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pedro-lopes
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I IntroduçãoI Introdução
MEMBRANA PLASMÁTICA
Funções
Proteção
Permeabilidade Seletiva
Composição Química
Lipídeos
Proteínas
Propriedades
Elasticidade
Regeneração
II Histórico
1 Estrutura das membranas biológicas
a)Kolliker – colocou células animais em soluções iônicas concentradas e observou que ocorria a passagem de água
Membrana semipermeável
II Histórico
1 Estrutura das membranas biológicas
b) Overton – colocou células animais em vários solventes e observou que o transporte era relacionado à solubilida em lipídeos.
c) Gorter e Grendel extrairam fosfolipídeos de eritrócitos e colocaram em recipiente com água e observaram que os lípídeos formavam uma camada na interface entre a água e o ar. Quando os fosfolipídeos foram comprimidos verificaram que a área coberta era maior.
II Histórico
1 Estrutura das membranas biológicas
d) 1935 – proteínas interagindo com as cabeças polares dos lipídeos.1961 – bicamada lipidica no interior de camadas fibrosas de proteínas
1972 – Singer e Nicolson – modelo de mosaico fluido – proteínas embebidas na bicamada lipídica – hidrofóbico com hidrofóbico.
MODELO DE DAVSON E DANIELLI -1935
Proteína
Região Hidrofílica
Região Hidrofílica
Região Hidrofóbica
ESTRUTURA TRILAMINAR – ROBERTSON (1961)
II Histórico
1 Estrutura das membranas biológicase) Proteínas com 3 domínios distintos: dois
hidrofílicos (faces internas) e um hidrofóbico (interior).
f) Atualmente – proteínas movem-se livremente
MODELO DO MOSAICO FLUIDO (SINGER E NICHOLSON – 1972)
COMPARAÇÃO
Proteína
Região Hidrofílica
Região Hidrofílica
Região Hidrofóbica
Bicamada Lipídica
Região Hidrofóbica da Proteína
Região Hidrofílica da Proteína
Davson e Danielli
Singer e Nicholson
ProteínaProteína
LipídeosLipídeos
MODELO
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
glicocálix
III Composição química
MEMBRANA PLASMÁTICA
Composição química
LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E AÇÚCARES
Proteínas
Integrais (transmembranas)
Periféricas
Lipídeos
Glicolipídeos
Colesterol
Fosfolipídeos
Fosfatidilcolina
Fosfatidiletanolamina
Fosfatidilserina
Esfingomielina
Proteína / Lipídeo
• Proporção variável
III Composição química
1 Lipídeos
a) Substâncias orgânicas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicas.
b) 1 : 50 (proteínas: lipídeos)
c) Fosfolipídeos – ponto de fusão mais baixoc.1) cabeça polar – glicerol, fosfato e um álcool (colina,
etanolamina, serina)
c.2) cauda apolar – cadeias carbonicas de ácidos carboxilicos (saturados ou insaturados)
Obs: a insaturação contribui para a fluidez da membrana
BICAMADA LIPÍDICA Fosfolipídios afinidade diferencial
com a água:
1. Cabeça hidrofílica: voltada para o meio extracelular e para o citoplasma.
2. Cauda hidrofóbica: voltada para a parte interna da membrana
III Composição química
1 Lipídeosd) Esfingolipideos – não apresentam glicerol, ponto de fusão mais
alto.
d.1) esfingomielinas – também possue o fosfato (fosfoglicerídeo), forma a bainha de mielina
d.2) cerebrosídeos – não possuem fosfato e nem carga elétrica, mas possuem uma ou mais moléculas de carboidratos.
d.3) gangliosídeos – apresentam cabeça polar muito grande e com muitas moléculas de carboidratos; ocorrem em pequena quantidade.
