2. Membranas Celulares
São componentes importantes das células
Toda célula é envolvida por uma membrana plasmática
Barreira de permeabilidade seletiva
Também delimitam organelas
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3. Membranas Celulares
Estrutura
Fosfolipídeos e proteínas são os constituintes mais abundantes
Fosfolipídeo:
Grupo terminal polar
Duas cadeias apolares, hidrofóbicas, de ácidos graxos
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4. Membranas Celulares
Modelo de mosaico fluído
Coerente com as propriedades das membranas biológicas
Proteínas são abundantes nas membranas
Proteínas integrais ou intrínsecas: Estão embebidas na dupla camada
fosfolipídica. Ligam-se à membrana através de interações hidrofóbicas
Proteínas periféricas ou extrínsecas : estão associadas à superfície da
membrana
Lipídeos e proteínas se movem livremente na membrana
Algumas proteínas são fixas na bicamada
Ex.: Receptores de acetilcolina (placa motora)
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5. Membranas Celulares
Composição da membrana
Fsofolipídeos:
Lipídeos mais abundantes (fosfatidilcolina, esfingomielinas, fosfatidilserinas,
fosfatidiletanolaminas, fosfatidilglicerol, fosfatidilinositol e cardiolipina)
Colesterol
Principal componente das membranas
Funciona como um “tampão de fluidez”
Glicolipídeos
Não são muito abundantes
Domínios de carboidrato dos lipídeos funcionam como receptores ou antígenos
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6. Membranas Celulares
Composição da membrana
Proteínas de membranas
Variam grandemente nas células e incluem enzimas,
receptores para hormônios, neurotransmissores...
Glicoproteínas
Glicoproteínas, glicolipídeos e ácido siálico são responsáveis
pela carga negativa das membranas
Integrinas são glicoproteínas com função de adesão celular
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8. Membranas Celulares
Membranas como barreiras de permeabilidade
Maioria das moléculas são hidrossolúveis
Isso permite a manutenção de gradientes de várias
substâncias entre o citoplasma e o líquido extracelular
A membrana possui uma permeabilidade seletiva
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10. Membranas Celulares
Transporte através da membrana
Maioria das moléculas são hidrossolúveis
Isso permite a manutenção de gradientes de várias substâncias entre o
citoplasma e o líquido extracelular
A membrana possui uma permeabilidade seletiva
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11. Membranas Celulares
Transporte através da membrana
Difusão
Distribuição uniforme de átomos ou moléculas
Ocorre até que as concentrações se igualem
As membranas plasmáticas funcionam como barreiras à difusão
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12. Membranas Celulares
Transporte através da membrana
Transporte mediado por proteínas
Algumas proteínas intrínsecas de membrana funcionam como transportadores ou
canais
É muito mais rápido do que a difusão simples
Um transportador se liga ao soluto de um lado da membrana e sofre mudanças
conformacionais, que permitem o soluto ser liberado no outro lado da membrana
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13. Membranas Celulares
Transporte através da membrana
Transporte facilitado
Ocorre sem gasto de energia
Segue o gradiente de concentração
Transporte ativo
Ocorre com gasto de energia
Transporta o soluto contra seu gradiente de concentração
Algumas proteínas formam canais para permitir a passagem de íons, e
estes canais podem estar abertos ou fechados por comportas
Esses canais podem ser controlados por voltagem ou por ligantes
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16. Membranas Celulares
Propriedades do transporte mediado
Ocorre muito mais rapidamente do que através de difusão simples
Com excesso de composto a ser transportado, o transporte pode ser
saturado
A proteína mediadora do transporte possui uma especificidade química
O transporte pode ser inibido com compostos estruturalmente semelhantes
aos substratos
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17. Membranas Celulares
Transporte facilitado
Também chamado de difusão facilitada
Ocorre via transportadores que não necessita de energia
Não são capazes de transportar substâncias contra seu gradiente de
concentração
Monossacarídeos penetram nas células musculares por difusão facilitada (glicose,
galactose, arabinose)
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18. Membranas Celulares
Transporte ativo
Transporta substâncias contra seu gradiente de concentração ou potencial
eletroquímico
Consome ATP
Divide-se em transporte ativo primário e secundário
Transporte ativo primário
Ligado diretamente ao metabolismo celular
As ATPases transportadoras de íons utilizam a energia liberada pela
hidrólise do ATP para transportar ativamente uma ou mais espécies iônicas
através da membrana
Ex.: Ca2+ ATPse do retículo sarcoplasmático transporta íons de Ca2+ do citosol para
seu interior
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19. Membranas Celulares
Transporte ativo primário
O transportador de cálcio possui duas conformações básica (E1 e E2)
Conformação E1 : Alta afinidade pelo cálcio e é acessível no lado
citoplasmático
Conformação E2 : Afinidade reduzida. É acessível na luz do retículo
