Biofísica de  MembranasProf. Ms. Alexandre Penido     Prof. Ms. Alexandre Penido        alex.penido@ufma.br       1
1.Membrana celular   Estrutura elástica que circunda toda célula   Estrutura     Camada   lipoproteíca     Barreira à ...
Cell membrane                3
2.Estruturas Básicas   Poros ou canais     Canais     de Na+ etc.   Zonas de difusão facilitada     Altaconcentração d...
Estruturas Básicas   Receptores     Substânciase liga e causa uma série de     processos celulares       Ex. Receptor p...
3.Membranas e Transportes   Ciclo γ-glutamílico     γ-glutamil   (glutadiona) + aa: interior da célula   Íons Ca+2    ...
Transporte através da membrana   Difusão     Movimento   ao acaso de substâncias,      causado pela energia cinética nor...
Difusão Difusão, em função dos gradientes de concentração: conceito                   de equilíbrio dinâmico.Em I, os flux...
Diffusion:is random movement      Prof. Ms. Alexandre Penido         alex.penido@ufma.br       9
Diffusion across membrane                            10
Fatores que afetam a velocidade Concentrações Peso molecular Distância Área da seção Temperatura    Difusão α Diferen...
Transporte Passivo   Difusão Passiva -         Muitas substâncias penetram    nas células ou delas saem por difusão passi...
PASSAGEM ATRAVÉS DA MEMBRANADIFUSÃO : PASSAGEM DE ÍONS       SIMPLES                      FACILITADA          ↓           ...
Transporte através das membranas    Difusão passiva      Ocorre através de um gradiente de concentração      Coeficient...
Transporte Passivo   Difusão Facilitada       Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns        aminoácidos...
Difusão facilitada            Prof. Ms. Alexandre Penido               alex.penido@ufma.br       16
DIFUSÃO FACILITADA     Fatores que influenciam     Permeabilidade     Diferença de Concentração     Diferença de Pressão  ...
Difusão Pelos poros   Dimensão dos poros   Efeito da diferença de concentração   Permeabilidade     Intensidadedo tran...
Canais         Prof. Ms. Alexandre Penido            alex.penido@ufma.br       19
Osmose   Osmose     A água flui nos     dois sentidos,     (devido a uma     diferença de     concentração)     mantendo...
Transporte Passivo   Osmose    É o fenômeno de difusão em presença de uma     membrana semipermeável. Nele, duas soluçõe...
Osmose   Ao invés, a célula vegetal é vulnerável aos ambientes hipertónicos. A    saída da água contida no seu vacúolo, p...
Pressão osmótica   Força necessária para interromper a    osmose                  Prof. Ms. Alexandre Penido             ...
Pressão reversa           Prof. Ms. Alexandre Penido              alex.penido@ufma.br       24
Influência da pressão osmótica           Prof. Ms. Alexandre Penido              alex.penido@ufma.br       25
Osmose paradentro da célula              Prof. Ms. Alexandre Penido   Osmose para                                         ...
Equilíbrio osmótico entre líq.Intracelular e extracelular                HipoHiper              Prof. Ms. Alexandre Penido...
Equilíbrio   Célula colocada meio    hipotônica       Passagem da água, por        osmose através da        membrana cel...
Equilíbrio   Célula colocada em    solução hipertônica       Passagem da água, por        osmose, para fora da        cé...
Transporte Ativo   Transporte de substância contra um gradiente    de concentração.   É a passagem de uma substância de ...
Indigestão e digestão de nutrientespela célula   Endocitose: englobamento de materiais     Fagocitose:    Matéria partic...
Transporte Ativo   Fagocitose:     É o nome dado ao processo pelo qual a célula,      graças à formação de pseudópodos, ...
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Vesícula digestiva            Prof. Ms. Alexandre Penido               alex.penido@ufma.br       34
Transporte Ativo   Pinocitose    É  nome dado ao processo pelo qual a célula, graças      à delgadas expansões do citopl...
Pinocitose             Prof. Ms. Alexandre Penido                alex.penido@ufma.br       36
Transporte AtivoPartículas sólidas   Prof. Ms. Alexandre Penido                        alex.penido@ufma.br       Partícula...
BOMBA SÓDIO POTÁSSIO       Prof. Ms. Alexandre Penido          alex.penido@ufma.br       38
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Transporte Ativo    Bomba de NA+ e K+ Este tipo de transporte se dá,    quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+),...
Transporte Ativo Juntos esses dois receberam o nome de  bomba de sódio e potássio. Todo este mecanismo de transporte ati...