e) Colesterol - fluidez
Fosfolipídeos
Fosfatidilcolina
Fosfatidiletanolamina
Fosfatidilserina
Esfingomielina
Hidrofílica (cabeça)
Hidrofóbica (caudas)
Moléculas AnfipáticasLIPÍDEOS DE MEMBRANAS
Composição Lipídica de algumas membranas celulares
Composição Fosfolipídica
Natureza das caudas de hidrocarbonetos
Caudas curtas (maior fluidez) que caudas longas
Insaturação (maior fluidez) que saturação
Fosfolipídeos – ponto de fusão mais baixo que esfingolipídeos
INSATURADOS- viscosa+ fluida
SATURADOS+ viscosa- fluida
1- Fluidez da membrana
Flip Flop Rotação Difusão Lateral
dependente da temperatura
1- Fluidez da membrana
Fluido Bidimensional movimentação dos fosfolipídeos dentro da bicamada
Diferenças na composição da bicamada entre as faces citosólica e extracelçular
2- Assimetria da Bicamada Lipídica
Barreira hidrofóbica impermeável a solutos e íons
tamanho da molécula
solubilidade da molécula (em óleo)
3- Permeabilidade da Bicamada Lipídica
PROTEÍNAS DAS MEMBRANAS
III Composição química
2 Proteínas - página 79
a)Funções Transporte de íons e moléculas
Interação com hormônios
Transdução de sinais
Estabilização de sinais
Razão proteina:lipídeos é variavel
EX. memb. bainha de mielina 25%; memb.interna de mitocondrias 75%
III Composição química
2 Proteínas - página 79
b) Formas de associação
b.1) Proteínas intrínsecas – citoplasma, transmembrana e não citoplasmático
Unipasso – atravessa 1 vez a membrana
Multipasso – atravessa várias vezes a membrana (todas as transportadoras como os canais iônicos)
III Composição química
2 Proteínas - página 79
b) Formas de associação
b.1) Proteínas extrínsecas
Não interagem com o interior hidrofóbico
Ligadas à proteínas intrinsecas ou lipideos
III Composição química
2 Proteínas - página 79
c) Receptores
Intrínsecas
Proteínas de membrana
K+
Na+
Proteínas Transmembrana
Moléculas anfipáticas ligadas covalentemente aos lipídeos
Proteínas -Hélice
Movimentação das proteínas na bicamada
Propriedades das Proteínas de membrana
1- Mobilidade
Restrição de movimento das proteínas, confinando-as em locais específicos
2- Domínios de membrana
AÇUCARES DAS MEMBRANAS
Hidratos de carbono ligados covalentemente aos lipídeos e proteínas
Glicoproteínas GlicolipídeosProteoglicanas
oligossacarídeospolissacarídeosglicosaminoglicanas
GLICOCÁLICEOUGLICOCÁLIX
Açucares de Membrana
III Composição química
3 Carboidratos
a)Principalmente na face extracelular
b)Glicocalix
CARBOIDRATOS
GlicocáliceEnvoltório externo à membrana
plasmática.
Composição química
Funções
GLICOCÁLICE
Funções do Glicocálice
- proteção e lubrificação da superfície celular
- reconhecimento célula-célula e adesão celular
- propriedades enzimáticas (peptidase/glicosidase)
- especificidade do sistema sanguíneo ABO; tabela na página 82
- alteração da superfície em células cancerígenas;
- ligação de toxinas, vírus e bactérias;
Funções do Glicocálice
IMPORTÂNCIA DOS CARBOIDRATOS
A MEMBRANA PLASMÁTICA
ESTRUTURAO modelo do mosaico fluido afirma que moléculas protéicas estão em dupla camada lipídica, mas com livre movimentação.
FUNÇÃO Permeabilidade seletiva e reconhecimento celular.
ESPECIALIZAÇÕES
MicrovilosidadesOcorrem no epitélio intestinal e servem para aumentar a superfície de absorção.
Invaginações de base
Promovem o transporte de água nos canalículos renais.
Desmossomos e interdigitações
Servem para promover a adesão entre as células epiteliais.
R E S U M O
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
PROPRIEDADES DA MEMBRANA Assimetria
Fluidez
Permeabilidade seletiva
Continuidade
Resistência à tração.