sarcoplasmático
O transportador é fosforilado e desfosforilado durante o ciclo
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20. Membranas Celulares
Transporte ativo primário
Na+, K+ ATPase:
Presente em todas as membranas celulares e alternam entre os
estados E1 e E2
Na conformação E1) os sítios voltados para o citosol possuem alta afinidade
pelo sódio e baixa afinidade pelo potássio, enquanto que no líquido
extracelular ocorre o oposto
O gradiente criado pela bomba tende a fazer com que os íons se
difundam
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21. Equilíbrios Iônicos e Potenciais de
Repouso nas Membranas
Potenciais eletroquímicos dos íons
A direção do movimento do íon resulta de qual efeito é maior, o efeito da
diferença de concentração ou o efeito da diferença de potencial elétrico
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22. Equilíbrios Iônicos e Potenciais de
Repouso nas Membranas
Regulação do volume celular
A bomba de sódio/potássio participa da regulação do volume celular. Se ela
for inibida, o sódio entra na célula e ocorre inchamento
Potencial de repouso
A comunicação entre células nervosas depende da perturbação elétrica
(potencial de ação)
O potencial de repouso de uma célula muscular é de aproximadamente -90
mV
O fluxo de íons através da membrana, a favor de seus gradientes de potecial
eletroquímico, é diretamente responsável por gerar a maior fração do
potencial de repouso
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23. Equilíbrios Iônicos e Potenciais de
Repouso nas Membranas
Potencial de repouso
Células de concentração
Considerando uma membrana permeável somente a cátions,
contendo soluções de concentrações diferentes de KCl, o íon
potássio irá se mover de A para B pela força do gradiente
O lado A se torna levemente negativo e o lado B, positivo
Ocorre então o equilíbrio entre potencial de membrana e o
potencial de equilíbrio
Nas células, a bomba de sódio/potássio é responsável
pela manutenção das concentrações celulares de sódio e
potássio
Como a bomba joga para fora 3 Na+ para cada 2 K+,
elas causam uma transferência de carga positiva para
fora da célula, e contribuem para o potencial de
repouso
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24. Equilíbrios Iônicos e Potenciais de
Repouso nas Membranas
Potencial de repouso
A inibição da bomba em algumas células com ouabaína mostrou sua grande
importância na manutenção do potencial de repouso
Na maioria das células musculares e nervosas a contribuição da bomba para o
potencial de repouso é de apenas 5 mV
A maior parte do potencial de repouso resulta da difusão de íons em favor de seus
gradientes eletroquímicos
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25. Equilíbrios Iônicos e Potenciais de
Repouso nas Membranas
Potencial de ação
Pulsos despolarizantes e hiperpolarizantes
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26. Equilíbrios Iônicos e Potenciais de
Repouso nas Membranas
Potencial de ação
Respostas sublimiares e limiares (tudo ou nada)
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27. Equilíbrios Iônicos e Potenciais de
Repouso nas Membranas
Potencial de ação
Tetrodotoxina
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Canal de sódio dependente de voltagem
28. Equilíbrios Iônicos e Potenciais de
Repouso nas Membranas
Potencial de repouso
Células de concentração
Considerando uma membrana permeável somente a cátions,
contendo soluções de concentrações diferentes de KCl, o íon
potássio irá se mover de A para B pela força do gradiente
O lado A se torna levemente negativo e o lado B, positivo
Ocorre então o equilíbrio entre potencial de membrana e o
potencial de equilíbrio
Nas células, a bomba de sódio/potássio é responsável
pela manutenção das concentrações celulares de sódio e
potássio
Como a bomba joga para fora 3 Na+ para cada 2 K+,
elas causam uma transferência de carga positiva para
fora da célula, e contribuem para o potencial de
repouso
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29. Potencial de Ação no Músculo
Cardíaco
Despolarização inicial rápida e reversão da polaridade
Rápida entrada de sódio
Canais de sódio
Canais rápidos
Fase de platô
Canais lentos (canais de Ca+ de tipo L)
Ca+: importante para iniciar a contração (estimula liberação de Ca+ pelo
RS)
Repolarização
Fechamento dos canais de cálcio
Abertura tardia de canais de K+
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30. Atividade Elétrica do Coração
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Potencial de membrana
Fase 0: Despolarização
Fase 2: Platô
Fase 1: Repolarização precoce
Repolarização
31. Propriedades do Potencial de ação
Período refratário
A célula fica irresponsiva a novos estímulos, independente de sua
intensidade (período refratário absoluto)
Grande parte dos canais de sódio estão inativados e não podem
reabrir até que ocorra repolarizção
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32. Propriedades do Potencial de ação
Período refratário
Final do potencial de ação, a célula é capaz de disparar um segundo
potencial de ação, mas o estímulo deve ser mais forte que o normal
(período refratário relativo)
Parte dos canais de sódio ainda estão inativados
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