2ª área Biofisica - Farmácia UFRGS

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De onde se deriva os fosfolipideos e glicolipideos? os fosfolipideos, quase todos, derivam do glicerol tento fosfato na molécula (exceto 1 que vem da esfingosina) e todos os glicolipideos se origem dessa esfingosina.
Glicerol: 3 carboxilas , 3 carbonos e 3 hidroxilas
Esfingosina: cadeia longa com 18 carbonos e uma parte parecido com o glicerol mas com um grupo amina em vez de tres .......
FOSFOLIPIDEOS QUE DERIVAM DO GLICEROL
Desenho
Nas duas primeiras hidroxilas se ligam cadeias originarias de acidos graxos (C dupla OH, acido organico e cadeias hidrocarbonadas longas). Uma das cadeias é saturada e a outra tem dupra ligação dando uma "dobrada" (importante na fluidez da membrana).
A parte hidrofilica é onde tem glicerol, fosfafo e alcool (varia) que se chama o grupo CABEÇA. A parte hidrofobica são as duas caldas.
Aparecem muitos acidos graxos, mas os mais frequentes são: acidos palmiticos (16 carbonos sem dupla ligacao) e o acido oliquo (18 carbonos e uma dupla ligacao no meio). Aminoalcools..Desenhos
fosfolipideos com aminoalcools no grupo cabeça também são os mais frequentes.
Glicolipideos e esfingomielina (fosfolipideos) que nao se originam do glicerol e sim da esfingosina. Desenho
18 carbonos e uma parte parecida com o glicerol. Mas nos fosfolipideos, nas duas primerias hidroxilas se ligou o c dupla OH, e na outra juntou fofato e colina. Na esfingosina vamos ter que no grupo amina liga cadeia de acido graxo e na outra liga o grupo cabeca desses glicolipideos e esfingomielina.
Na grupo amina tem duas caldas e no grupo cabeça do fosfolipideo tem um fosfato e um alcool. Nos glicolipideos o grupo cabeça sao oligosacarídeos (poucos sacaridios): glicose, galactose, manose, fucose, galactosamina, e acidos ...
O nosso meio interno é aquoso, ao "jogarmos" esses fosfolipideos, eles se organizam de forma a esconder as caldas hidrofobicas. As duas possibilidades seriam uma micela ou uma bicamada desenhos
A estrutura que encontramos nas nossas membranas é a BICAMADA. Nao é um micela, por que os fosfolipideos e mais os glicolipideos tem duas caldas e espacialmente a sua forma é cilindrica e não cônica. A forma cilindrica nao se encaixa na forma de uma micela, e sim na forma de uma bicamada (devido aos lipideos por serem anfipáticos e pela maioria ter duas caldas)
A bicamada vai se formando (cabeça com cabeça calda com calda), mas nas laterais a parte hidrofobica nao fica protegida, automaticamente tende a se fechar formando um compartimento. Compartimentalização das nossas celulas = propriedade autocelante. 
Colesterol: temos em grande quantidade e ele fica entre as moleculas dos outros lipideos. Tem grupo cabeca e um anel esteroide bem rigido que da uma sustentação mecanica para essa membrana,dispensando as nossas celulas de terem parede celular. 
Figura
De uma celula para outra a composição da membrana varia principalmente as duas monocamadas da bicamada que tem composições diferentes.
FLUIDEZ 
MP tem o modelo de mosaico fluido. A fluidez é importante em varios aspectos inclusive o fato da celular de dividir igualmente em duas celulas filhas.
O que causa a fluidez? Relacionado com o cumprimento das calcas. Quanto mais elas interagirem, mais vamos perder a fluidez. Caldas mais curtas e dupla ligação favorecem de elas nao interagirem tanto.
O colesterol é um controlador da fluidez!! A presença dele faz que os aneis esteroides dele fique entre dois outros lipideos, entalados. Quem esta do lado fica entalado dando suporte para membrana diminuindo um pouco a fluidez não a deixando tão fluida como a água mas como o azeite de oliva tendo certa viscosidade. Como o colesterol também impede que as caldas interagem, também impede que a fluidez seja perdida por exemplos quando baixa a temperatura.