FUNÇÕES DA MEMBRANAIndividualização da célulaTransportes moleculares e iônicosRecepção de informaçãoTransmissão de informaçãoReconhecimento celularOrientação de reações químicas em cadeia: enzimas localizadas na superfície da membrana
Membrana Plasmática:Especializações de membrana
ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA
SUPERFÍCIE APICAL DA CÉLULA
SUPERFÍCIE BASO-LATERAL DA CÉLULA
1- Microvilosidades
2- Cílios/Flagelos
3- Estereocílios
1- Junções celulares
Junções célula-célula
Junções célula-matriz extracelular
ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE APICAL DA MEMBRANA
MICROVILOSIDADES
-Projeções cilíndricas do citoplasma, envolvidas por membrana que se projetam da superfície apical da célula
-São imóveis
-Aumentam a área de superfície celular
-Filamentos de actina
microvilosidades glicocáliceMICROVILOSIDADES
ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE APICAL DA MEMBRANA
ESTEREOCÍLIOS
-São parecidos com microvilosidades- mais longas e ramificadas
-São imóveis
-Encontrados no epidídimo e nas células pilosas do ouvido interno
-Aumentam a área de superfície das células
-Filamentos de actina mais discretos que nas microvilosidades
CÍLIOS/FLAGELOS
ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE APICAL DA MEMBRANA
CÍLIOS
-Projeções cilíndricas MÓVEIS, semelhantes a pêlos
-Função: propulsão de muco e de outras substâncias sobre a superfície do epitélio, através de rápidas oscilações rítmicas e no caso dos flagelos funcionam na locomoção
-Microtúbulos organizados (9 + 2), inseridos no corpúsculo basal
Meio extracelular
Desmossomo
Interdigitação
Espaçointercelular
Desmossomo
ESPECIALIZAÇÕES
Demossomos Interdigitações
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
Aumentam a aderência
ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE BASO-LATERAL DA CÉLULA JUNÇÕES CELULARES
JUNÇÃO OCLUSIVA
JUNÇÕES
JUNÇÃO ADERENTE
DESMOSSOMA
JUNÇÃO COMUNICANTE
COMPLEXO JUNCIONAL
Matriz extracelular
Une as células formando uma barreira impermeável
JUNÇÃO OCLUSIVA
Evita movimentação de moléculas entre diferentes domínios de membrana
Cinturão de adesão apical, abaixo junção
oclusiva
JUNÇÃO ADERENTE
JUNÇÕES CELULARES ADESÃO
Placas de adesão em forma de disco
DESMOSSOMAS
JUNÇÕES CELULARES ADESÃO
JUNÇÃO COMUNICANTE
* Formada por 6 proteínas
transmembranas– conexinas
* Regulada abrem e
fecham
PERMEABILIDADE
I PERMEABILIDADE
1 Bloqueio da passagem da maioria das
–moléculas polares
–Moléculas apolares grandes
–Moléculas carregadas eletricamente
I PERMEABILIDADE
2 Permite– Pequenas moléculas – Moléculas polares
• Açúcares• Aminoácidos• Por proteínas transportadoras de
membrana
I PERMEABILIDADE
3 Proteínas
a)Canais de proteínas: apresentam espaços hidrofílicos, criando canais para o deslocamento de certos íons ou moléculas
transporte rápido – proporcional à concentração do soluto
I PERMEABILIDADE
3 Proteínas
b) Permeases (carreadoras): velocidade máxima relacionada com o ponto de saturação.
c) Formas de transporte:
c.1) Uniporte: 1 molécula
c.2) Simporte: 2 moléculas na mesma direção
c.3) Antiporte: 2 moléculas em direção oposta
NÃO GASTA ENERGIA
GRANDESMOLÉCULAS
GASTA ENERGIA
TRANSPORTESTRANSPORTES
Passivo Ativo Q uantidade
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
II Mecanismos
1 Difusãoa)Não gasta energiab)Difusão simplesc)Osmosed)Difusão por canais proteicos
2 Transporte ativoa) Gasto energético
TRANSPORTES ATIVOS E PASSIVOS
OSMOSE
Perde Ganha
Hipo Hiper
ISOTONIA
SOLV ENTE
M.S.P
TRANSPORTE PASSIVO
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
III Difusão
2 Osmose
a)A favor do gradiente de concentração
b)Até atingir o equilíbrio
c)Transporte de solvente
H2O H2O H2O
hemácias
em meioisotônico
em meiohipertônico
em meio hipotônico(hemólise)
Representação de osmose em célula animal.
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
EXPERIÊNCIA
MEIO HIPERTÔNICO
vacúolo
núcleo
vacúolo
núcleo
Célula plasmolisada
CÉLULA VEGETAL EM SOLUÇÃO HIPERTÔNICA.
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
VACÚOLO
NÚCLEO
MEIO HIPOTÔNICO
Célula túrgida
CÉLULA VEGETAL EM SOLUÇÃO HIPOTÔNICA.
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
RESUMO
plasmólise
meio hipertônico
deplasmólise
meio hipotônicoprotoplasma
retraído
PLASMÓLISE E DEPLASMÓLISE.
