Caracterização das membranas biológicas e fenômenos bioelétricos.

1. Prof. Me. Carlos Renato Nogueira
Farmacêutico-Bioquímico
Mestre em Neurofarmacologia (UFC)

2. Estrutura celular
As células animais são unidades funcionais dos tecidos vivos,
funcionando de modo independente através de um conjunto
de estruturas e organelas celulares.
 Membrana plasmática
- Controla trânsito de partículas
- Protege o conteúdo intracelular
- Possui alvos para ação de medicamentos
 Citoplasma
- Abriga as organelas celulares
 Núcleo
- Protege o material genético (DNA e RNA)

4. Introdução
A compreensão dos fenômenos fisiológicos que ocorrem
nos organismos vivos é dependente do entendimento
dos acontecimentos intracelulares e dinâmica das
células.
Um coração quando bate, uma glândula quando libera
um hormônio, a contração de um músculo ou mesmo a
morte celular (necrose) são acontecimentos que ocorrem
com intensa atividade celular. Notadamente na
membrana destas células.

5. Composição da membrana
A membrana celular presente nas células dos organismos
vivos é constituída principalmente de lipídeos e
proteínas que, em um arranjo tridimensional
desempenham diversas atividades como:
 Controle do trânsito de partículas
 Determinação de potencial elétrico
 Alvo para fármacos
 Reconhecimento celular

7. Transportes através da MP
Como visto anteriormente, as boas condições de vida
celular como seu conteúdo de água, eletrólitos, glicose
etc é realizada pela membrana plasmática que, através de
mecanismos de transporte, regula o conteúdo de
partículas e nutrição celular. Três mecanismos são
importantes:
 Transportes passivos (Não exigem energia)
 Transportes ativos (Exigem energia)

8. Transportes passivos
Ocorrem sem a necessidade do fornecimento de energia.
Geralmente partículas extremamente pequenas como os
sais minerais, a água e os gases respiratórios usam este
mecanismo. Essas partículas tendem a se equilibrar entre
os meios intra e extracelular para que a célula se
mantenha viva e saudável.
 Osmose
 Difusão simples
 Difusão facilitada

9. Osmose
Se refere ao transporte de água. As células regulam
constantemente seu conteúdo de água por esse
mecanismo afim de manterem sua hidratação. A água
move-se sempre do ambiente mais diluído para o
mais concentrado em partículas, afim de manter a
concentração igual entre os dois meios.

10. Pouco concentrado Concentrações iguais Super concentrado

11. Difusão simples
Se refere ao trânsito de partículas extremamente
pequenas por entre os lipídios da membrana plasmática
logo, essas partículas transportadas são lipofílicas
(possuem afinidade com lipídios).
É um tipo de transporte que não exige energia pois as
partículas em transito se movem à favor do gradiente
de concentrações, saindo do ambiente mais
concentrado para o menos concentrado até que ambos os
ambientes se igualem.

13. Difusão facilitada
Quando as partículas em transito não possuem afinidade
com a membrana é necessário a presença de proteínas
transportadoras, que funcionarão como canais para a
passagem dessas partículas.
Sais minerais e glicose exigem esse tipo de transporte
que não consome energia, pois as partículas também se
movem à favor do gradiente de concentrações.

16. Transportes ativos
Os transportes ativos recebem este nome pois a partícula
à ser transportada ou é grande demais para se difundir
pela membrana (Endocitoses) ou está se movendo
contra o gradiente de concentrações, ou seja, do
ambiente menos concentrado para o mais concentrado.
O principal exemplo de transporte ativo é a bomba de
sódio e potássio, responsável pelo controle dos principais
minerais biológicos, regulação hídrica e determinação de
potencial elétrico na membrana.

17. Endocitoses
Refere-se ao transporte de partículas de alto peso
molecular, que não possuem a capacidade de atravessar
por entre os lipídios de membrana. A membrana então
se deforma afim de assimilar as partículas, exigindo
energia para tanto.
 Fagocitose (Partículas sólidas)
 Pinositose (Partículas líquidas)
 Exocitose (Expulsão de partículas)

19. Bomba de sódio e potássio
O sódio e o potássio são os principais eletrólitos
presentes nos organismos vivos. O controle de suas
concentrações dentro das células é mediado por uma
proteína canal chamada bomba de sódio e potássio
ATPase, tendo em vista a necessidade de energia para
seu funcionamento.
A necessidade de energia vêm pelo fato de esses minerais
moverem-se contra os gradientes de concentrações,
ou seja de ambientes menos concentrados para mais
concentrados.

20. Funcionamento da bomba
Primeiramente é necessário entender que existe uma
concentração maior de sódio nos fluidos extracelulares
do que no meio intracelular.
Caso haja concentração alta de sódio dentro das células,
as mesmas tenderiam à absorver água por osmose (afim
de diluir o meio) e a célula tenderia à romper como visto
anteriormente (necrose).
Portanto a bomba explulsa 3 sódios da célula, e captura
dois potássios para o meio intracelular, consumindo
moléculas de ATP.

21. Observe que existe muito
mais sódio no lado
externo das células e,
mesmo assim, ele se
movimenta para fora.
O mesmo raciocínio para
o potássio. Movem-se
contra o gradiente de
concentrações, para
dentro da célula, exigindo
portanto o consumo de
ATP.

22. O que ocorreria se a bomba
não funcionasse???

23. Observe as células abaixo
Miócitos cardíacos em pré-infarto
em cachorro
Hepatócitos neoplásicos em felinos

24. O que causou essas alterações?
O principal agente responsável pela falha no
funcionamento da bomba de sódio e potássio é a
carência de sangue. Infartos, tromboses, AVC, Tumores
prejudicam o fluxo de sangue para alguns tecidos
causando sua morte.
Sem o fornecimento de oxigênio e glicose para as células
a bomba para de funcionar (devido à carência do ATP), e
o sódio tende a se acumular no interior das células,
fenômeno chamado de tumefação e indicativo de
diversos processos patológicos.