O fluidez da membrana permite que seus constituintes se movimentem nela, principalmente os lipideos que são moleculas pequenas tendo uma boa mobilidade podendo mecher suas caldase girir em torno do proprio eixo, mudar de posição e de modo camada (difusao transversal e lateral).
Slide: fofoslipideos mais frequentes 
Quem mais se distribui simetricamente são os glicolipideos. Seu grupo cabeca colabora para formação do glicocalice (serve para reconhecimento celula-celula e uma capa de proteção da celula) que é voltado para o meio externo. Desenhos
Lipideos tem função maior na fisico quimica da celula: questao estrural e fluidez.
PROTEINAS
Macromoleculas. Repeticoes de unidades menores.
Se inserem na bicamada e executam efetivamente as funções da membrana.
Temos um numero menor de proteinas que de lipideos para "balancear" o peso.
Como as proteinas se ligam?
CLASSIFICAÇÃO:
Proteinas integrais/intrinsecas/integrantes e as proteinas periféricas/extrinsicas.
Integrais são aquelas que "entram" dentro da bicamada. Algumas atravessam de um lado para outro (parte dela voltado para o meio intra e outra parte para meio extracelular e dentro tambem) = transmembranas que atravassem uma (unipasso) ou mais vezes (multipasso).
Integrais não transmembranas também tem.
As proteinas perifericas se ligam indiretamente a membrana, normalmente com alguma coisa que ja faz parte da membrana como as proteinas transmembranas e mais raramente ao grupo cabeca de glicolipideos. Desenho
As proteinas tem estrutura primaria secundaria e terciária. Ela se organiza com 20 aminoacidos (molecula que tem um carbono ligado ao um grupo amino e a um grupo acido). Entre os 20, há diferença de carga e polaridades. 
Na proteina primária um amoacido ligado ao outro formando a cadeia. Os aminoacidos se ligam entre o grupo amino de um e o carboxi de outro (ligação peptídica).
Sequencia da proteina: em que ordem estão os aminoacidos. 
Eletroforese: tecnica de separaçã,o para ver as proteinas que temos na membrana, para ver o peso molecular por exemplos. Se separam em bandas.
A proteina com uma parte voltado pra fora normalmente é uma glicoproteina e tem alguns aminoácidos, em vez do grupo cabeça, que tem mais afinidade pelos açucares onde os mesmos se ligam onde tiver mais afinidade.
A glut 4 é multipasse, atravessa a membrana varias vezes fazendo transporte passivo de glicose.
Em grande quantidade na membrana temos a banda 3 e a glicoforina. A banda 3 é o trocador cloreto/hco3-. 
Essas duas sao proteinas transmembranas nas quais vão se ligar proteinas do citoesqueleto que são as periféricas.
Exemplo hemácia: a dobradura que ela faz é por que tem proteinas do citoesqueleto (actna) que se ligam a bicamada indiretamente principalmente na banda 3 e na ............ Essa rede de proteinas é formada pela espectrina: rede que se prende na banca tres atraves da ................... e se prende na glicoforina atraves da proteina banda 4.
Desenhos
Esses açuucares ligados as proteinas e alguns acucares que fazem parte de alguns dos lipideos da monocamada externa, glicolipideos, vão formao glicocalipe/capa celular e quando uma proteina tem mais uma remificação de glicideos ela é chamada de proteoglicanos.
PARTE 2 
Transporte de ÍONS e moléculas pequenas 
Em testes de permeabilidade da bicamada lipida (sem as proteinas por exemplo), veremos que algumas subStancias, com determinados tipos de característica e propriedades, vão conseguir atravessar a membrana direto: SIMPLES DIFUSÃO (se difundir diretamente pela camada lipidica e as caldas)
Substancias que fazem isso: subtancias pequenas e de preferencia apolares
Para vermos a polaridade de uma substancia usamos o coeficiente de partição que relaciona a solubilidade em óleo sob a solubilidade em água:
Quando maior esse coeficiente de uma determinado substancia, mais soluvel em óleo ela será, portanto apolar, logo terá vantagens para simples difusao.
