Fisiologia celular A clula a menor unidade da

Fisiologia celular: A célula é a menor unidade da matéria viva Diversos tipos de células

Elementos constitutivos de uma célula Membrana cellular Elemento de separação entre intracelular e extracellular

De que material somos feitos? Água (molécula polar) Íons (Na+, Cl-, K+, Ca++) Proteínas (ânions) +H O 2+H Compartimento celular

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As concentrações iônicas são diferentes dentro e fora da célula íon [íon]0 (m. M) [íon]I (m. M) Na+ Cl. K+ Ca++ 145 100 4, 5 1, 8 15 5 150 0, 0001

A membrana celular possui proteínas que formam canais que passam íons Canais podem ser seletivos para potássio, sódio, cálcio ou cloreto, ou para cátions ou ânions Os canais podem estar sempre abertos ou abrirem em resposta a algum estímulo Canal iônico (g) Os canais Iônicos podem ser vistos como condutores (g) porque passam corrente elétrica na forma de íons! Membrana (C)

BIOELETROGÊNESE • ESTRUTURA CELULAR • MEMBRANA CELULAR: • Estrutura elástica muito delgada que circunda toda a célula; • Formada por uma bicamada lipídica e moléculas de proteínas; • Função: servir de barreira à passagem de água e solutos hidrossolúveis entre o líquido extracelular e intracelular.

BIOELETROGÊNESE • TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA: • • DIFUSÃO: movimento aleatório e contínuo das moléculas, umas contra as outras, nos líquidos ou nos gases; Energia cinética; • DIFUSÃO SIMPLES • DIFUSÃO FACILITADA • TRANSPORTE ATIVO: movimento de íons ou de outras substâncias, através da membrana em combinação com uma proteína transportadora, que faz com que a substância se mova em direção oposta à de um gradiente de energia; Fonte adicional de energia. •

BIOELETROGÊNESE • DIFUSÃO: • SUBST NCIAS LIPOSSOLÚVEIS: se dissolvem diretamente na bicamada lipídica e se difunde através da membrana celular; • Oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono e álcool • SUBST NCIAS HIDROSSOLÚVEIS: passam pelos canais dos poros das proteínas; • Proteínas canais: possuem permeabilidade seletiva; • Água se difunde pelos canais e através de toda membrana rapidamente.

BIOELETROGÊNESE • DIFUSÃO: • DIFUSÃO SIMPLES: movimento cinético das moléculas ou dos íons ocorre através de uma abertura na membrana, sem qualquer interação com proteínas transportadoras; • DIFUSÃO FACILITADA: requer a interação com uma proteína transportadora específica, que ajuda a passagem das moléculas e dos íons; • Movimento de vaivém na membrana, através de um receptor de ligação na parte interna da proteína transportadora; • Ligação do receptor com a molécula é fraca fazendo com que ela se separe do receptor e seja liberada no lado oposto da membrana.

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BIOELETROGÊNESE • FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA DIFUSÃO: • EFEITO DA DIFERENÇA DE CONCENTRAÇÃO: a velocidade com que uma substância vai difundir para o lado interno é proporcional à concentração das moléculas do lado externo e vice-versa; • EFEITO DO POTENCIAL ELÉTRICO SOBRE A DIFUSÃO DE ÍONS (POTENCIAL DE NERNST): se um potencial elétrico for aplicado na membrana, a carga elétrica dos íons faz com que eles se movam através da membrana mesmo que não exista diferença de concentração para provocar o movimento; • • EFEITO DA DIFERENÇA DE PRESSÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA: Soma de todas forças diferentes moléculas que se chocam com uma determinada área de superfície em um certo instante; Quando a pressão é maior em um lado da membrana do que no outro lado, significa que a força de choque contra o canal em um lado da membrana é maior que do outro lado. •

BIOELETROGÊNESE • POTENCIAL DE MEMBRANA: impulsos eletroquímicos que são gerados nas membranas de todas as células do corpo; • Esses impulsos são usados para transmitir sinais por toda membrana dos nervos e músculos;

Medida do potencial de membrana

Registro do potencial de repouso 0 m. V -80 m. V + + + - - - TIPO CELULAR + + + - - - Em (m. V) Neurônio -70 Músculo esquelético -80 Músculo cardíaco (atrial e ventricular) -80 Músculo liso -55

Potencial de repouso • Todas as células apresentam uma diferença de potencial elétrico (voltagem) através da membrana. • Alterações na permeabilidade iônica da membrana levam a alterações do potencial da membrana.

Perguntas: • Como é gerado o Potencial de Repouso? • Como é mantido o Potencial de Repouso?

Potencial de equilíbrio eletroquímico (E) de um íon (J/mol) – Diferença de energia potencial do íon entre dois compartimentos (DE): K+ K+ Cl- 0, 1 M KCl 0, 01 M KCl Lado 1 Lado 2

Potencial de equilíbrio iônico (Ei) Potencial elétrico que contrabalança o potencial químico gerado pela diferença de concentração iônica. Fluxo líquido nulo! Membrana permeável apenas ao cátion 59 m. V K+ K+ Cl- 0, 1 M KCl Lado 1 0, 01 M KCl Lado 2 K+ Cl- + Cl. K+ K+ Cl- K+ K+ + K Cl. K+ K+ Cl. Cl K+ K+ Cl- Cl. Cl+ K+ Cl- K Cl-

Se a membrana é permeável apenas ao ânion o potencial inverte de sinal - 59 m. V K+ Cl 0, 1 M KCl Lado 1 K+ Cl- 0, 01 M KCl Lado 2

Se ambos os íons se difundem igualmente não é gerado o potencial de equilíbrio Membrana permeável a cátions e ânions (ambos potenciais de equilíbrio se anulam) + K+ Cl 0, 1 M KCl Lado 1 0 m. V - K+ Cl- 0, 01 M KCl Lado 2

Perguntas: • Como é gerado o Potencial de Repouso? • Como é mantido o Potencial de Repouso?

Os íons são segregados por transportadores presentes na membrana que realizam transporte ativo 3 Na+ 1 2 K+ 3 ATP Na+ 2 Ca++ 1 - Na/K ATPase 2 – Trocador Na/Ca 3 – Ca-ATPase reticular ADP + Pi 3

A Na/K ATPase é eletrogênica, porém sua contribuição direta para o potencial de repouso é pequena • A inibição da Na/K ATPase por digitálicos cardiácos (ouabaína) despolariza a célula por poucos milivolts (2 -16), em média. • Músculo esquelético: 6 -8 m. V. • Músculo cardíaco: 12 -16 m. V.

Perguntas: • Como é gerado o Potencial de Repouso? • Como é mantido o Potencial de Repouso? • Como se altera o Pot. Membrana? Potencial de Ação?