 3 tipos: 
-FOSFOLIPÍDEOS, como fosfoglicerídeos e esfingolipídeos; 
-GLICOLIPÍDEOS, como cerebrosídeos (com monossacarídeos) e gangliosídeos (com 
polissacarídeos); e 
- COLESTEROL, que se encaixa entre os fosfolipídeos e confere rigidez à MP, diminuindo a 
funcionalidade. 
 
2. Glicídeos: 
São estruturas polares que formam o glicocálix. Existem em dois tipos: 
- Monossacarídeos e oligossacarídeos dos glicolipídeos 
- Oligossacarídeos das glicoproteínas de membrana. 
 
3. Proteínas: 
FUNCIONAL. São moléculas também anfipáticas e existem em 2 tipos: 
 -INTEGRAIS OU INTRÍNSECAS, são fortemente associadas aos lipídeos sendo, portanto, 
de difícil remoção; 
 - PERIFÉRICAS OU EXTRÍNSECAS, estão fracamente associadas aos lipídeos e podem 
ser facilmente removidas com expectrina (uma das formas de Hb) 
 
Membrana Plasmática 
São 3 os tipos: 
■ Protéica: Possui de 76% de proteína, 24% lipídios portanto, alta funcionalidade. Ex: 
membranas mitocondrial interna, dos tilacóides e procariontes. 
■ Plasmática: Possui 50% de lipídeos e 50% de proteínas. Ex: membrana mitocondrial externa 
e membranas eucariontes em geral e dos eritrócitos 
■ Mielínica: Possui de 79% lipídeos e 17 de proteína, e 3% carboidratos, são estruturalmente 
resistentes. Ex: bainha de mielina dos neurônios 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Membrana Plasmática 
 
 
As membranas apresenta proporções distintas de lipídeos e proteínas, mas apresentam 
vários atributos em comum: 
• Constituídas por lipídeos , proteínas e carboidratos; 
• Estruturas laminares; 
• São montagens não covalentes; 
• São assimétricas; e 
• Maioria das membranas apresentam polaridade elétrica. 
 
Fosfolipídeos 
• São abundantes nas membranas. 
• Anfipáticos 
• Composição: álcool, fosfato e 2 cadeias de ácidos graxos. 
• Bicamada lipídica - barreira ao fluxo de moléculas polares 
 
 
 
Nódulo de Ranvier (parte do neurônio sem Bainha de Mielina) - para transporte 
Bainha de Mielina - acelera o processo da informação 
 
Dentro das hemácias tem hemoglobina 
 
Micela - gota de óleo na água. 
Lipossomo - tem água dentro e fora 
 
Colesterol 
• Esteróide 
• Hidroxila - cabeça 
• Anéis esteróides - cauda 
• Controla a fluidez 
 
Proteínas de membrana 
• Responsáveis pelas funções específicas de cada tipo de membrana 
• Proporção em relação aos lipídios é variável 
• Disposição na bicamada : 
– Proteínas Integrais 
– Proteínas Periféricas 
 
Diferenciação entre as proteínas de membrana 
 
 
 
 
Fluidez da membrana depende: 
 
• Cadeia de ácidos graxos que constituem os fosfolipídeos e glicolipídeos. 
• Proteínas apresentam certa liberdade de movimentação. 
• Colesterol modera a fluidez da membrana. 
• Temperatura. 
 
Mosaico Fluído 
 
 
Reforços da membrana 
 
Em células de humanos, animais, bactérias e de outros seres, pode-se encontrar a superfície 
externa da membrana com uma série de envoltórios com composição e funções variadas. 
1. Glicocálice – é um envoltório externo de células animais formado por glicolipídios e 
glicoproteínas. 
 
FUNÇÕES: As principais são de proteção, barreira de difusão, enzimática, antigênica – só a 
porção constante – adesiva, inibição por contato, reconhecimento celular e definição de um 
ambiente especial, com pH, força iônica e carga elétrica próprios. 
 Cada célula tem o seu glicocálice característico como uma espécie de "impressão 
digital da célula". Esta característica permite que as células de um determinado tecido 
reconheçam-se entre si, limitando o seu crescimento por inibição de contato. 
 
Membrana plasmática - Funções: 
 
■ Isolamento Físico - mantém o conteúdo interno ou citoplasmático separado, porém não 
isolado do meio externo; 
■ Regulação das trocas com o ambiente: controla a entrada de íons e nutrientes, a eliminação 
de excretas, e a liberação de produtos de secreção (permeabilidade seletiva); 
■ Comunicação entre a célula e seu ambiente: ela contém receptores que permitem reconhecer 
as moléculas ou as mudanças no ambiente externo; 
■ Suporte estrutural : as proteínas presentes mantém o formato celular, e tb criam junções 
especializadas que estabiliza a estrutura. 
 