Percebemos que o gases atravessam por simples difusão; molécula pequenas e hidrofobicas como o benzeno e moléculas que, apesar de serem polares, são pequenas em relação ao espaço entre as caldas (0,6 nanometros).
Açucares, aminoacido e íons nao conseguem passar por simples difusão, logo é desenvolvido outros tipos
de transportes: DIFUSÃO FACILITADA OU MEDIADA.
ÍONS: Em meio aquuoso fica rodeado de moleculas de água, ficando com tamanho maior que é.
Lítio 3 sódio 11 potássio 19 
Quando colocados em meio aquoso perdem um elétron: lítio 3 protons e 2 eletrons cátion monovalente. Essa carga positiva atrai moleculas de água, deixando - o maior.
Potássio é maior como átomo e sódio é maior como íon. Por que? O lítio menos camadas eletronicas puxando maior quantidade de água sendo o maior íon entre os tres.
Transporte passivo: transporte realizado sem gasto de energia por que essa subtancia estara sendo conduzida a favor do seu gradiente de concentração (de onde ta mais concentrado para o menos concentrado).
Transporte ativo: contra o gradiente de concentração gastando energia (atp)
TRANSPORTE PASSIVO
Por simples difusão primeiro.
Outros comos acucares aminoacido e íons é feito com a ajuda de proteinas transportadoras: todas elas do tipo multipasso.
Uma delas é a proteina Canal, enrolado na membrana (estrutura primaria secundária e terciária) de tal forma que no meio dela tem um canal de íons, especificos para cada íon.
Podem estar sempre abertos/de vazamento: íon passa passivamente a favor do gradiente de concentração constantemente.
Decorar: Nas nossas celulas, os íons nao estão na mesma proporção no meio extra e no meu intra celular. Desenho
Dentro da celula tem mais potássio do que fora e mais ãnios (fora nao tem); fora tem mais cloreto sódio e calcio!!
Gradiente elétrico: o numero de cargas positivas e negativas é praticamente igual tanto dentro quanto fora, ou seja, tanto o meio intra quanto o extra são eletricamente neutros. Porém, nós temos uma núvem de cargas negativas no meio interno que atraem uma núvem de carga positiva no lado de fora. As cargas do lado de dentro nao são pareadas com as cargas do lado oposto. Isso gera uma voltagem na membrana.desenho
Esses polos negativo e positivo vão interferir na passagem pela membrana de solutos que tenham cargas, alguns aminoacidos tem e alguns íons também.
Sobre o íon que passa a membrana, tem sempre dois fatores atoando: gradiente de concentração e gradiente elétrico que se somam ou se subtraem (resultante)
Correto dizer: o íon potássio esta entrando a favor do seu grande eletriquimico, não gradiente de concentração!! (passivo)
Sódio entrando a favor do gradiente eletroquimico. No caso do sódio o gradientee ajuda sair e no caso do potássio atrapalha a saida.
Proteinas canais com portão: esses "portoes' fecham a passagem. Sua abertura é controlada, abrindo quando tiver estimulo especifico: canais de voltagem (voltagem da membrana muda no PA) e canais que abrem quando uma substancia quimica (neurotransmissor ou neuronio) se liga temporariamente abre e depois fecha; tem outros que são mecanico dependendo (neuronios sensitivos como na planta do pé), quando temos uma pressao ou estiramento o portao se abre.
Canal é sempre envolvido com transporte PASSIVO! 
Médico descobriu umas proteinas em grande abundancia que são envolvidas com transporte de água: aquaporinas. Proteinas canal que fazem transporte de água. é um familia de proteinas, semelhancas estrurais e em geral funcional também.
Essas aquaporinas ficam sempre em locais com muito transporte de água, não sao todos os tecidos mas um pode ter mais de um membro da familia das aquaporinas...
O transporte passivo de acucares e aminoacido é feito por proteinas chamadas de CARREADORA/PIGPONG pois ela altera sua forma para carregar a molecula.
Ela tem um sitío onde o soluto que ela vai carregar se encaixa perfeitamente, e pode carregar mais de um acucar por que são semelhantes.