Resumo   Transporte Passivo     Difusão simples     Difusão Facilitada     Osmose   Transporte Ativo     Bomba   sód...
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  1. 1. Biofísica de MembranasProf. Ms. Alexandre Penido Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 1
  2. 2. 1.Membrana celular Estrutura elástica que circunda toda célula Estrutura  Camada lipoproteíca  Barreira à passagem da água e solutos hidrosolúveis (camada lipídica)  Proteínas: “Poros” Membrana separa o líquido intracelular no interior da célula do líquido extracelular Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 2
  3. 3. Cell membrane 3
  4. 4. 2.Estruturas Básicas Poros ou canais  Canais de Na+ etc. Zonas de difusão facilitada  Altaconcentração de moléculas de mesma espécie  Ex: Região para lípides tem alta concentração de moléculas lipídicas  Sistema imune →Permeando Ag-Ac  Hormônios esteróides Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 4
  5. 5. Estruturas Básicas Receptores  Substânciase liga e causa uma série de processos celulares  Ex. Receptor para insulina, Glucagon  Hormônios protéicos, adrenalina, acetilcolina  Calmodulina: Ca+2  Atropina se liga aos receptores muscarínicos da acetilcolina e bloqueia os efeitos da Ach. Operadores  Transporte de substâncias em sentido único  Transporte ativo Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 5
  6. 6. 3.Membranas e Transportes Ciclo γ-glutamílico  γ-glutamil (glutadiona) + aa: interior da célula Íons Ca+2  ATPase- Ca+2 (Contração muscular) Ionóforos  Antibióticos Difusão  Simples  Facilitada Transporte ativo Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 6
  7. 7. Transporte através da membrana Difusão  Movimento ao acaso de substâncias, causado pela energia cinética normal da matéria Transporte ativo  Movimento de substâncias como resultado de processos químicos que transmitem energia para o movimento. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 7
  8. 8. Difusão Difusão, em função dos gradientes de concentração: conceito de equilíbrio dinâmico.Em I, os fluxos A → B > B → A ; em II, A → B = B → A: atingiu-se o equilíbrio dinâmico Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 8
  9. 9. Diffusion:is random movement Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 9
  10. 10. Diffusion across membrane 10
  11. 11. Fatores que afetam a velocidade Concentrações Peso molecular Distância Área da seção Temperatura Difusão α Diferença de [ ] x Área da seção reta x Temperatura Distância x Raiz PM Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 11
  12. 12. Transporte Passivo Difusão Passiva - Muitas substâncias penetram nas células ou delas saem por difusão passiva, isto é, como a distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior celular do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 12
  13. 13. PASSAGEM ATRAVÉS DA MEMBRANADIFUSÃO : PASSAGEM DE ÍONS SIMPLES FACILITADA ↓ ↓SEM CARREADORES PROTEÍNA CARREADORA PERMEAVILIDADE SELETIVA COMPORTAS SUBSTÂNCIA DIÂMETRO PERMEABILIDADE MOLÉCULA DE AGUA 0,3 1,0 URÉIA 0,36 0,0006 ÍON CLORETO HIDRATADO 0,386 0,0000001 POTÁSSIO HIDRATADO 0,396 0,000000006 SÓDIO HIDRATADO 0,512 0,000000002 Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 13
  14. 14. Transporte através das membranas  Difusão passiva  Ocorre através de um gradiente de concentração  Coeficiente de partição óleo/água  Lipossolubilidade e permeabilidade  Difusão facilitada  Sem gasto energético  Transporte ativo  Hidrólise de ATP Passivo Facilitado Ativo  Gradiente eletroquímico  Pinocitose  Participação direta da membrana  Gasto de energia  Não necessita de transportadores Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 14
  15. 15. Transporte Passivo Difusão Facilitada  Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impede a sua passagem através dos poros. São, ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas transportadoras Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 15
  16. 16. Difusão facilitada Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 16
  17. 17. DIFUSÃO FACILITADA Fatores que influenciam Permeabilidade Diferença de Concentração Diferença de Pressão Diferença de Potencial elétrico. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 17
  18. 18. Difusão Pelos poros Dimensão dos poros Efeito da diferença de concentração Permeabilidade  Intensidadedo transporte através da membrana para uma diferença de concentração determinada. Carga elétrica dos íons sobre a capacidade de se difundir pelos poros da membrana  Canais de Na+ (canais revestidos por carga -)  Canais de K+  Canais de H2O Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 18
  19. 19. Canais Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 19
  20. 20. Osmose Osmose  A água flui nos dois sentidos, (devido a uma diferença de concentração) mantendo o volume constante da célula Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 20
