Membranas Biológicas Flashcards
Porque estudar MBiológicas?
- Ponto crucial de seletividade
- Muitos fármacos atuam nas membranas
- Atuam em exames diagnósticos
- A maioria das doenças de hoje atuam atrapalhando a membrana
Membrana Moderna
Modelo mosaico fluido; as proteínas tem posições e funções preferenciais (movimentação restrita devido a barreiras de interações)
Porque as MB se organizam como uma dupla membrana?
Micela -> cone
Membrana -> cilindro
Interação H2O-H2O libera mais energia do que a solvatação; evita o contato com a H2O
Composição das MB
Lipídeos (fosfolipídeos, glicollipídeos, esteroides [colesterol], esfingolipídeos), Proteínas e Açúcares;
Ácido Fosfatídico é precursor dos fosfolipídeos;
Diferenças na composição –> diferenças na função e no local;
Palmitato –> produto principal da síntese de lipídeos no ser humano
Fosfatidilinositol –> sinalização na célula
Desestruturação na MP –> doenças
Dependendo de como a preteína está, outras coisas podem se ligar nela
Funções da MP
- Divisão de compartimentos: otimiza as funções complexas (alto custo energético) e multitasking; gera barreiras
- Sinalização: intermedeia o contato entre regiões; amplifica os sinais e a comunicação
- Conserva energia: formação de um gradiente eletroquímico
- Adesão celular
- Transporte Seletivo
Propriedades das MB
- Assimetria
- Curvatura
- Elasticidade
- Líquido Cristalino
- Propriedades Elétricas
Assimetria
Fato de que a MP não é homogênea em termos dos lipídeos e das proteínas; cada membrana tem por si só; entre diferentes células, organelas e regiões; interação preferencial entre diferentes tipos de lipídeos entre si (clusters); lipideos se movem extremamente rápido (alta flexibilidade de difusão e translação [+ lenta]); existem proteínas que geram movimento de flip-flop (flipase e flopase) e que geram gradientes que permitem esse movimento guiado e único; são exclusivos de cada lipídeo;
fosfatidilserina: quase só na face interna, devido a esse gradiente; principal sinalizador imunológico para a fagocitose de uma celula apoptótica; célula morre -> fosfatidilserina vai pra fora; embaralhase -> desfaz o trabalho das flipases e flopases; sinalização para morte da célula, sem ATP e jogando fosfatidilserina para fora
bainha de mielina –> esfingomielina
Curvatura
Proteína interage com a MP e forma a curvatura e o raio de cuvatura tbm; coisas maiores para fora
Elasticidade
MP tem capacidade autoselante muito forte; isso é muito importante biologicamente; eletroporação: raio na célula faz ela abrir
Líquido Cristalino
MP são fluidas;
Cristal -> padrão reconhecível e reprodutivo
Fluido newtoniano -> partículas (corpos de massa) que não suportam forças de cisalhamento (se arrastar um trem em cima deforma)
Viscosidade -> perfil de velocidade, devido à fora de cisalhamento
Fluidez da MP é moldável por sua composição; qnt menor a cadeia de AG, mais fluida; qnt mais insat, mais fluida (na célula só tem insat cis, torção da molécula piora o empacotamento)
Capacitação -> choque térmico; alta temp dps baixa tmp; mt insat, mais fluida, mais fácil de mexer, torna a MP fluida a T baixas; em
T altas torna a MP mais rígida
Colesterol -> efeito duplo; parte plana não varia mt pra mais nem pra menos
Propriedades Elétricas
Canais Iônicos - resistores que permitem a passagem de íons; resistência é inversamente proporcional à condutância
Bioeletrogênese
3 características: Resistência;
Capacitância; ΔV
Resistência
Íons são efetivamente impermeáveis à membrana, em condições fisiológicas normais, é refletido;
Para seu transporte, precisa de um outro caminho -> proteínas de membrana (canais iônicos); se não existissem, a resistência da MP seria infinita; permitem e restringem o fluxo de íons;
Conferem uma resistência finita à membrana, e também confere condutância (G); reação ocorre devido a um gradiente de concentração;
MP mantém um desequilíbrio e armazena energia;
Soluções diluídas se parecem com gases ideais;
Difusão acontece porque chega em um estado de menor energia; soma de probabilidades; quando fica igual -> probabilidade de ir é igual à de voltar, tá indo e tá voltando (menor energia);
Quanto maior a Δ[ ], mais restrito, menor a entropia (grau de liberdade que o sistema tem); sistema atinge o equilíbrio quando chega em um estado de maior entropia
Capacitância
Soluções biológicas de modo geral são eletricamente neutras; Tanto que você armazena para uma determinada ΔE; as MP tem alta capacitância: de onde vem isso?
