FISICA - BIOFISICA

1. Membrana Plasmática
 1- Proteínas, 2-Lipídeos, 3-Oligossacarídeos

2. Membrana Plasmática
 Cada célula é circundada por uma
membrana plasmática que a separa do meio
extracelular.
 A membrana plasmática atua como uma
barreira de permeabilidade, que possibilita à
célula manter composição citoplasmática
diferente do meio extracelular.

3. Referência: Singer, S.
J. & Nicolson, G. L.
(1972) Science,
175:720-731.
Modelo de mosaico fluido.
Experimentos mais detalhados
mostraram deficiências nos diversos
modelos de membrana celular. Singer e
Nicolson (1972) propuseram um
modelo de membrana constituído de
uma bicamada lipídica, onde
encontram-se inseridas proteínas. Há
dois tipos de proteínas inseridas na
membrana, uma que atravessa toda a
membrana, chamada proteína
intrínseca, ou transmembrana. O
segundo tipo de proteína localiza-se
sobre a membrana, sendo encontrada
tanto no exterior como voltada para o
citoplasma. Esse segundo tipo de
proteína é chamado extrínseca.
Modelos de Membrana Celular

4. Modelo Atual da Membrana Celular
Proteína da
classe 
Glicolipídio
Fosfolipídeo
Proteína
globular
Segmento
hidrofóbico
da
proteína
Colesterol
Cadeia lateral de
oligossacarídeo

5. Composição Lipídica da Membrana
Celular
Há três tipos de lipídios na membrana celular animal, segundo
estudos de Rouser e colaboradores de 1968.
1) Esteróides
colesterol
2) Fosfolipídios
Esfingomielina
Fosfatidilcolina
Fosfatidiletanoamina
fosfatidilserina
Lecitina
3) Glicolipídios

6. Quais as funções da membrana
celular?
 - Definir o limite externo da célula.
 - Ser seletivamente permeável, deixando passar
somente os elementos necessários e importantes
para a célula, impedindo a entrada de componentes
danosos a sua sobrevivência.
 - Transporte de informações, permitindo à célula
que qualquer modificação no meio em que ela viva
possa ser sentida e transmitida ao seu interior para
que as providências necessárias possam ser
tomadas.

7. Fenômenos de Membrana
 As células vivas mantém uma composição química
constante e devem estar em equilíbrio com o meio onde
vivem.
 As células recebem do meio certas substâncias de que
necessitam e eliminam para o meio as substâncias que lhe
são inúteis ou que estejam em excesso.
 O intercâmbio entre as substância do meio externo e o meio
interno da célula é regulado pela semipermeabilidade da
membrana. É um mecanismo complexo no qual figuram os
processos de difusão e osmose, bem como o emprego de
energia.

8. Endocitose
Endocitose: Processo de entrada de material na célula, sem
atravessar a membrana.
FAGOCITOSE :

9. Nos animais superiores representa um mecanismo de defesa,
através do qual células chamadas de fagocitárias, como alguns
tipos de leucócitos no sangue macrófagos no tecido conjuntivo
e as células da micróglia no tecido nervoso, englobam e
destroem partículas inertes e microrganismos invasores.
O englobamento de partículas sólidas através da
emissão de pseudópodes (Do gr. pseudos, falso; podos,
pés). Nos protozoários, como nas amebas, os
pseudópodes participam do processo de nutrição.

10. Pinocitose
PINOCITOSE: (Do gr. pino,
beber). É o processo de
englobamento de gotículas de
substâncias líquidas que são
como que "sorvidas" por uma
depressão da membrana, que se
aprofunda e mergulha no
citoplasma. A membrana se
invagina formando um túbulo,
visível apenas ao microscópio
eletrônico. A substância líquida
penetra no túbulo que, por
estrangulamentos basais, origina
os microvacúolos (pinossomos).
É um dos principais mecanismos
de entrada de água na célula.