DIFUSAO SIMPLES, FACILITADA E OSMOSE 
 
Modelo de Singer e Nicholson => mosaico fluido. 
Os três transportes tem características semelhantes. 
Homeostasia = equilíbrio 
São a favor dos gradientes de concentração --> do mais concentrado para o menos 
concentrado. 
Não gastam energia (transporte passivo). 
Solutos e solventes permeáveis. 
 
Biomoléculas: lipidio, proteina e carboidrato. 
As biomoleculas responsaveis pelo transporte são as proteinas e os lipidios. 
No carboidrato não faz transporte porque está ligado a uma proteína ou a um lipidio. Também 
não atravessa pelo colesterol. 
 
Dois tipos de substâncias que podem ocorrer transporte passivo: SOLVENTES E SOLUTOS 
(solução). 
Solvente = água (H2O); 
Soluto = minerais, carboidratos, lipidios, proteina, gases, etc. 
TRANSPORTE DE SOLVENTE = OSMOSE 
TRANSPORTE DE SOLUTO = DIFUSAO SIMPLES OU FACILITADA. 
 
2) DIFUSÃO SIMPLES 
 
Processo espontâneo de transporte de massa num sistema físico-químico, por efeito de 
gradiente de concentração ou gradiente eletroquímico. 
Diferença de potencial = DDP = voltagem das cargas (gradiente eletroquimico). A força de 
difusão será mais rápida. 
Carga positiva atrai carga positiva 
Carga negativa repele carga negativa. 
 
Velocidade de difusão depende de: 
• Número de partículas - concentração 
• Temperatura 
• Massa molecular 
 
 
f= kd.C 
f (fluxo)= n° de moléculas que atravessa uma superfície numa unidade de tempo 
Kd = constante de difusão 
C= concentração 
 
 
 
f1-2 = kd.C1 f2-1=kd.C2 
 F=kd .(C1 - C2) 
F= fluxo resultante = a favor do gradiente de concentração 
 
VELOCIDADE DE DIFUSÃO ATRAVÉS DE MEMBRANAS BIOLÓGICA 
 
F=kp . (C0 - Ci ) 
 
 A magnitude do fluxo resultante é proporcional ao gradiente de concentração e a 
constante de permeabilidade através da membrana. 
Difusão simples 
• Difusão Passiva 
• Dissolução na Membrana Lipídica 
• Difusão a favor de um Gradiente de Concentração 
• Utilizadas por Moléculas Não-Polares 
• – Gases: Co2 e O2 
• – Sais 
• – Anestésicos 
• – Sedativos, Tranquilizantes e Narcóticos 
• – Antibióticos 
• – Alcalóides 
• – Organofosforados 
• – Hormônios, etc 
• Quanto mais lipossolúvel for uma molécula, maior será a sua velocidade de difusão 
• Oxigênio, gás carbônico e hormônios esteroídes 
 
 
 
3) DIFUSÃO FACILITADA 
 
É facilitada por uma proteína integral. O soluto vai sofrer transporte por uma proteína integral. 
CANAL IONICO = local para o íon atravessar. Solúvel em água. 
Sitio de ligação = chave - fechadura. 
 
 
 
Molécula orgânica polar não carregada - gradiente de concentração 
Íons e molécula orgânica polar carregada - gradiente eletroquímico 
Substâncias hidrossolúveis: difundem por canais específicos 
 
 
 
Proteína canal 
• São altamente seletivos – depende do diâmetro, da forma do canal e da distribuição de 
aminoácidos carregados no seu interior; 
• Mecanismos de controle da abertura; 
• Tornam a membrana transitoriamente permeável a íons inorgânicos selecionados.
Proteína carreadora 
É a proteína integral - são moléculas proteicas ligadas permanentemente a membrana 
plasmática. Elas são transportadoras, por isso são chamadas de Carreadoras. 
 
• Específicas, soluto tem que se encaixar no sítio de fixação 
Sofrem alteração conformacional. 
 
Proteína Periférica 
Localizam-se na periferia da membrana plasmática ligadas por eletrostática (cargas) 
 
 
 
As proteínas que transportam somente um tipo de soluto são denominadas uniporte (1 
soluto); outras depende do transporte de um outro soluto, atuando como carreadores 
acoplados, que podem ser simporte (transferência do segundo soluto na mesma direção - 2 
solutos indo na mesma direção); ou antiporte (transferência do segundo soluto na direção 
oposta - 2 solutos indo em direções opostas). 
 
