Transporte de Matria em Membranas Celulares Transporte passivo

Transporte de Matéria em Membranas Celulares Transporte passivo Difusão pela bicamada lipídica Eletrodifusão por canais 02/03/2021 1

Transporte: Fluxos i e Jie Jei Jr 02/03/2021 3

Transportes (fluxos) passivos através da membrana i e l dissipativos l 02/03/2021 4

Estrutura Molecular da Membrana Celular: Lipídios e Proteínas 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 5

Forças moventes • Diferença de potencial químico (concentração • Diferença de potencial elétrico (eletroforese) • Diferença de pressão hidrostática. 02/03/2021 6

Perfil de potencial químico – Soluto Hidrofílico 02/03/2021 7

Perfil de potencial químico – Soluto Hidrofóbico 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 8

Fluxos passivos através da membrana celular + 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 9

Difusão pela bicamada lipídica, sem assistência de proteínas de transporte 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 10

Partição Difusão Partição 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 11

Simulações de estrutura da bicamada lipídica em diferentes temperaturas 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 12

Difusão de Solutos através de uma Membrana. Equação de Fick Movimento térmico das partículas: Fenômeno probabílístico C 1 C 2 Fluxos: mol/(área x tempo) Fluxos unidirecionais Fluxo resultante da espécie i: Ji= Pi x Δci Equação de Fick Equilíbrio: Dci= 0 02/03/2021 Físico-química 13

Difusão na bicamada lipídica [S]em [S]im A=área, h=viscosidade, r=raio da partícula, NA número de Avogadro l 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 14

Difusão entre os compartimentos b [S]eaq [S]em [S]iaq b l coeficiente de partição permeabilidade 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 15

Regra de Overton Solubilidade relativa lipídio/HOH 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 17

Coeficientes de permeabilidade da membrana celular Substância Permeabilidade (cm/s) HOH 0, 3 x 10 -4 – 5 x 10 -3 Uréia 0, 4 x 10 -5 K+ 0, 2 x 10 -5 Anestésicos locais ~1 Ácido salicílico 1 CO 2 0, 3 O 2 22, 7 -125 (4 nm HOH= 50 -80) 02/03/2021 Março, 2009 difusão e eletrodifusão Fisiologia de membranas – difusão e eletrodifusão (bicamada e canais) 18 18

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Anestésicos locais 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 20

Ácido aracdônico e Prostaglandinas 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 21

Aspirina x prostaglandinas 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 22

Transporte de substâncias através das membranas por estruturas especializadas, formadas por proteínas 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 23

βi 0 (hidrófílicos) POROS, CANAIS E CARREGADORES 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 24

Íons em Solução (Água como Solvente) 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 25

A Voltage clamp

Eletrodifusão 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 27

Difusão e Eletroforese 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 28

Poros: não há oscilações entre estados (“gating”) Porina Aquaporina 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 29

CANAIS • Seletividade • Estruturas estocásticas nas quais a probabilidade do estado “aberto” (condutivo) pode ser modulada (GATING) • Tipos 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 30

Canais: Seletividade Discriminaçao de carga elétrica 02/03/2021 Discriminação de espécie: energia de hidrataçao difusão e eletrodifusão 31

A seletividade para um íon específico depende da energia de hidratação Ionic radius (Å) Número atômico Peso atômico Na+ 0. 95 11 23 Mg 2+ 0. 65 12 24 K+ 1. 33 19 39 Ca 2+ 0. 99 20 40 Cl- 1. 81 17 35 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 32

Canais: modulação Oscilações térmicas levam a proteína a conformações estáveis em escala de tempo de ms, A e F Canais são estruturas estocásticas Modulaçao (“gating”): A conformação A (aberto) pode ser favorecida por variáveis físicas, por ligação de outras moléculas ou íons, por fosforilação, etc. 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 33

“Gating” do Canal 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 34

Nomenclatura dos canais Seletividade Controle da abertura (“gating”) K+ • dependente de voltagem • retificadores para dentro • dependente de Ca 2+ • dependente de ATP • etc Na+ • dependente de voltagem • sensíveis a amiloride Ca 2+ • ativados por despolarização forte • ativados em voltagens negativas • operados por estoques cátions • colinérgico nicotínico • glutamatérgico Cl- • fibrose cística (CFTR) • dependente de Ca • dependente de voltagem • dependente de glicina 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 35

Estrutura do poro dos canais para cátion, familia VGL 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 36

Estrutura dos Kir – Canais para K+ 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 37

Estrutura molecular dos canais Canais para cátions, sensíveis a voltagem 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 38

Overall topology of CFTR comprises 12 TM regions (organized into two groups of six), two intracellular NBDs and the intracellular R domain. Linsdell P Exp Physiol 2006; 91: 123 -129 © 2005 by The Physiological Society

Canal CLC 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 40

Canal colinérgico nicotínico 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 41

Diferença de potencial eletroquímico + diferença de pressão hidrostática 290 m. Osm/l 32 mm. Hg<Ph<25 mm. Hg Pco=25 mm. Hg 290 m. Osm/l Proteína 7 g/dl Fluxo de volume (ml/s) 02/03/2021 difusão e eletrodifusão 42

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