controle do meio interno e transporte através de
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Controle do Meio Interno e Transporte Através de
Membranas•Transporte Transmembrana de Solutos de Água•Compartimentos Líquidos do Corpo•Regulação das Trocas de Líquido Intracelular e Extracelular
Profa. Carla Maia Aguiar Loula
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Meio Interno / Meio Externo
Concentração de S O L U T O S
MOLECULARES:Ex: GLICOSE
IÔNICOS:Ex: NaCl
Dissolvida em um volume de solvente
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DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA NO ORGANISMO
ÁGUA TOTAL DO CORPO (50 A 70% DO PESO CORPÓREO)
30 - 40%
1 A 3%
16% 4,5%
ÁGUA CELULARÁGUAINTERSTICIAL
ÁGUA TRANSCELULAR ÁGUAPLASMÁTICA
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DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA NOS COMPARTIMENTOS
10
20
30
40
50
60
70
80
%ÁGUA
0 3 6 9 1 3 5 7 9 11 13 15
IDADE EMMESES
ANOS ADULTO
ÁGUA TOTAL
ÁGUA INTRACELULAR
ÁGUA EXTRACELULAR
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COMPOSIÇÃO ELETROLÍTICA DOS VÁRIOS COMPARTIMENTOS
MEQ\L NA K CA MG HCO3 CL HPO4 PNT
INTRAV. 142 5 5 3 27 103 2 16
INTERS. 138 5 5 3 27 103 2 2
INTRAC. 14 157 - 26 10 - 110 74
CATIONS ANIONS
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MOVIMENTAÇÃO E FIXAÇÃO DA ÁGUA NOS COMPARTIMENTOS
LÍQUIDO VASCULAR
LÍQUIDO INTERSTICIAL
LÍQUIDO INTRACELULAR (TRANSPORTE ELETROLÍTICO)
PR
ES
SÃ
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Estrutura molecular da membrana plasmática
Modelo de Singer e Nicholson (1972)Modelo do Mosaico
Fluido
Proteínas embebidas na bicamada lipídica;
Meio Intracelular
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ASSIMETRIA DA MEMBRANA
• A membrana tem duas faces:• A Externa: em contato com outra célula.• A Interna ou protoplasmática: em contato com o
citoplasma.• As duas faces são diferentes química e
eletricamente, por isto a membrana é assimétrica. A face externa tem carboidratos, ausentes na face interna. A face interna é negativa em relação à face externa.
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Algumas funções da membrana plasmática
SEPARARSEPARAR
INTEGRARINTEGRAR
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MEMBRANA PLASMÁTICA
Composição química LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E AÇÚCARES
Fluido extra celular
Citoplasma
Proteína periférica
Proteína integral
Filamentos de citoesqueletos
Colesterol
Glicolipídio
Glicoproteína
Carboidrato
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Proteínas
Integrais (transmembranas)
Periféricas
Lipídeos
Glicolipídes
Colesterol
Fosfolipídes
Proteína / Lipídeo
• Proporção variável
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PROTEÍNAS DA MEMBRANA
1. INTEGRAIS OU INTRÍNSECAS: encaixadas através da bicamada lipídica, sobressaem nas duas superfícies da bicamada lipídica. São estruturais, enzimas, receptores e transportadores.
2. EXTRÍNSECAS OU PERIFÉRICAS: ficam na superfície da bicamada lipídica, atraídas pela porção polar dos fosfolipídios ou ligadas às proteínas integrais. Tem atividade enzimática.
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PROTEÍNAS DE MEMBRANA
Proteínas integrais
Proteínas periféricas
Bicamada lipídica
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Proteínas de membrana
K+
Na+
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Poro Hidrofílico: múltiplas α-Hélices formam poros
aquosos
Proteínas Transmembrana
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FLUIDEZ DE MEMBRANA
• A membrana é fluída (líquida) – ácidos graxos insaturados.
• Os fosfolipídios e proteínas deslocam-se no plano da membrana, não ocupando portanto posição fixa.
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GLICÍDIOS DA MEMBRANA
• Na superfície externa da membrana há uma camada de carboidratos que se ligam aos fosfolipídios e proteínas.
• Fosfolipídio + glicídio = glicolipídio
• Proteína + glicídio = glicoproteína.
• A camada glicídica da face externa da membrana constitui o GLICOCÁLICE.
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GLICOCÁLICE
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Transporte através da Membrana
Dois processos básicos
Transporte Passivo
1- Osmose2- Difusão - Simples
- Facilitada
Transporte Ativo
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Barreira hidrofóbica impermeável a solutos e íons tamanho da molécula
solubilidade da molécula (em óleo)
Permeabilidade da Bicamada Lipídica
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PERMEABILIDADE DA MEMBRANA
• A membrana plasmática seleciona as moléculas que podem atravessá-la.
• O critério de seleção das moléculas está baseado no tamanho das moléculas e na carga elétrica.
• Moléculas menores atravessam a membrana com mais facilidade.
• Moléculas apolares atravessam a porção lipídica da membrana e as polares pelas proteínas, exceto as muito pequenas e fracamente polares.
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PERMEABILIDADE PASSIVA E ATIVA
• Duas soluções de diferentes concentrações tendem a igualar suas concentrações.
• PASSIVA: as moléculas movimentam-se do Meio de maior concentração para o meio de menor concentração, devido a diferença dos gradientes de pressão, não havendo consumo de energia (ATP).