11. Exocitose
 Enquanto que na endocitose as substâncias entram nas
células, existe um processo inverso: a exocitose.
 Depois de endocitado, o material sofre transformações sendo
os produtos resultantes absorvidos através da membrana do
organito e permanecendo o que resta na vesícula de onde
será posteriormente exocitado.
 A exocitose permite, assim, a excreção e secreção de
substâncias e dá-se em três fases: migração, fusão e
lançamento. Na primeira, as vesículas de exocitose
deslocam-se através do citoplasma. Na segunda, dá-se a
fusão da vesícula com a membrana celular. Por último,
lança-se o conteúdo da vesícula no meio extracelular.

12. Difusão
 Quando uma substância é colocada em presença de outra
igual, sendo que entre as mesmas há uma diferença de
concentração, haverá um deslocamento espontâneo das
"partículas" do meio (hipertônico) de maior para o meio de
menor concentração (hipotônico). Depois de um certo
tempo, o meio ficará homogêneo (isotônico) interrompendo
o fenômeno. Esse processo denomina-se Difusão.
 Esse processo se deve ao movimento Brawniano das
moléculas e átomos das substâncias.
 Difusão simples – O movimento ocorre pelos orifícios e
espaços intermoleculares – sem a utilização de proteínas.

14. Difusão Facilitada
 Também é um processo que pode ser passivo, quando não envolve
gasto de energia pela célula.
 Nesse tipo de difusão, algumas proteínas atuam facilitando a
passagem de certas moléculas que, por difusão simples,
demorariam muito tempo para atravessar a membrana.
 Esse processo é particularmente comum no movimento de
glicose, aminoácidos e vitaminas em alguns tipos celulares,
podendo ser reversível.
 A hipótese de que a difusão facilitada se deve à presença de um
transportador que se combina com o soluto penetrante tem sido
apoiada pela identificação de proteínas extraídas de membranas
que se combinam especificamente com substâncias que penetram
nas células por difusão facilitada.

15. Difusão Facilitada

16. Osmose
 A osmose, do grego "ósmos", significando "impulso" ocorre
quando duas soluções de concentrações diferentes
encontram-se separadas por uma membrana semipermeável.
Neste caso, existe uma tendência do solvente (água), da
solução menos concentrada, migrar para o ambiente onde se
encontra a solução de maior concentração de sais, a qual
sofre uma diluição progressiva até que as duas soluções
atinjam as mesmas concentrações.
 É o movimento do solvente do meio menos concentrado de
soluto (meio hipotônico) para o meio mais concentrado de
soluto (meio hipertônico).

17. Osmose

18. Osmose

19. Protótipo Osmótico
 Protótipo Osmótico
Meio A Meio B
Membrana permeável ao
solvente e impermeável ao
soluto
Soluto
Solvente

20. Protótipo Osmótico
 Qual a direção de movimento do solvente ?
 Para isso devemos calcular a Concentração = Soluto /
Solvente
CA = 4 /6 = 0,67
CB = 2 / 6 = 0,33
CA > CB, portanto o solvente irá ser transportado do
meio B para A até igualar as concentrações
OBS: Faça o acompanhamento fase a fase, calculando a
concentração !!!!!

21. Osmose
Meio A Meio B
Membrana permeável ao
solvente e impermeável ao
soluto
Soluto
Solvente

22. Osmose
 Protótipo Osmótico
Nesta situação, temos:
CA = 4 / 8 = 0,5
CB = 2 / 4 = 0,5

23. Osmose
 Para os exercícios a seguir, calcule a direção
da passagem do solvente, além de realizar
todas as fases da passagem do solvente até
chegar num sistema em equilíbrio.