Para a glicose, difusão facilitada (transporte passivo) é feito pelas proteinas carreadoras chamadas GLUT, também e uma familia de proteinas podendo ter mais um membro da familia no mesmo tecido e tem semelhancas estruturais e quase todas tem afinidade pela glicose com execem de uma que tem mais pela frutoso.
A glut 4 (se comporta como um proteina reconhecedora) é sensivel a insulina nos tecidos musculares e nas celulas adiposas. Temos receptor de insulina que recebe o sinal, se liga especificamente a insula (chave-fechadura) e isso emiti uma sinal para fazer algo, no caso é colocar mais transportador GLUT 4 na membrana para capturar a glicose mais rapidamente.
Teste de tolerância a glicose (na gravidez é feito também por que esxiste uma diabete que se desenolve só na gravidez). Retiram o sangue em jejum, logo em seguida ingerimos uma solução bem doce e depois de duas horas tiram o sangue de novo. Se o esquema anterior esta funcionando bem, rapidamente libera insulina liga no receptor, poe bastante GLUT 4 nessa membrana e elas captam o a glicose saindo de circulação. Qualquer problema nesse esquema teremos muita glicose no sangue.
O cerebro tem GLUT 1 (proteina multipasso) principalmente por que glicose passa passivamente pela barreira hematoencefálica. Carrega a glicose de um lado para o outro.
TRANSPORTE ATIVO 
Modelo da proteina: PINGPONG. Não é a mesma que faz transporte passivo!!
UNIPORTE: Tem sitio para um UNICO soluto carregando-o de um lado para outro.
COTRANSPORTE: Tem sitio para dois solutos: simporte > os dois para o mesmo lado; antiporte> lados opostos.
No transporte ativo a substância é transportada contra seu gradiente elétrico (se for íon) e contra gradiente de concentração (molécula sem carga)!! A energia usada para esses transportes são > HIDROLISE DO ATP (adenosina trifosfato) ou a energia estocada do gradiente do SÓDIO (escolhido por que tem a tendencia de entrar na celula tanto pelo gradiente eletroquímico quanto pelo gradiente de concentração).
TRANSPORTES QUE USAM ENERGIA DO ATP
Quando é hidrolisado o ATP libera um fosfato orgânico e fica adenosinaDIfosfato.
Tudo está envolvido com a famosa bomba de Na e K, que usa o atp.
Atp sintase catalisa a sintese do ATP.
A atpase ao mesmo tempo que transporta o sódio e o potassio, hidrolisa o ATP, funcionado com uma enzima e um transportadora ao mesmo tempo.
Como funciona a bomba de sódio e potássio? Quando o sódio é transportado ativamente, ele vai para fora da celula e potassio para dentro (COTRANSPORTE ANTIPORTE). Se essa proteina vai transportar o sódio para fora e o potassio para dentro onde tem que ser o sitio de ligação?: do potássio o sítio é virado para fora e o sitiio do sódio para dentro!!
Desenho: Grandiente eletroquimico do potássio e do sódio. 
No desenho eles representam o gradiente de concentração, mas não se fala assim se fala gradiente eletroquimico (ajudando sódio atrapalhando potássio).
O cotransporte é simultâneo ou sequencial (a bomba). Desenho do ciclo
1> virada para dentro, quem está aberto é o sitio do sódio e o do potássio esta fechado então não passam juntos. O sódio se encaixa no sítio dele, a proteina hidrolisa o atp liberando um fosfato que fosforila a bomba e quando há a fosforilação na presença do sódio a proteina muda de forma. Se abrindo para fora, o sódio já não se encaixa mais e é solto e abre o sítio do potassio. O potássio se encaixa, havendo uma DISFOSFORILAÇÃO na presença do potássio mudando sua forma de novo.
Na verdade não tem UM sítio para o sódio e UM sítio para o potássio. Cada vez que ela bombeia, coloca 3 sódio para fora e dois potassio para dentro.
A bomba de sódio de potássio é muito importante para manter os gradientes de concentração por que os íons tendem a igualar suas concentraçoes (tendem a passar para o locar de menor concentração) principalmente por que tem canais de vazamento para ambos.
A bomba mantem tambem o volume celular.
