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RESUMO TRANSPORTE TRANSMEMBRANA ● Células vivem e crescem em função das trocas de moléculas com o ambiente. Membrana plasmática funciona como um portão que controla o trânsito dessas moléculas. ● As concentrações iônicas dentro de uma célula são muito diferentes daquelas fora da célula > isso tem relação com processos biológicos e a produção de ATP - deve-se considerar o equilíbrio de cargas e as necessidades de efeito elétrico. Íons não fluem pela bicamada lipídica sozinhos. ● As bicamadas lipídicas são impermeáveis a solutos e íons (pelo interior hidrofóbico da bicamada). ○ Moléculas apolares pequenas (O2, CO2) se dissolvem e se difundem prontamente (Interstícios = Difusão simples) ○ Moléculas polares não carregadas (H2O - aquaporina, CH3CH2OH) se dissolvem e se difundem prontamente (Interstícios = Difusão simples) ○ Íons e moléculas carregadas - dificuldade de passar pela bicamada em qualquer tamanho ○ Água (aquaporina) e moléculas apolares pequenas transpassam por difusão simples (Interstícios) ● … POR ISSO É NECESSÁRIO O USO DE PROTEÍNAS… Cada proteína de transporte é aberta somente a um tipo de molécula (podendo ser… íons, aminoácidos, açúcares) e selecionam para quem abrir (só Na+, só K+). Proteínas de transporte são de dois tipos: transportadores e canais. ○ Canais : Distinguem basicamente por tamanho e na carga elétrica; 1000 vezes mais rápidos que os transportadores; também podem se fechar. ■ NÃO é o mesmo que interstício! Interstícios são espaços entre as moléculas de fosfolipídeos que também selecionam por tamanho e carga elétrica. ○ Transportadores: Passam somente moléculas ou íons que se encaixam no sítio de ligação da proteína; há mudança de conformação da proteína; transporte seletivo. Cada célula possui um conjunto específico de transportadores conforme as suas necessidades. Transportadores podem atuar dentro do transporte ativo e do passivo. Passivo, nesse caso, é quando o transportador não influencia na determinação da direção. Exemplo passivo: transportador de glicose = pode ser tanto a favor quanto contra o gradiente. ● … ENTÃO, PODE HAVER DOIS TIPOS DE TRANSPORTE PELOS INTERSTÍCIOS OU PELAS PROTEÍNAS… Solutos atravessam as membranas por transporte ativo ou passivo (Difusão simples) ○ Direção do transporte depende da concentração do soluto. PASSIVO = da maior concentração para a menor concentração, a favor do gradiente de concentração, não precisa de força motora, sem gasto de energia. /// ATIVO = da menor concentração para a maior, contra o gradiente de concentração, precisa de energia, necessita de uma série de proteínas transportadoras. ● O transporte passivo pode ser direcionado pelos gradientes de concentração e as forças elétricas. ○ A membrana plasmática possui um potencial de membrana. Lado citosólico tem um potencial negativo em relação ao lado externo. Gradiente eletroquímico. ● O transporte ativo move solutos contra seus gradientes eletroquímicos (A) Está a favor do gradiente de concentração (ou seja, da maior para a menor concentração) e a favor do gradiente eletroquímico (há correspondência entre +-) (B) Está a favor do gradiente de concentração (ou seja, da maior para a menor concentração) e contra o gradiente eletroquímico (não há correspondência entre +-) ● Três modos de transporte ativo com Transportadores ○ Transportadores acoplados: ligam o transporte desfavorável de um soluto através da membrana ao transporte favorável de outro. Exploram gradientes para adquirir nutrientes ativamente. Acoplam o movimento de um item ao de outro. Temos 02 tipos de transportadores acoplados = simporte (quando o transportador desloca dois solutos na mesma direção) e antiporte (quando o transportador desloca dois solutos em direções opostas) ○ bombas movidas por ATP: ligam transporte desfavorável à hidrólise de ATP (energia). ■ Exemplo ATPase de Sódio e Potássio (NA+ K+) => a proteína acopla o transporte