• ATIVA: é a movimentação de moléculas do meio menos para o mais concentrado, com gasto de energia (ATP).
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TRANSPORTES PASSIVOS• OSMOSE: deslocamento do solvente (água) do
meio menos concentrado para o mais concentrado, através de uma membrana semipermeável.
• DIFUSÃO SIMPLES: espalhamento do soluto no solvente, do mais para o menos concentrado. Ocorre pela porção lipídica.
• DIFUSÃO FACILITADA: é a difusão mediada por um carreador. A substância transportada com a participação d uma proteína carreadora específica.
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Membrana semipermeável
A B
DIFUSÃO SIMPLES
O S M O S E( osmos = empurrar )
Passagem espontânea de água por uma
membrana semipermeável que separa duas
soluções ou dois meios.
Adaptado de Guyton e Hall
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Diferença de concentração de água
Movimento da ÁGUA de um meio HIPOSMÓTICO (menos concentrado em soluto) para um meio HIPEROSMÓTICO
(mais concentrado em soluto)
- +
ÁGUA AÇUCAR Membrana semipermeável
BAIXA CONCENTRAÇÃO DE AÇUCAR
ALTA CONCENTRAÇÃO DE ÁGUA
ALTA CONCENTRAÇÃO DE AÇUCAR
BAIXA CONCENTRAÇÃO DE ÁGUA
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Exemplo de O s m o s eHemácia colocada em um meio hiperosmótico
Perde volume – estado de plasmólise
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Exemplo de O s m o s e
Hemácia colocada em um meio hiposmótico
Aumenta o volume – estado de turgescência
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Plasmólise Hemólise
Hipertônica Isotônica Hipotônica
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Sangue NaCl 0,4%
NaCl 0,9%
Glicose 5%
Uréia 1,7%NaCl 2% Água
destilada
5 ml de cada solução em cada tubo + 2 ml de sangue
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DIFUSÃO FACILITADA
A molécula do soluto liga-se nos sítios ligantes da permease que se deforma e libera o soluto no outro lado
da membrana.
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TRANSPORTE ATIVO
• Ocorre contra o gradiente de concentração.
• É feito por proteínas transmembrana chamadas ATPases ou BOMBAS. Quebram ATP e liberam energia.
• Transporta sempre íons e moléculas polares.
• ATPaes são específicas. Ex. Bomba de Na+; bomba de Ca++...
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BOMBA DE Na++ e K+
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COTRANSPORTE
• É o transporte conjunto de duas moléculas ou íons ou íon e molécula através da membrana.
• Se ambos são transportados no mesmo sentido é chamado SIMPORTE.
• Se os dois vão em sentido oposto é chamado de ANTIPORTE. Ex. Bomba de Sódio e Potássio.
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COTRANSPORTE -SIMPORTE
Células do intestino tem alta concentração de glicose em seu interior e pequena concentração na luz do intestino. Mesmo
assim a célula absorve glicose passivamente, usando as altas concentrações do sódio na luz intestinal que passam para o
interior da célula e arrastam a glicose
Cotransportes
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Pressão Osmótica
É a quantidade de pressão necessária para interromper a osmose.
Membrana semipermeável
AB
Soluto Não - difusível
Água
Adaptado de Guyton e Hall
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Qual o fator que determina a pressão osmótica?
É a concentração da solução em termos de números de partículas por unidade de volume do líquido, e não em termos de massa do soluto.
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Osmolaridade - osmol
Expressa a concentração de uma solução em números de partículas (a unidade, chamada osmol), é usada no lugar de gramas.
1 osmol de soluto diluído em 1 kg de água = osmolalidade de 1 osmol por quilograma
Uma solução de 1/1000 = 1 miliosmol por quilograma.
Os líquidos extra e intracelular tem osmolalidade de aproximadamente 300 miliosmol por quilograma.
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Solução Valor Osmolaridade
NaCl 2% 0,6
NaCl 0,4% 0,1
NaCl 0,9% 0,27
Glicose 5% 0,27
Uréia 1,7% 0,27
Água Destilada 0,0
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Transporte em quantidade
• Os processos citados anteriormente só transportam moléculas pequenas ou quantidade pequenas de substâncias.
• Macromoléculas ou células inteiras são transportadas através da membrana pelos processos de ENDOCITOSE (entrada) E EXOCITOSE (saída). Na prática são os processos de FAGOCITOSE, PINOCITOSE E EXOCITOSE
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Fagocitose
A esquerda fagocitose de duas bactérias por um leucócito. A direita fagocitose de dois leucócitos velhos por um macrófago. Repare que pseudópodos são lâminas de citoplasma que são
“vestidas” sobre as células fagocitadas.
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Pinocitose
• É o englobamento de substâncias líquidas (soluções ou suspensões) por invaginação.
• Formam-se canais de pinocitose que são cortados formando vesículas de pinocitose que vão aos endossomos e posteriormente são parte dos lisossomos.
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Exocitose
• Consiste na eliminação de certas quantidades de material pela célula, como corpos residuais ou vacúolos excretores (material não digerido) ou vesículas de secreção (materiais produzidos pelas células, principalmente glandulares).
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Bibliografia
AIRES, M. M.2008. 3ª ed. Guanabara Koogan. RJ.
GUYTON, A. C & HALL, J. E. 1998. Fisiologia Humana e Mecanismos das Doenças. 6ª ed. Guanabara Koogan. RJ.
http://www.interactivephysiology.com/demo/systems/buildframes.html?cardio/actnpot/01