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11/3/20131 Transporte através da membrana e osmose Fisioterapia-Terapia Ocupacional RCG2020/RFM006.

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2 11/3/20131 Transporte através da membrana e osmose Fisioterapia-Terapia Ocupacional RCG2020/RFM006

3 11/3/20132 Moléculas se movem em solução por movimento browniano

4 11/3/20133 O tempo de difusão aumenta 10 vezes em relação a distância a ser difundida Distância da difusão ( m) Tempo 10,5 ms 1050 ms 1005 s 10008,3 min hr

5 11/3/20134 O Coeficiente de difusão (D) é proporcional a velocidade na qual a molécula se difunde pelo meio D é inversamente proporcional ao tamanho da molécula ( r) e a viscosidade do meio circulante( ) ; k =constante de Boltzman D = kT/6 r D1 < D2 < D3

6 11/3/20135 O fluxo (J) de uma substância através de uma membrana é proporcional a área da membrana (A) e a diferença de concentração dessa substância ( C), e inversamente proporcional a espessura da membrana ( x) (lei de Fick) Fluxo difusional líquido J = -DA ( C/ x)

7 11/3/20136 A membrana celular é lipídica e possui proteínas integrais que a atravessam

8 11/3/20137 O coeficiente de partição óleo/água reflete a solubilidade de uma substância em lipídeos e é proporcional a sua permeabilidade pela membrana

9 11/3/20138 Substâncias hidrosolúveis maiores que a água necessitam de caminhos hidrofílicos para atravessar a membrana Poros (canais) Transportadores

10 11/3/20139 Substâncias podem atravessar a membrana passivamente seguindo o seu gradiente de concentração por difusão simples ou por difusão facilitada Difusão simples usa poros (canais) Difusão facilitada usa carreadores

11 11/3/ A difusão facilitada se caracteriza: 1.Pela saturação do transporte 2.Pela maior dependância da temperatura 3.Por competição com antagonistas Concentração Velocidade do transporte Dif. Simples (canais) Dif. Facilitada (carreadores)

12 11/3/ Os canais iônicos são proteínas que formam poros que passam íons Canal iônico Membrana Canais podem ser seletivos para potássio, sódio, cálcio ou cloreto ou para cátions ou ânionsCanais 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 estímuloOs canais podem estar sempre abertos ou abrirem em resposta a algum estímulo

13 11/3/ Os íons são segregados por transportadores presentes na membrana que realizam transporte ativo 3 Na + 2 K + ATP ADP + P i 1 3 Na + Ca ++ Ca Na/K ATPase 2 – Trocador Na/Ca 3 – Ca-ATPase reticular

14 11/3/ Transporte ativo significa o transporte de substâncias contra seu gradiente químico às custas de gasto energético 3 Na + 2 K + ATP ADP + P i 1 Transporte ativo primário: Usa o ATP como fonte de energia livre 3 Na + Ca ++ Ca ++ 2 Transporte ativo secundário: Usa o gradiente químico cirado pelo transporte ativo primário

15 11/3/ Água se difunde pela membrana por duas maneiras Por pequenos espaços criados momentaneamente por dois fosfolipídeos adjacentes Por poros formados por proteínas permeáveis a água (canais de água)

16 11/3/ Osmose Osmose é definido como o fluxo de água através de uma membrana semipermeável Membrana semipermeável: membrana permeável ao solvente (água) mas não aos solutos

17 11/3/ Osmose O fluxo ocorre de onde a concentração do soluto é MENOR para onde a concentração do soluto é MAIOR

18 11/3/ Osmose A osmose ocorre porquê o soluto diminui o potencial químico da água A água então tende a fluir de onde o potencial químico é maior para onde o potencial químico é maior A presença do soluto também causa –Redução da pressão de vapor –Menor ponto de congelamento –Maior ponto de ebulição

19 11/3/ Do experimento anterior define-se: Pressão Osmótica ( ) da Solução como sendo igual aquela Pressão Hidrostática ( P) que EQUILIBRA O SISTEMA = P

20 11/3/ Como ~ 1 para a maioria dos solutos, podemos simplificar a equação para = RT(iC) Equação de vant Hoff Pressão Osmótica é uma Propriedade Coligativa da solução e não depende de membrana! = RT( iC) = coeficiente osmótico; i = número de íons dissociados; C = concentração do soluto iC iC = osmolaridade da solução

21 11/3/ O CONCEITO DE OSMOLARIDADE - Por Definição: solução 1 Osmolar 1 Osmol/l Número de Avogadro de partículas/litro exemplos: Solução 1 Molar de glicose tem 1Osmol/litro - 1 Osmolar Solução 1 Molar de NaCl tem 2 Osm/litro - 2 Osmolar Qual a Osmolaridade Plasmática??? P osm ~ 290 mOsm/l Portanto, qualquer método que avalie o número de partículas por litro, constitui-se num método de medida de Osmolaridade! Por exemplo o ponto de congelamento de uma solução. Osmolaridade = iC Para a maioria dos solutos fisiológicos ~ 1 então podemos simplificar para Osmolaridade = iC

22 11/3/ Ponto de Congelamento da solução é muito empregado: lembrar: ponto de congelamento é inversamente proporcional a concentração da solução (número de partículas/volume). Portanto: Osmolaridade T f.( 0 C) 0 calibração ? Qualquer outra propriedade coligativa pode ser também utilizada como pressão de vapor e ponto de ebulição, porém PC é muito conveniente iC = T f /1,86

23 11/3/ Quando a MEMBRANA IMPORTA: PRESSÃO OSMÓTICA EFETIVA Suponha: Água + solutos Água Membrana h=? -Qual a altura h? - Qual a Pressão Osmótica ( ) da Solução ? Tempo h ou P(mmHg)

24 11/3/ Tempo h ou P(mmHg) P RTC P < A pressão efetiva que aparece através da membrana, depende agora de propriedades da mesma. Ou seja, da permeabilidade relativa entre soluto e solvente. Esse parâmetro, que chamaremos Coeficiente de Reflexao (, pode ser estimado pela razão entre P e

25 11/3/ Faixa de variação de membrana 1membrana 2 é dependende de um soluto em particular em relação a uma determinada membrana.

26 11/3/ A) Quanto a Osmolaridade Compara-se número de partículas/volume RT iC - propriedade da solução unicamente! B) Quanto a Tonicidade Compara-se a capacidade de desenvolver pressão osmótica efetiva - propriedade do sistema soluto-membrana. É Dependente de CLASSIFICANDO SOLUÇÕES Padrão de comparação = PLASMA - P osm ~= 290 mOSm/l

27 11/3/ As hemácias como sensores de tonicidade

28 11/3/ As hemácias como sensores de tonicidade Em 290 mOsm sacarose Em 100 mOsm sacarose Sol. Isoosmótica e isotônica Sol. hipoosmótica e hipootônica Sacarose = 1 Em 900 mOsm sacarose Sol. Hiperosmótica e hiperotônica

29 11/3/ As hemácias como sensores de tonicidade Em 290 mOsm uréia Sol. Isoosmótica e hipotônica Uréia ~ 0,5 Em 900 mOsm uréia Sol. Hiperosmótica e hipotônica


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