  21. 21. Transporte Passivo Osmose É o fenômeno de difusão em presença de uma membrana semipermeável. Nele, duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana que é permeável ao solvente e praticamente insolúvel ao soluto. Há, então, passagem do solvente de onde está em maior quantidade (solução hipotônica) para onde está em menor quantidade (solução hipertônica). Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 21
  22. 22. Osmose Ao invés, a célula vegetal é vulnerável aos ambientes hipertónicos. A saída da água contida no seu vacúolo, provoca uma diminuição do volume celular e, consequentemente, o afastamento da membrana plasmática relativamente à parece celular. Este fenómeno designa-se comumente por plasmólise Célula a Plasmólise Túrgid Deplasmólise mento Desliga ed e da par r celula Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 22
  23. 23. Pressão osmótica Força necessária para interromper a osmose Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 23
  24. 24. Pressão reversa Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 24
  25. 25. Influência da pressão osmótica Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 25
  26. 26. Osmose paradentro da célula Prof. Ms. Alexandre Penido Osmose para 26 alex.penido@ufma.br fora da célula
  27. 27. Equilíbrio osmótico entre líq.Intracelular e extracelular HipoHiper Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 27
  28. 28. Equilíbrio Célula colocada meio hipotônica  Passagem da água, por osmose através da membrana celular  Aumento do volume intracelular (Inchaço)  Diminuição do volume extracelular  Diluição das substâncias dissolvidas no intracelular  Concentração aumentada das substâncias dissolvidas no líquido extracelular Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 28
  29. 29. Equilíbrio Célula colocada em solução hipertônica  Passagem da água, por osmose, para fora da célula.  Diminuição do volume intracelular  Aumento do volume extracelular  Concentração do líquido intracelular  Diluição do líquido extracelular Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 29
  30. 30. Transporte Ativo Transporte de substância contra um gradiente de concentração. É a passagem de uma substância de um menos concentrado para um meio mais concentrado ( contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia Utilização de um carreador Proteínas Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 30
  31. 31. Indigestão e digestão de nutrientespela célula Endocitose: englobamento de materiais  Fagocitose: Matéria particulada  Bactéria  Outra célula  Partícula de tecido em degeneração  Pinocitose  Ingestão de quantidades diminutas de líquido extracelular e de substâncias nele dissolvidas. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 31
  32. 32. Transporte Ativo Fagocitose:  É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à formação de pseudópodos, engloba, no seu citoplasma, partículas sólidas. A fagocitose é um processo seletivo, conforme pode ser observado no exemplo da fagocitose de paramécios pelas amebas. Nos mamíferos, a fagocitose é feita por células especializadas na defesa do organismo, como os macrófagos. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 32
  33. 33. FagocitoseCélulas fagocíticas possuemcarga eletronegativas (-)Objetos que possuem cargaeletronegativa são repelidosCargas eletropositivas sãosusceptíveis à fagocitoseMaioria dos objetosparticulados normais do líquidoextracelular possui carganegativaVírus, invasores: POSITIVOS Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 33
  34. 34. Vesícula digestiva Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 34
  35. 35. Transporte Ativo Pinocitose É nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas de líquido. Formam-se assim vacúolos contendo líquido. Muitas células exibem esse fenômeno, como os macrófagos e as dos capilares sangüíneos. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 35
  36. 36. Pinocitose Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 36
  37. 37. Transporte AtivoPartículas sólidas Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br Partículas líquidas 37
  38. 38. BOMBA SÓDIO POTÁSSIO Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 38
  39. 39. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 39
  40. 40. Transporte Ativo Bomba de NA+ e K+ Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de concentração. Encontramos concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e o potássio. Na maioria das células dos organismos superiores a concentração do sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora desta. O potássio (K+), apresenta situação inversa, a sua concentração é mais alta dentro da célula do que fora desta. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 40
  41. 41. Transporte Ativo Juntos esses dois receberam o nome de bomba de sódio e potássio. Todo este mecanismo de transporte ativo que mantém tais distribuições iônicas é de suma importância para a transmissão do impulso nervoso. Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 41
  42. 42. Resumo Transporte Passivo  Difusão simples  Difusão Facilitada  Osmose Transporte Ativo  Bomba sódio-potássio  Fagocitose  Pinocitose Prof. Ms. Alexandre Penido alex.penido@ufma.br 42

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