BOMBA DE CALCIO
Calcio é importante para sinalização. É mantido em baixa concentração no citosol e quando entra na celula sinaliza alguma coisa e após sinalizar ele é retirado do citosol ativamente, e um dos transportes ativos é a bomba de calcio com atp.
A bomba de calcio é um uniporte e transporta dois cálcio para fora Também fosforila e desfosforila mudando sua forma.
Junção neuro muscular (neurônio que se encontra com fibra neuromuscular):
Quando o potencial de ação chega na terminação do axonio do neuronio, libera neurotransmissor que atua em canais com portao ligante dependente de sódio. O sódio entra mudando a voltagem da membrana e abre os canais voltagem dependente de sódio da membrana plasmática e tambem os canais voltagem dependente de calcio do reticulo sarcoplasmatico (estoque de calcio) liberando-o para o citosol e participar da contração. Tem que voltar ativamente para o reticulo, também quem faz esse papel é uma bomba.
ATPASE DE H+
Lisossoma: ph baixo dentro (concentração alta de hidrogenio ionico) e para isso tem que ser colocado hidrogenio ativamente para dentro a fim de mante-la alta (atpase que fosforila e desfosforila).
ENERGIA ESTOCADO DO GRADIENTE DO SÓDIO
Aproveitamento do fato de o sódio ter facilidade de entrar na celula, pela força de ambos os gradientes. Essa energia do sódio serve para transportar ativamente outras substâncias em uma proteína que faça um COTRANSPORTE (simporte ou antiporte). Sódio entra e a substancia sai.
** O transporte passivo de acucares e aminoacidos é feito por uma proteina usando a energia do grandiente do sódio > TRANSPORTE SÓDIO DIRIGIDO. Essa proteina tem que ter sitio para o sódio e para a glicose.
O sódio entra a favor do seu gradiente eletroquímico e a glicose entra contra seu gradiente de concentração. 
Na celula epitelial do intestino, do tubulo proximal renal e na celula da barreira hematoencefálico são casos em que a célula tem mais glicose dentro do que fora, ou seja, a entrada da glicose tem que ser ativa.
Luz do intestino onde vai passar alimentos, onde absorve a glicose que tem que passar para o fluido extracelular atravessando a célula epitelial do intestino.
Aqui ela entra ativamente > transporte simporte usando a energia do sódio. O sódio que entrou sai ativamente pela bomba e a glicose que entrou ativamente sai passivamente pela GLUT (proteina carreadora faz uniporte)
A proteina que faz o transporte ativo do sódio e da glicose se chama SGLT, o glut faz transporte facilidade por proteina carreadora (passivo) e a SGLT é um transporte ativo sódio glicose cotransportador.
No tubulo proximal renal temos dois membros > SGLT 1 E 2.
Em ambos os locais citados temos entrada de glicose ativamente por SGLT e a saida passiva para o sangue por GLUT!!
Na barreira hematoencefálica também é a mesma coisa!!
SEGUNDO TIPO DE TRANSPORTE DO CALCIO
Dirigida pelo sódio. Há uma proteina que vai transportar calcio ativamente para fora usando energia do sódio e para o sódio fornecer energia ele tem que entrar a favor do seu gradiente eletroquimico > COTRANSPORTE ANTIPORTE.
Há dois trocadores que funcionam para controlar o ph intracelular que é 7,2. Sempre ocorre reações dentro da celular variando o ph mas ele deve ser mantido!
Um dos trocadores funcionam quando o ph intracelular está maior que 7,2 e outro que funciona quando o ph esta menos que 7,2.
Ph maior do que devia: concentração hidrogenio iônica é menor do que devia e vice versa.
Quando está maior do que devia, usa-se o trocador dependendo de sódio > sódio entra H+ sai, corrigindo o ph.
Quando está menor, usa-se o trocador cloreto e bicarboneto. A recação da agua com acido ccarbonico que da acido carbonico forma h+ e hco3. Quando tira bicarbonato sobra H+ aumentando o ph.
O ph do meio extracelular é 7,4 tendo menos hidrogenio fora da celula. O transporte nesse caso não é ativo e nem passivo pois quero corrigir o problema imediatamente. Logo ele é transporte FORÇADO mas não cai na definição de transporte ativo!!