24. Osmose
 Exercício1
Meio A Meio B
Membrana permeável ao
solvente e impermeável ao
soluto
Soluto
Solvente

25. Osmose
 Exercício2
Meio A Meio B
Membrana permeável ao
solvente e impermeável ao
soluto
Soluto
Solvente

26. Osmose
 Exercício3
Meio A Meio B
Membrana permeável ao
solvente e impermeável ao
soluto
Soluto
Solvente

27. Osmose
 As partículas de soluto e solvente estão em
constante movimento, chocando-se com as
paredes dos meios, então a pressão = força
/ área.

28. Osmose
 A pressão de solventes puros é sempre
máxima, pois é a única partícula do sistema.

29. Osmose
 Quando é acrescentado soluto, a pressão do
solvente sempre diminui, porque parte do espaço é
ocupado por moléculas de soluto, e o número de
partículas de solvente, que é o mesmo passa a
exercer sua força em área maior.
 Quanto mais aumenta a concentração do soluto,
mais diminui a pressão do solvente, e mais aumente
a pressão do soluto, obviamente. Se essas forças se
exercem através de uma membrana permeável, há
movimento de partículas de um para outro meio.

30. Osmose

31. Pressão Hidrostática e Pressão
Osmótica
 A macro molécula do em (A) tenta mas não
consegue passar pelos poros da membrana.
Desse lado (A), a pressão do solvente é
portanto, menor do que o lado (B). Então
passa solvente de (B) para (A), até que haja
equilíbrio .

32. Pressão Hidrostática e Pressão
Osmótica
 A pressão hidrostática em (A) = Pressão
osmótica em (B).
 O resultado final é que passa água de (B)
para (A). Esse processo é usado no
laboratório para medir a pressão osmótica.

33. Experimento
 À medida que a água flui em direção ao lado A da
membrana através da osmose – em função da
diferença de concentração de soluto – ocorre a
movimentação do êmbolo e, aumento da pressão
interna de A.

34. Experimento
 Uma contrapressão é exercida do lado A para
impedir que a água flua de B para A. À medida
que se processa a osmose através da membrana,
cria-se uma tendência para o equilíbrio entre as
duas forças.

35. Experimento
 Quando a pressão do êmbolo for igual à diferença de
pressão da água exercida do lado B, será instalado uma
compensação que coloca o sistema em equilíbrio,
cessando o fluxo efetivo de água entre os dois lados da
membrana.

36. Pressão Osmótica
 É a pressão externa aplicada sobre aquela solução para
compensar a diferença de pressão hidrostática (B). É a pressão
necessária para equilibrar as colunas A e B, impedindo, dessa
forma, o fluxo efetivo de água de uma solução menos
concentrada para uma solução mais concentrada

37. Considerações
 A osmose entre os dois compartimentos, através da
aplicação de contrapressões ou mudanças da
concentração de soluto, pode ser interrompida,
invertida ou lentificada, no entanto o fluxo de
moléculas de água entre a membrana
semipermeável jamais cessará. Ainda que a osmose
seja interrompida na presença de soluções
isotônicas, o fluxo de moléculas através da
membrana é permanente (uma vez que depende
diretamente da energia cinética das moléculas de
água).

38. Considerações
 O número dessas que se difundem a cada lado da
membrana é tão precisamente equilibrado que não
permite, dessa forma, a constatação de um fluxo
efetivo do solvente. Teoricamente, só impediríamos
o movimento de uma molécula de água se ela
perdesse toda sua energia cinética, o que ocorreria
só a uma temperatura idêntica ao zero absoluto,
inatingível na prática (zero Kelvin ou – 273,15 ºC).
Este é o estado térmico em que cessa a agitação
térmica, ou seja, as moléculas estão em repouso.

39. Pressão osmótica
 Pressão osmótica é igual a pressão
hidrostática necessária para interromper o
fluxo osmótico.
 Mas qual é a força ideal para que isso ocorra
? ..............

