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

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

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

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

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

MOVIMENTAÇÃO E FIXAÇÃO DA ÁGUA NOS COMPARTIMENTOS

LÍQUIDO VASCULAR

LÍQUIDO INTERSTICIAL

LÍQUIDO INTRACELULAR (TRANSPORTE ELETROLÍTICO)

PR

ES

SÃ

OH

IDR

OS

TÁ

TIC

Aio

n s

ód

io

eb

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card

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PR

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Ap

rote

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tica

s

Estrutura molecular da membrana plasmática

Modelo de Singer e Nicholson (1972)Modelo do Mosaico

Fluido

Proteínas embebidas na bicamada lipídica;

Meio Intracelular

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.

Algumas funções da membrana plasmática

SEPARARSEPARAR

INTEGRARINTEGRAR

MEMBRANA PLASMÁTICA

Composição química LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E AÇÚCARES

Fluido extra celular

Citoplasma

Proteína periférica

Proteína integral

Filamentos de citoesqueletos

Colesterol

Glicolipídio

Glicoproteína

Carboidrato

Proteínas

Integrais (transmembranas)

Periféricas

Lipídeos

Glicolipídes

Colesterol

Fosfolipídes

Proteína / Lipídeo

• Proporção variável

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.

PROTEÍNAS DE MEMBRANA

Proteínas integrais

Proteínas periféricas

Bicamada lipídica

Proteínas de membrana

K+

Na+

Poro Hidrofílico: múltiplas α-Hélices formam poros

aquosos

Proteínas Transmembrana

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.

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.

GLICOCÁLICE

Transporte através da Membrana

Dois processos básicos

Transporte Passivo

1- Osmose2- Difusão - Simples

- Facilitada

Transporte Ativo

Barreira hidrofóbica impermeável a solutos e íons tamanho da molécula

solubilidade da molécula (em óleo)

Permeabilidade da Bicamada Lipídica

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.

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).

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.

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

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

Exemplo de O s m o s eHemácia colocada em um meio hiperosmótico

Perde volume – estado de plasmólise

Exemplo de O s m o s e

Hemácia colocada em um meio hiposmótico

Aumenta o volume – estado de turgescência

Plasmólise Hemólise

Hipertônica Isotônica Hipotônica

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

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.

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++...

BOMBA DE Na++ e K+

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.

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

Pressão Osmótica

É a quantidade de pressão necessária para interromper a osmose.

Membrana semipermeável

AB

Soluto Não - difusível

Água

Adaptado de Guyton e Hall

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.

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.

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

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

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.

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.

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).

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