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
ISOTONIA
P.C
M.P
núcleo
vacúolode sucocelular
MEIO HIPO
CÉL. TÚRGIDA
PLASMÓLISE
MEIO HIPER
CÉL. PLASMOLISADA
DEPLASMÓLISE
H2O
H2OH2O
H2OH2O
H2O
FLUXO DE ÁGUA NAS CÉLULAS VEGETAIS
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
DIFUSÃO SIMPLES
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
ÁGUASACAROSE
Solução A Solução B
III difusão
1 DIFUSÃO SIMPLES
a)A favor do gradiente de concentração
b)Até atingir o equilíbrio
c)Velocidade depende da solubilidade do soluto e do tamanho das moléculas
d)Oxigênio e nitrogênio tem solubilidades extremamente altas
e)Transporte de soluto
GLICOSE
RECONHECIMENTO
M.P
LIBERAÇÃO
DIFUSÃO FACILITADA
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
CAPTURA
M.P M.P
TRANSLOCAÇÃO
Glicose
M.P
Permease
IV Difusão por canais Proteicos
1 vias aquosas para passagem de solutos2 altamente seletivosa)Conseqüência da disposição das cargas
elétricasb)diâmetro3 Ex. canais de sódio 0,3 -0,5nm, ricos em cargas
negativasCanais de potássio não apresentam carga elétrica
V Difusão Facilitada
• Passiva
• Mediada por carreadores
• Especificidade
• Mediado por proteínas
• Limite de saturação
• A favor do gradiente de concentração
Ex: BOMBA DE Na+ e K+
TRANSPORTE ATIVO
CONTRA GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
DIFUSÃO SIMPLES TRANSPORTE ATIVO
VI Transporte ativo
• Gasto energético• Mediado por proteínas carreadoras• Carreador consome energia• Contra o gradiente de concentração• Ex:
– Bomba de Cálcio– Bomba de Hidrogênio– Bomba de sódio e Potássio
• Carreador Na/K ATPase
VI Transporte ativo
• Ponto de saturação – atingido quando os carreadores estão em atividade máxima
Bomba de Calcio
• A absorção do cálcio ocorre através de dois mecanismos: difusão passiva e transporte ativo. A difusão passiva não é saturável e ocorre apenas com elevadas concentrações intestinais de cálcio e, por esse motivo, quantitativamente é menos importante que o mecanismo de transporte ativo, O transporte ativo do cálcio ocorre em duas etapas. Primeiramente, o cálcio sofre difusão segundo seu gradiente de concentração da luz intestinal para o interior da célula intestinal, processo que é mediado por proteínas transportadoras na membrana da célula mucosa. Depois, o cálcio é transportado ativamente da célula para o LEC, através de bombas de cálcio localizadas sobre a superfície serosa dessa célula. Esse sistema de transporte ativo é saturável e, por esse motivo, a absorção do intestinal do cálcio é autolimitada; caso sejam ingeridas grandes quantidades de cálcio, o sistema de transporte pode manusear apenas uma pequena percentagem desse cálcio e, conseqüentemente, a percentagem de cálcio ingerido que é absorvida diminui. A taxa de transporte ativo também varia com o cálcio dietético, aumentando em vigência de pequena ingestão e diminuindo com o aumento do cálcio dietético. Como descrito anteriormente, essas alterações na absorção do cálcio são mediadas pela vitamina D.
TRANSPORTE ATIVO
Bomba de sódio e potássio
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
TRASPORTEEM
QUANTIDADE
ENDOCITOSE
EXOCITOSE
FAGOCITOSE
PINOCITOSE
CLASMOCITOSE
GRANDESMOLÉCULAS
ENGLOBAMENTO
ELIMINAÇÃO RESÍDUOS
LÍQUIDOS
SÓLIDOS
PINOCITOSE
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
Canal depinocitose
Partícula líquida
pinossomo
Englobamento de micropartículas ou gotículas líquidas
A partícula englobada será, posteriormente, digerida pelos lisossomos.
FAGOCITOSE
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
Fagossomo
Lisossomos
PseudópodesPartícula sólida
Englobamento de partículas sólidas.
Posteriormente a partícula será digerida pelos lisossomos.
ENDOCITOSE MEDIADA POR UM RECEPTOR
CLASMOCITOSE
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
RESÍDUOS
Vacúolo resídual
É a eliminação dos resíduos da digestão intracelular.
EXOCITOSE
RESUMO
DIFUSÃO SIMPLES
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
M.P
S U B S T Â N C I A SMEIO MEIO
][ ][
RESUMO
TRANSPORTE ATIVO
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
M.P
S U B S T Â N C I A SMEIO
][MEIO
][
RESUMO
DIFUSÃO FACILITADA
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
M.P
M O L É C U L A S
PERMEASE
MEIO INTERNOMEIO EXTERNO
SÓLIDOS
FAGOCITOSE
LÍQUIDOS
PINOCITOSE
RESÍDUOS
CLASMOCITOSE
TRANSPORTE EM QUANTIDADE
RESUMO
MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA
VII Aspectos Patológicos
1 Fibrose Císticaa) Autossômica recessivab) Em caucasianosc) Características: c.1) composição iônica anormal no produto secretadoc.2) comportamento físico-químico alterado do muco nos ductos
exócrinos – muco viscoso pode obstruir ductos podendo causar: Doença pulmonar obstrutiva crônica, insuficiência pancreática,
obstrução intestinal, cirrose hepática, Pode ser associada à presença de Pseudomonas aeroginosaConduzindo a desidratação das células epiteliais