 
 
 
 
ßeta folha ou ßeta canal => transporta solutos de grande peso molecular. 
Ponto de saturação = só passa 7 de cada vez, pq tem 7 proteínas. 
 
4) OSMOSE 
 
É um caso particular de Difusão, na qual a membrana é semi-permeável (permeável ao 
solvente e impermeável ou com baixa permeabilidade a um dos solutos) e a água sofre 
transporte do meio de maior concentração em água, para o meio de menor concentração em 
água. 
* Só ocorre osmose quando a membrana que separar os meios for membrana semi-
permeável. 
 
• A difusão se aplica tanto à água como aos solutos; 
• A água se difunde nas duas direções (balanceada); 
• Osmose – movimento efetivo da água causado pela diferença na concentração da 
própria água. 
 
 
 
Pressão osmótica (Po) 
• A pressão osmótica é a pressão que deve ser exercida sobre a solução para evitar a 
entrada do solvente. 
• Quanto maior a pressão osmótica, maior será a tendência para o solvente entrar na 
solução. 
• A pressão osmótica pode ser medida aplicando-se uma pressão externa que bloqueie 
a osmose. 
 
 
 
Aquaporina (poros de água) = ß folha ou ß canal. 
 
 
 
 
Compartimentos e Subcompartimentos 
 
Compartimento LIC - O líquido intracelular é o líquido existente dentro das células e constitui 
aproximadamente 40% do peso corporal total e 65% da água corporal total. 
 
Compartimento LEC - O líquido extracelular é todo o líquido que se encontra fora das células 
e constitui cerca de 20% do peso corporal total. Consideram-se três tipos de LEC: 
• Transcelular (toda a cavidade é revestida de tecido epitelial); 
• Plasmático ou vascular (está dentro das artéria e veias); 
• Intersticial (entre a parede da veia e a membrana plasmática); 
• Tecido conjuntivo denso ou ósseo (é líquido que está no tecido conjuntivo e nos 
ossos). 
 
O sangue contém líquido intracelular e líquido extracelular: os glóbulos vermelhos constituem 
cerca de 40% do sangue, enquanto que o plasma constitui cerca de 60% do volume 
sanguíneo. 
 
A água passa dos compartimentos menos concentrados em solutos para os mais 
concentrados. Isto acontece sempre que há alterações nas concentrações dos líquidos com o 
objetivo de encontrar um equilíbrio homeostático, ou seja, a correta distribuição de água pelo 
organismo, a manutenção do pH das células e o equilíbrio das concentrações de electrólitos, 
uma vez que os líquidos intra e extracelulares devem ter a mesma concentração total 
(resultante do somatório de todos os electrólitos). 
 
Formula Pressão osmotica 
 
Po = M x K 
 
Po = (m/PM x V) x K 
 
Legenda: 
M = molaridade 
K = fator de dissociação 
m = massa (g) 
PM = Peso molecular (g) - tabela periódica 
V = volume (l) 
 
Exemplo: 
NaCl 0,9% (solução fisiológica - solução isotônica) 
 
H2O + NaCl 0,9% 
q.s.p = 100ml 
PM de Na = 1 PM de Cl = 1 
Po = (0,9/ 58,5 x 0,1) x 2 
Po = 1,8/ 5,85 
Po = 0,30769231 OSMOIS.L-1 
 
 
EXERCÍCIOS DE OSMOSE 
 
Cão 50 kg 
Ingeriu 0,5 L de H2O 
 
Calcular: 
ATC (Agua total celular) 
LIC (Liquido intracelular) 
LEC (Liquido extracelular) 
Poi (Pressao osmotica inicial) 
Pof (Pressao osmotica final) 
TOatci (Total osmose agua total celular inicial) 
TOlici (Total osmose liquido intracelular inicial) 
TOleci (Total osmose liquido extracelular inicial) 
 
m=50 kg 
100 kg -------- 60 L 
 
CONTAS 
 
OSMOLARIDADE (SOLUTO) 
 
Po = M x K 
 
Po > 0,290 osmóis/L = Hiperosmolar 
Po < 0,290 osmóis/L = Hiposmolar 
Po = 0,290 osmóis/L = Isosmolar 
 
M= m /PM x V 
 
Exemplo 
Soro fisiologico a molaridade dele é 0,9%, então temos: 
M = 0,9 / 58,5 x 0,1 
M = 0,150 molar 
 
Po = M x K 
Po = 0,150 x 2 
Po = 0,300 osmóis/L 
 
TONICIDADE (SOLVENTE) 
 
Hipertonica = a celula murcha 
Hipotonica = a celula incha 
Isotonica = não há aumento do volume celular 
 
 
CONTAS