Aula 1 biofisica modulo 2

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Biofísica de Membranas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Daniel de Castro Medeiros 
 
dacamemg@yahoo.com.br 
• Estrutura e Composição de Membranas Biológicas 
• Mecanismos de transporte 
• Equilíbrio eletroquímico 
• Potencial de repouso 
• Potencial de ação 
• Potenciais sinápticos 
 
Robert Hooke 
 (1635 - 1703) 
Fosfolípede 
Micelas 
Lipossomos 
Glicoproteínas: estrutural, lubrificante e agente protetor, 
transportador, etc. Modulam propriedades como solubilidade, 
viscosidade, conformação, desnaturação e locais de ligação. Afetam a 
inserção nas membranas (adesão), a migração intracelular e a 
secreção. 
Proteínas periféricas: compreendem aquelas que não chegam a interagir fortemente com os 
hidrocarbonetos, prendendo-se apenas à parte polar. Qualquer alteração simples do meio, 
como mudança de Ph, pode desprendê-las. 
Proteínas integrais: são aquelas inseridas de tal modo na membrana que interagem não só 
com a parte polar, mas também com a apolar. Elas servem de conexão entre o meio intra e 
extra celular. Mas para formar o canal, as proteínas tem que atravessar a membrana várias 
vezes e ficar presas umas à outras (geralmente 20 aminoácidos são suficientes para 
atravessar a bicamada). 
Glicolipídio: a parte de carboidrato faz protrusão para a superfície externa agindo como 
receptores ou antígenos. 
Colesterol: substância lipossolúvel (esteroide) que tem ação de 
diminuir a fluidez da membrana plasmática. 
Algumas proteínas não 
se movimentam 
livremente pela 
membrana, presas 
pelo citoesqueleto, ou 
por diferentes 
concentrações de 
lipídios. 
Endocitose: processo que permite algum material penetrar na célula sem passar 
através da membrana plasmática. A capacitação de partículas é denominada 
fagocitose. 
Endocitose: processo que permite algum material penetrar na célula sem passar 
através da membrana plasmática. A capacitação de partículas é denominada 
fagocitose. 
Endocitose mediada por receptores: presença de depressões na membrana celular 
revestidas externamente por clatrina (proteína). Ex: colesterol. 
Exocitose: reverso da endocitose. 
Robert Brown 
(1773 –1858) 
Pólen de Clarkia Puchella 
Difusão: movimento térmico aleatório de átomos e moléculas denominado movimento 
browniano. 
 
• Coeficiente de Difusão (velocidade): proporcional a velocidade na qual a molécula se 
move no meio circundante dado pela fórmula (Stokes-Eistein): 
 
D = kT/6πrƞ 
 
K = Constante de Boltzmann 
T = Temperatura absoluta 
r = Raio da molécula 
Ƞ = Viscosidade do meio 
 
 
 
 
Entropia 
Difusão: movimento térmico aleatório de átomos e moléculas denominado movimento 
browniano. 
 
• Coeficiente de Difusão (velocidade): proporcional a velocidade na qual a molécula se 
move no meio circundante dado pela fórmula (Stokes-Eistein): 
Agora que sabemos o quão rápido uma 
molécula move-se no meio, podemos 
calcular o tempo que ela gastaria para 
atravessar x distância seguindo a fórmula de 
Einstein: 
 
T = X2/2D 
 
T = Tempo (s) 
 
X = Distância (m) 
 
D = Coeficiente de Difusão (velocidade – cm2/s) 
T = X2/2D 
 
T = Tempo (s) 
X = 1micrometro (0.000001m) 
D = 10-5cm2/s = 10-9m2/s 
 
T = (0.000001m) 2/ 10-9m2/s 
T = 0.0005s = 0.5ms 
 
_____________________ 
 
 
 
 
 
T = X2/2D 
 
T = Tempo (s) 
X = 1micrometro (0.000001m) 
D = 10-5cm2/s = 10-9m2/s 
 
T = (0.000001m) 2/ 10-9m2/s 
T = 0.0005s = 0.5ms 
 
_____________________ 
 
 
T = Tempo (s) 
X = 1cm (0.01m) 
D = 10-5cm2/s = 10-9m2/s 
 
T = (0.01m) 2/ 10-9m2/s 
T = 50000s = 14h 
 
 
 
T = X2/2D 
 
T = Tempo (s) 
X = 100micrometro (0.0001m) 
D = 10-5cm2/s = 10-9m2/s 
 
T = (0.0001m) 2/ 10-9m2/s 
T = 5s 
 
_____________________ 
 
 
T = Tempo (s) 
X = 200micrometro (0.0002m) 
D = 10-5cm2/s = 10-9m2/s 
 
T = (0.0003m) 2/ 10-9m2/s 
T = 20s 
 
 
 
Magnitude de Difusão Através da Membrana 
Lei de Fick 
 
J = -DA(ΔC/ΔX) 
 
J = magnitude do fluxo 
D = coeficiente de difusão 
A = área da membrana 
C = diferença de concentração 
X = espessura da membrana 
 
J = -DA(ΔC/ΔX) 
 
J = magnitude do fluxo 
D = coeficiente de difusão 
A = área da membrana 
C = diferença de concentração 
X = espessura da membrana 
 
J = -DA(ΔC/ΔX) 
 
J = magnitude do fluxo 
D = coeficiente de difusão 
A = área da membrana 
C = diferença de concentração 
X = espessura da membrana 
 
J = -DA(ΔC/ΔX) 
 
J = magnitude do fluxo 
D = coeficiente de difusão 
A = área da membrana 
C = diferença de concentração 
X = espessura da membrana 
 
J = -DA(ΔC/ΔX) 
 
J = magnitude do fluxo 
D = coeficiente de difusão 
A = área da membrana 
C = diferença de concentração 
X = espessura da membrana 
Normal 
Enfisema 
 
J = -DA(ΔC/ΔX) 
 
J = magnitude do fluxo 
D = coeficiente de difusão 
A = área da membrana 
C = diferença de concentração 
X = espessura da membrana 
 
J = -DA(ΔC/ΔX) 
 
J = magnitude do fluxo 
D = coeficiente de difusão 
A = área da membrana 
C = diferença de concentração 
X = espessura da membrana 
Normal 
Enfisema 
 
J = -DA(ΔC/ΔX) 
 
J = magnitude do fluxo 
D = coeficiente de difusão 
A = área da membrana 
C = diferença de concentração 
X = espessura da membrana 
Normal 
Enfisema