sobre bioeletricidade

1. BIOELETRICIDADE
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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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7. Membranas Celulares
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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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9. Membranas Celulares
 Transporte pela membrana
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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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14. Membranas Celulares
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15. Membranas Celulares
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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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33. Atividade Elétrica do Coração
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Período
refratário

34. Condução dos Potenciais de Ação
 Potencial de ação dos neurônios
 Neurônios: transmitem impulsos nervosos na forma de potenciais de ação
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