Por estímulos internos e externos, gera-se um ΔV; o interior fica positivo e o exterior, negativo: pq essa carga interage eletricamente com as cargas do outro lado; a repulsão de cargas do mesmo sinal é aliviada pela atração de cargas de sinais contrários dos 2 lados da MP (fel=Kqq/d^2; dist muito pequena, ent a fel de atração entre as cargas é muito grande); cada carga que coloca fica mais difícil de add mais (repulsão das cargas de mesmo sinal); quando iguala as duas energias, de dentro e de fora, aí não acumula mais carga;
Para uma mesma energia aplicada, consegue-se acumular mt mais cargas, devido à essa estrutura: C=ΔQ/ΔV
Corpo com alta C, e ΔQ e baixo ΔV -> precisa colocar muita carga para variar a energia através da MP -> da buff de cachê
Se variasse pc, ela teria um pequeno range de ΔQ e não conseguiria somar V -> pode lisar a célula pelo excesso de carga, se a MP não tivesse alta C, íons iriam furar a MP; qualquer estímulo ia gerar ΔV tão grande que ia impedir (saturar) o lim da MP de entender um sinal
Potencial de Repouso das Células
Cada sólido que entra, trás consigo sua carga e um desbalanço de carga entre os meios;
Força: toda vez que você tem um gradiente de Ep ao longo de eixo, você tem uma força incidindo por esse sistema
Força devido à Δ[ ] -> Δ de Equím
O gradiente de energia move as partículas; armazenamento de energia derivado do Δ[ ];
Δμ=R.T.ln (Q)
Δμ= Fquim
R=N.K
Quando o potencial da membrana é igual à +69mV, Na sai e entra igualmente; quando o potencial é maior que esse valor, a Fel>Fquim, e Na sai; quando o potencial é menor que esse valor, a Fquim>Fel, e Na entra
ΔEel= Z.F.ΔV; gera um equilíbrio quando a E de entrada é a mesma de saída
F= cte de Faraday, carga molar do íon
Δμ=ΔE, iguais de sentido contrário
Equação de Nernst: - RT/ZF . Δln(Q) =ΔV
ΔV= Potencial de Equilíbrio Eletroquímico; potencial que aparece na MP, devido à passagem de cargas; 1 por íon
Δln(Q)= Potencial de membrana para o qual as forças eletrica e química são iguais em módulo
O sinal dos fenômenos biológicos refletem o sentido;
Quando o potencial da membrana é igual a -100mV, Fel=Fquim, K entra e sai na mesma medida; quando o potencial é maior que esse valor (-90,-80), Fquim>Fel e K sai na célula; quando o potencial é menor que esse (-110), Fel>Fquim e K entra da célula
Vai haver um potencial de equilíbrio (repouso) é uma média dos ΔV dos íons permanentes, uma média ponderada, pela capaciade que a MP tem de conduzir os íons; normalmente Na e K; poucos canais, aumenta a resistência e diminui a condutância; muitos canais, diminui a resistência e aumenta a condutância;
i=V.G
i= corrente que passa dos íons
Repouso -> i entra= i sai
Gna (Vm- Ena) = - Gk (Vm - Ek)
Vm= voltagem da membrana
E…= potencial de equilíbrio do íon
Vm=(Gna.Ena+Gk.Ek)/Gna+Gk
Mais canais de K do q de Na –>Vm= - e mais próximo do K; mais condutor para o K, chega mais perto do K
Se tiver mesmo G para K e Na -> Mpond=Marit
Para isso acontecer, tem que haver um gradiente de [ ]; quem mantém? a bomba de NaK (transporte ativo, gasto de energia enorme para gerar o gradiente eletroquímico; o ATP vem do gradiente (reações de oxirredução) de prótons na mitocôndria -> aproveita dessa energia para ADP+Pi=ATP)
