Transporte através da membrana e osmose Fisioterapia-Terapia Ocupacional RCG2020/RFM006 3/23/2017

Moléculas se movem em solução por movimento browniano 3/23/2017

O tempo de difusão aumenta 10 vezes em relação a distância a ser difundida Distância da difusão (mm) Tempo 1 0,5 ms 10 50 ms 100 5 s 1000 8,3 min 10000 14 hr 3/23/2017

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 (pr) e a viscosidade do meio circulante(h) ; k =constante de Boltzman D = kT/6pr 1 2 3 D1 < D2 < D3 3/23/2017

Fluxo difusional líquido O fluxo (J) de uma substância através de uma membrana é proporcional a área da membrana (A) e a diferença de concentração dessa substância (DC), e inversamente proporcional a espessura da membrana (Dx) (lei de Fick) J = -DA (DC/Dx) Fluxo difusional líquido 3/23/2017

A membrana celular é lipídica e possui proteínas integrais que a atravessam 3/23/2017

O coeficiente de partição óleo/água reflete a solubilidade de uma substância em lipídeos e é proporcional a sua permeabilidade pela membrana 3/23/2017

Substâncias hidrosolúveis maiores que a água necessitam de “caminhos” hidrofílicos para atravessar a membrana Poros (canais) Transportadores 3/23/2017

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 3/23/2017

A difusão facilitada se caracteriza: Pela saturação do transporte Pela maior dependância da temperatura Por competição com antagonistas Concentração Velocidade do transporte Dif. Simples (canais) Dif. Facilitada (carreadores) 3/23/2017

Os canais iônicos são proteínas que formam poros 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 Membrana 3/23/2017

Os íons são segregados por transportadores presentes na membrana que realizam transporte ativo 1 2 K+ ATP ADP + Pi 3 Na+ 2 Ca++ 3 1 - Na/K ATPase 2 – Trocador Na/Ca 3 – Ca-ATPase reticular 3/23/2017

Transporte ativo significa o transporte de substâncias contra seu gradiente químico às custas de gasto energético 3 Na+ 2 K+ ATP ADP + Pi 1 Transporte ativo primário: Usa o ATP como fonte de energia livre Transporte ativo secundário: Usa o gradiente químico cirado pelo transporte ativo primário 3 Na+ Ca++ 2 3/23/2017

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) 3/23/2017

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 3/23/2017

Osmose O fluxo ocorre de onde a concentração do soluto é MENOR para onde a concentração do soluto é MAIOR 3/23/2017

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 3/23/2017

Do experimento anterior define-se: Pressão Osmótica (Dp) da Solução como sendo igual aquela Pressão Hidrostática (DP) que EQUILIBRA O SISTEMA Dp = DP 3/23/2017

Equação de van’t Hoff p = RT(iC) iC = osmolaridade da solução  = coeficiente osmótico; i = número de íons dissociados; C = concentração do soluto iC = osmolaridade da solução Como  ~ 1 para a maioria dos solutos, podemos simplificar a equação para p = RT(iC) Pressão Osmótica é uma Propriedade Coligativa da solução e não depende de membrana! 3/23/2017

O CONCEITO DE OSMOLARIDADE Osmolaridade = iC Para a maioria dos solutos fisiológicos  ~ 1 então podemos simplificar para Osmolaridade = iC - 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 Posm~ 290 mOsm/l Qual a Osmolaridade Plasmática??? 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. 3/23/2017

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 Tf.( 0C) calibração iC = DTf/1,86 ? Qualquer outra propriedade coligativa pode ser também utilizada como pressão de vapor e ponto de ebulição, porém PC é muito conveniente 3/23/2017

Quando a MEMBRANA IMPORTA: PRESSÃO OSMÓTICA EFETIVA Suponha: Água + solutos Água Membrana h=? -Qual a altura h? - Qual a Pressão Osmótica (p) da Solução ? Tempo h ou P(mmHg) 3/23/2017

A pressão efetiva que aparece através da membrana, depende agora P = p = RTC P < p h ou P(mmHg) Tempo 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 (s), pode ser estimado pela razão entre P e P. 3/23/2017

s é dependende de um soluto em particular em relação a uma determinada membrana. Faixa de variação de s: membrana 1 membrana 2 3/23/2017

CLASSIFICANDO SOLUÇÕES Padrão de comparação = PLASMA - Posm ~= 290 mOSm/l A) Quanto a Osmolaridade Compara-se número de partículas/volume p = 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 s 3/23/2017

As hemácias como sensores de tonicidade 3/23/2017

As hemácias como sensores de tonicidade Sacarose s = 1 Em 290 mOsm sacarose Em 100 mOsm sacarose Sol. Isoosmótica e isotônica Sol. hipoosmótica e hipootônica Em 900 mOsm sacarose Sol. Hiperosmótica e hiperotônica 3/23/2017

As hemácias como sensores de tonicidade Uréia s ~ 0,5 Em 290 mOsm uréia Sol. Isoosmótica e hipotônica Em 900 mOsm uréia Sol. Hiperosmótica e hipotônica 3/23/2017