1ª Aula - Membranas e transporte de membranas.

Prévia do material em texto

Prof. Msc Dênis Furtado
BIOQUÍMICA FARMACÊUTICA:
MEMBRANAS BIOLÓGICAS E TRANSPORTES ATRAVÉS DAS MEMBRANAS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM FARMÁCIA
HISTÓRICO
	Desde finais do século XIX que numerosos investigadores têm vindo a propor modelos para a estrutura e composição química da Membrana Plasmática. 
	Overton, em 1895 estudou as taxas de penetração de mais de 500 compostos químicos em células animais e vegetais, chegando às seguintes conclusões:
 Apresentavam diferentes permeabilidades.
 Compostos solúveis em lipídios apresentam taxas de difusão superiores.
 As estruturas membranares eram destruídas quando sobre elas se fazia atuar solventes lipídicos.
ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
MODELO DO MOSAICO FLUIDO
O Modelo do Mosaico fluido diz que as membranas biológicas são formadas por uma bicamada de lipídios, na qual estão inseridas diversas proteínas. Por isso dizemos que a membrana é LIPOPROTÉICA
LIPO : diz respeito aos lipídeos presentes nas membranas
PROTÉICA : diz respeito às proteínas presentes nas membranas.
Mitocôndria: 20-25% Lipídios e 75-80% de proteínas.
Bainha de Mielina: 75% de lipídios e 25% de proteínas.
MEMBRANA PLASMÁTICA
Principais funções:
Delimitação do volume celular;
Trocas entre a célula e o meio (permeabilidade seletiva);
Manutenção de um potencial elétrico através da membrana;
Reconhecimento e adesão celular;
Ponto de fixação para enzimas e estruturas de sustentação.
DELIMITAÇÃO DO VOLUME CELULAR E PERMEABILIDADE SELETIVA
A Membrana Plasmática é a organela que delimita o limite externo das células eucariontes animais.
Além disso é ela quem determina quais substâncias irão entrar ou sair das células, e em quais quantidade e velocidades isso vai acontecer. A essa função de seleção denominamos PERMEABILIDADE SELETIVA.
Os mecanismos que determinam a permeabilidade seletiva são denominados mecanismos de transporte através da membrana.
GLICOLIPÍDEOS
 Contém restos glicídicos;
 Cerebrosídeo: possui somente um resíduo de ose (glicose ou galactose);
 Gangliosídeos: até 7 resíduos de oses (síndrome de Tay-Sachs);
 Reserva nutritiva 
FOSFOLIPÍDIOS
 Radical PO4-3 em uma das extremidades (polar);
 Duas cadeias de ácidos graxos;
 Derivados do glicerol – fosfoglicerídeos.
COLESTEROL
 Lipídio neutro;
Somente em eucariontes;
Concentração depende do tipo celular;
Precursor dos sais biliares e dos hormônios esteróides;
Maior taxa de colesterol na membrana, maior sua fluidez.
LÍPIDEOS DE MEMBRANAS
PROTEÍNAS MÓVEIS OU MIGRATÓRIAS: EXTRÍNSECAS E INTRÍNSECAS
Interagem de forma fraca com a bicamada de lipídeos, podendo ser facilmente extraídas das membranas
PROTEÍNAS ESTRUTURAIS OU FIXAS
Interagem de forma bastante forte com a membrana, sendo de difícil extração
Podem atravessar a bicamada mais de uma vez, chegando a formar canais de passagem através dela
PROTEÍNAS DE MEMBRANAS
PROTEÍNAS DE MAMBRANA
FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS NA MEMBRANA
Transportadores de substâncias que não conseguiriam atravessar a bicamada
Estruturas de ligação entre a célula e o meio extracelular (matriz), ou ainda entre a célula e estruturas do citoplasma (citoesqueleto)
Receptores de substâncias do meio extracelular, desencadeando uma resposta intracelular (sinalização intracelular)
Enzimas para diferentes reações químicas
Antígenos que identificam que uma célula pertence a determinado organismo 
Porção de carbohidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas, constituindo o glicocálix
Nas membranas existem glicoproteínas e glicolipídeos. Estes são formados respectivamente por proteínas e lipídeos ligados a uma molécula de carboidrato.
As glicoproteínas e glicolipídeos estão distribuídos nas membranas conforme pode ser observado na imagem a seguir.
GLICÍDEOS DE MEMBRANAS
IMPORTÂNCIA DO GLICOCÁLIX
 Proteção química e mecânica das superfícies celulares
 Reconhecimento e adesão celular
 Função enzimática
 Especificidade celular (Sistema ABO)
} glicocálice
 