de Na+ para fora ao transporte de K+ para dentro; o transportador trabalha de modo ininterrupto para expelir Na+ que entra constantemente na célula (através de outros transportadores e canais iônicos); a ATPase de sódio e potássio ajuda a manter o balanço osmótico das células animais retirando Na+ em excesso e auxiliando a manter o potencial da membrana - água tende a entrar na célula (osmose) e a força motora é equivalente à pressão de água (pressão osmótica), logo é necessário manter o balanço osmótico para evitar que a célula sofra intumescimento. ■ CONTRAÇÃO DAS CÉLULAS DO CORAÇÃO: relaciona-se a ATPase de Na+ e K+ e a ATPase de Ca+. A concentração de Ca fora da célula é muito grande e ela precisa manter a concentração do cálcio no citosol menor - daí a ação constante da ATPase de Ca+ - que é fosforilada e desfosforilada durante seu ciclo de bombeamento. https://pt.khanacademy.org/science/biology/human-biology/muscles/v/myosin-and-actin https://pt.khanacademy.org/science/biology/human-biology/muscles/v/tropomyosin-and-t roponin-and-their-role-in-regulating-muscle-contraction https://pt.khanacademy.org/science/biology/human-biology/muscles/v/role-of-the-sarcopl asmic-reticulum-in-muscle-cells O mecanismo de ação dos digitálicos consiste na inibição da bomba da Na/K ATPase resultando em aumento da concentração intracelular de cálcio e elevação da intensidade da interação dos filamentos de actina e miosina do sarcômero cardíaco. Nas membranas das células, inclusive nas cardíacas, chamadas cardiomiócitos, existem proteínas conhecidas como bomba de sódio (ou Na+/K+ ATPase). A digoxina exerce sua provável ação no sítio de ligação do K+, competindo com este íon na bomba que age trocando o Na+intracelular pelo K+ que está no meio extracelular. No meio extracelular, este Na+ será trocado pelo Ca++ intracelular. Com a inibição da bomba de sódio, haverá aumento do Na+ intracelular, alterando a excitabilidade das células, e aumentando a concentração do Ca++ intracelular, que por sua vez irá prolongar a contração das fibras miocárdicas. Apesar de esta proteína ser constitutiva nas células, as concentrações utilizadas desses digitálicos faz com que apenas as células musculares e neurônios sejam afetados de forma significativa pelo efeito inotrópico positivo desses fármacos. ○ bombas movidas à luz: ligam transporte desfavorável ao uso de energia da luz ■ Fungos, plantas, bactérias = gradientes de H+ direcionam o transporte de solutos para dentro da célula; ● Canais iônicos e potencial de membrana ○ liberam a passagem, mas também são SELETIVOS! => Seletividade iônica: diâmetro, forma do canal e distribuição de seus aminoácidos. NÃO são continuamente abertos, alteram entre estado aberto e fechado de maneira repentina e aleatória (diferentemente dos poros simples - interstícios) ○ canais hidrofílicos para passagem de pequenas moléculas; poros aquosos transmembrânicos facilitadores de transporte passivo favorável ao gradiente eletroquímico. O movimento de íons pelos canais altera o potencial de membrana. ○ podem formar junções de gap e porinas (aquaporinas = permite a passagem acelerada de H2O não carregados e bloqueia íonscomo H+) ○ canais iônicos e sinalização em células nervosas: (1) Propagação passiva = um neurônio é estimulado por um sinal de outro neurônio transferido a um sítio localizado em sua superfície, esse sinal inicia uma mudança no potencial do sítio, para transmitir o sinal adiante o potencial se propaga passivamente ao longo do axônio (esse método é mais adequado a curtas distâncias, já que o potencial enfraquece); (2) Potencial de ação/Impulso nervoso = mecanismo ativo de sinalização; um estímulo elétrico local (despolarização - moléculas sinalizadoras) impulsiona uma explosão de atividade elétrica na membrana plasmática que é propagado ao longo da membrana do axônio e sustentada por renovação automática durante a via
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