40. Lei de van´t Hoff
ic
RT

T
i
c
R

Pressão osmótica (em atm)
Constante de gás ideal ( 0,082)
Temperatura absoluta em Kelvin
Coeficiente osmótico
Número de íons formados pela dissociação de
uma molécula de soluto
Concentração molar do soluto (moles por
soluto por litro de solução)

41. Osmolaridade
 Onde,
 É o número real de partículas dissociadas. Se for
dado em mM, deve-se converter em M, ou seja: x
mM -> M = x / 1000
ic
i
c
 Coeficiente osmótico
Número de íons formados pela dissociação de
uma molécula de soluto
Concentração molar do soluto (moles por
soluto por litro de solução)

42. Transporte ativo
 Neste tipo de transporte a substância é levada de um meio a
outro através da membrana celular por uma proteína
carregadora que é capaz, inclusive, de transportar esta
substância contra um gradiente de concentração, de pressão
ou elétrico (a substância pode, por exemplo, ser transportada
de um meio de baixa concentração para um de alta
concentração da mesma).
 Para tanto, O carreador liga-se quimicamente à substância a
ser transportada através da utilização de enzima específica,
que capitalizaria tal reação.
 Além disso há um consumo de ATP intracelular para
transportar a substância contra um gradiente de
concentração.

43. Transporte ativo
 EXEMPLO: Bomba de Sódio e Potássio - transporta
constantemente, nas células excitáveis, através da
membrana, íon sódio de dentro para fora e íon potássio de
fora para dentro da célula. Ambos os íons são transportados
contra um gradiente de concentração, isto é, de um meio
menos concentrado para um mais concentrado do mesmo
íon.
 Normalmente o Na+ está mais concentrado no líquido
extracelular do que no interior da célula, ocorrendo o
inverso com o potássio.

44. Bomba de Sódio e Potássio

45. Pressão arterial
Pressão arterial: é a pressão exercida
pelo sangue contra a parede das artérias.
Em um adulto com boa saúde, a pressão
nas artérias durante a sístole ventricular
– pressão sistólica ou máxima – é da
ordem de 120 mmHg (milímetros de
mercúrio).

46. Pressão Arterial
 Durante a diástole, a pressão diminui, ficando em torno de
80 mmHg; essa é a pressão diastólica ou mínima.
 O ciclo de expansão e relaxamento arterial, conhecido como
pulsação, pode ser percebido facilmente na artéria radial do
pulso ou na artéria carótida do pescoço. A pulsação
corresponde às variações de pressão sangüínea na artéria
durante os batimentos cardíacos.
 As pressões arteriais máxima e mínima podem ser
detectadas nas artérias do braço e medidas com um aparelho
chamado esfigmomanômetro.

47. Pressão Arterial
 (a) A pressão na bolsa de ar maior que 120
mmHg interrompe o fluxo sangüíneo para o
braço. Com o estetoscópio, o examinador
verifica que não há passagem de sangue pela
artéria.
 (b) A pressão na bolsa de ar entre 80 e 120
mmHg permite o fluxo de sangue durante a
sístole. O som da passagem de sangue é audível
no estetoscópio. A pressão mostrada nesse
momento é a pressão máxima ou sistólica.
 (c) A pressão na bolsa de ar menor que 80
mmHg permite fluxo de sangue durante a
diástole; os sons são audíveis no estetoscópio.
Essa é a pressão mínima ou diastólica.

48. Resistência Vascular
 Fluxo = Pressão/Resistência
 Resistência vascular:
 Resistência é a relação da pressão com o fluxo. É exercida uma pressão ao
sangue na vasculatura e este valor representa a pós carga.
 Resistência vascular periférica:
 Resistência vascular sistêmica (RVS) mede a pós carga ou a resistência do
ventrículo esquerdo. A resistência relata a pressão necessária para o fluxo,
para isso é medido o gradiente entre o início da circulação (PAm) e o final
(AD) e este valor então é dividido pelo fluxo ou DC. Existe um fator de
conversão de unidade para força (f=80).
 RVS = (PAm - PVC) x 80
DC

49. Pressão Sanguínea