COMPOSIÇÃO E PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
DOS COMPARTIMENTOS DOS ORGANISMOS SUPERIORES DISTRIBUIÇÃO DOS SAIS
Nos líquidos corporais, quase todos os ácidos, bases e sais se apresentam como partículas carregadas de eletricidade, os íons, em virtude da elevada constante dielétrica da água.
Os compostos que formam íons em solução são chamados eletrólitos. 
Os íons de importância fisiológica são
Cátions: H+, Na+, K+, Ca++, Mg++
Ânions: OH-, HCO3-, Cl-, PO4-, HPO4-- , prot-) e SO4-
15
COMPOSIÇÃO E PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
DOS COMPARTIMENTOS DOS ORGANISMOS SUPERIORES
16
MECANISMOS DE TROCA DE SUBSTÂNCIAS ENTRE OS COMPARTIMENTOS
MECANISMOS DE TROCA DE SUBSTÂNCIAS ENTRE OS COMPARTIMENTOS
TRANSPORTE PASSIVO
DIFUSÃO
Simples
Facilitada (proteínas carreadoras) e através de canais (proteínas de canal)
OSMOSE 
FILTRAÇÃO 
TRANSPORTE ATIVO
PRIMÁRIO
SECUNDÁRIO
TRANSPORTE VESICULAR
ENDOCITOSE
Pinocitose
Fagocitose
EXOCITOSE
18
TRANSPORTE PASSIVO
Ocorre a favor do gradiente de concentração 
sem gasto de energia (ATP).
DIFUSÃO SIMPLES
Passagem de soluto do meio mais concentrado para o meio menos concentrado
OSMOSE
Passagem de solvente do meio menos concentrado em soluto para o meio mais concentrado em soluto.
A hemácia perde água
 Hemólise
 Equilíbrio
 Crenação
 Retração
Hemácia
Solução Hipertônica
Solução Isotônica
Solução hipotônica
A hemácia ganha água
OSMOSE
DESLOCAMENTO DA ÁGUA ATRAVÉS DA MEMBRANA
MEC MIC
NORMAL
MEIO HIPERTÔNICO
MEIO HIPOTÔNICO
 SOLUTO
 SOLVENTE
CRENAÇÃO - PLASMÓLISE
HEMÓLISE - PLASMOPTÍSE
MEIO HIPERTÔNICO
COM ALTA CONCENTRAÇÃO
MEIO HIPOTÔNICO
COM BAIXA CONCENTRAÇÃO
MEIO ISOTÔNICO
COM CONCENTRAÇÃO IGUAL 
MEIO ISOTÔNICO
MEC MIC
MEC MIC
DIFUSÃO FACILITADA
Passagem de macromoléculas por proteínas carreadoras denominadas PERMEASES e por CANAIS PROTÉICOS.
FILTRAÇÃO 
Processo de transferência de substâncias através de uma membrana por meio de um gradiente de pressão hidrostática. 
A natureza da membrana, ou seja, o diâmetro dos seus poros, é quem determina quais as partículas que poderão ou não atravessá-las.
A filtração constitui um importante mecanismo de troca de substâncias entre os compartimentos intravascular e intersticial através das paredes dos capilares. 
Normalmente, a membrana dos capilares é amplamente permeável à água e pequenas moléculas e impermeável às macromoléculas como as proteínas e os polissacarídeos. 
25
TRANSPORTE ATIVO
Possibilita o transporte de solutos através da membrana contra seus gradientes eletroquímicos.
É sempre mediado por proteínas carreadoras.
Tem gasto de energia.
Transporte ativo primário: Utiliza diretamente a energia obtida a partir da hidrólise do ATP, ou de qualquer outra fonte de energia metabólica (glicose).
Transporte ativo secundário: Energia deriva secundariamente, da que foi armazenada, geradas inicialmente pelo transporte ativo primário.
PROTEÍNAS CARREADORAS
Ligam-se a um soluto específico a ser transportado e sofrem mudanças conformacionais, que possibilitam a transferência do soluto através da membrana.
Podem ser acopladas a uma fonte de energia para catalisar o transporte ativo
Uniportadora
Transportam um único soluto de um lado a outro da membrana
Transportadores acoplado
O transporte de um soluto depende da transferência simultânea ou sequencial de um segundo soluto, na mesma direção (SIMPORTE) ou na direção oposta (ANTIPORTE) 
TRANSPORTE MEDIADO POR CARREADOR: 3 TIPOS
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
 Na+/K+ATPase
Proteína carreadora 4 subunidades (2 alfa e 2 beta);
 Tem: 3 locais receptores para fixação de íons Na+; 2 locais receptores para íons K+ no exterior; a porção interna, perto dos locais de fixação do Na+, tem atividade ATPase;
 Clivagem da molécula de ATP em ADP + P (liberação de energia)
A proteína carreadora bombeia ativamente Na+ para fora e K+ 
para dentro da célula contra seus gradientes eletroquímicosBOMBA DE Na+ / K+ ATPase
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
Energia deriva secundariamente, da que foi armazenada, geradas inicialmente pelo transporte ativo primário; 
Co-transporte: 
 Na+/glicose (forma de absorção intestinal da glicose)
 Na+/K+/2Cl- (importante na reabsorção de solutos nos túbulos renais)
Contra-transporte:
 Na+/Ca2+ (entrada de sódio e saída de cálcio).
CO-TRANSPORTE				 CONTRA-TRANSPORTE
 Na+/Glicose 				 Ca++/Na+
FAGOCITOSE
Englobamento de partículas SÓLIDAS 
por pseudópodes.
PINOCITOSE
Englobamento de partículas LÍQUIDAS
 por invaginações.
EXOCITOSE
CLASMOCITOSE OU CLASMATOSE
Eliminação de resíduos.