Xx/xx 1 Membrana Plasmática. xx/xx 2 3 Membrana Plasmática - Características principais:  A membrana celular ou plasmática é uma camada dupla de moléculas.

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1 xx/xx 1 Membrana Plasmática

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3 3 Membrana Plasmática - Características principais:  A membrana celular ou plasmática é uma camada dupla de moléculas de fosfolipídios. Proteínas de vários tipos estão inseridas e atravessando completamente a bicamada fosfolipídica, e os carboidratos ligam-se a proteínas e lipídeos na superficie extracelular; São estruturas delgadas, que mede cerca de 75 Å de espessura, visíveis detalhadamente apenas em M.Eletrônico

4 xx/xx 4  Diferenciam-se na espessura, nas funções e na composição química.  São 3 os tipos:  Protéica: Possui de 76% de proteína, 24% lipidios portanto, alta funcionalidade. Ex: membranas mitocondrial interna, dos tilacóides e procariontes.  Plasmática: Possui 50% de lipídeos e 50% de proteínas. Ex: membrana mitocondrial externa e membranas eucariontes em geral e dos eritrócitos  Mielínica: Possui de 79% lipídeos e 17 proteína, e 3% carboidratos, são estruturalmente resistentes. Ex: bainha de mielina dos neurônios

5 xx/xx 5 Membrana plasmática - Funções:  Isolamento Físico - mantém o conteúdo interno ou citoplasmático separado, porém não isolado do meio externo;  Regulação das trocas com o ambiente: controla a entrada de íons e nutrientes, a eliminação de excretas, e a liberação de produtos de secreção (permeabilidade seletiva);  Comunicação entre a célula e seu ambiente: ela contém receptores que permitem reconhecer as moléculas ou as mudanças no ambiente externo;  Suporte estrutural : as proteínas presentes mantém o formato celular, e tb criam junções especializadas que estabiliza a estrutura.

6 xx/xx 6 Membrana plasmática - Composição química : Os principais componentes estruturais de membranas são : Lipídios - fosfolipídios, totalizando 25% a 40%  Proteínas - 60% a 75% são os compostos que participam diretamente na formação de membranas celulares.  Glicídios e outras moléculas permanentes ou transitórias,  Antígenos, Enzimas

7 xx/xx 7 Membrana plasmática - Composição química: LIPO-GLICO-PROTÉICA 1. Lipídeos: ESTRUTURAL. São moléculas anfipáticas (com domínio polar e apolar) que se diferenciam pelo grupamento alcoólico e existem em 3 tipos: - FOSFOLIPÍDEOS, como fosfoglicerídeos e esfingolipídeos; - GLICOLIPÍDEOS, como cerebrosídeos (com monossacarídeos) e gangliosídeos (com polissacarídeos) - COLESTEROL, que se encaixa entre os fosfolipídeos e confere rigidez à MP, diminuindo a funcionalidade.

8 xx/xx 8 Membrana plasmática - Composição química: 2. Glicídeos : São estruturas polares que formam o glicocálix. Existem em dois tipos: - Monossacarídeos e oligossacarídeos dos glicolipídeos - Oligossacarídeos das glicoproteínas de membrana. 3. Proteínas: FUNCIONAL. São moléculas também anfipáticas e existem em 2 tipos: -INTEGRAIS OU INTRÍNSECAS, são fortemente associadas aos lipídeos sendo, portanto, de difícil remoção; - PERIFÉRICAS OU EXTRÍNSECAS, estão fracamente associadas aos lipídeos e podem ser facilmente removidas com expectrina (uma das formas de Hb)

9 xx/xx 9  O modelo estrutural mais aceito atualmente é o proposto pelos cientistas Singer e Nicholson em 1972, e corresponde a um aprimoramento de um modelo anterior de Dawson e Danielli.  Segundo o modelo de Singer e Nicholson, a bicamada lipídica está presente, como no modelo proposto por Dawson e Danielli, porém as proteínas não estão imersas na bicamada revestindo-a interna e externamente. Na verdade, as proteínas apresentam uma mobilidade especial, podendo se deslocar lateralmente ou atravessar a bicamada lipídica, projetando-se nas superfícies interna ou externa da membrana plasmática. Membrana plasmática - Estrutura:

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12 xx/xx 12  Conclui-se, portanto, que a membrana é relativamente fluida, pois as moléculas de proteínas apresentam certa liberdade de movimentação. Por isso, o modelo de Singer e Nicholson é denominado mosaico fluido.  Esse modelo é satisfatório para que as membranas celulares possam exercer todas as suas capacidades e funções, especialmente a sua permeabilidade seletiva.

13 xx/xx 13  Ao microscópio eletrônico, a membrana plasmática apresenta um aspecto trilaminar característico.  São duas lâminas laterais mais densas, correspondendo aos pólos hidrófilos dos lipídios mais as proteínas, e uma lâmina central mais clara, que corresponde aos pólos hidrofóbicos da bicamada lipídica.  Este aspecto se repete em todas as membranas da célula, tanto na membrana plasmática quanto na de organelas, como mitocôndrias, cloroplastos, retículo endoplasmático e outros.

14 xx/xx 14 Microfotografia da membrana plasmática

15 xx/xx 15 REFORÇOS DA MEMBRANA Em células de vegetais, células animais, bactérias e de outros seres, pode-se encontrar a superfície externa da membrana com uma série de envoltórios com composição e funções variadas. 1. Glicocálice – é um envoltório externo de células animais formado por glicolipídios e glicoproteínas. FUNÇÕES: As principais são de proteção, barreira de difusão, enzimática, antigênica – só a porção constante – adesiva, inibição por contato, reconhecimento celular e definição de um ambiente especial, com pH, força iônica e carga elétrica próprios.. Cada célula tem o seu glicocálice característico como uma espécie de "impressão digital da célula". Esta característica permite que as células de um determinado tecido reconheçam- se entre si, limitando o seu crescimento por inibição de contato.

16 xx/xx 16 Microfotografia de membrana plasmática com vilosidades e glicocálice

17 xx/xx 17 Constituição: - Variáveis: como as glicoproteínas e as glicosaminoglicanas, que são primeiramente secretadas pela membrana e depois aderidas por ela; - Constante: como a porção glicídica de glicoproteínas e glicolipídeos.  As células cancerosas, p. ex., apresentam o seu glicocálice alterado, por isso não param o seu crescimento pelo contato com as células vizinhas, formando então massas celulares que se constituem nos tumores.  Uma aplicação prática desta função seria a proteção contra certos tipos de vírus. Tanto alguns vírus quanto o ác. siálico ou N-acetil-neuramínico (presente em certos glicocálice) possuem carga negativa, ocorrendo, assim, repulsão entre eles.

18 xx/xx 18 REFORÇOS DA MEMBRANA 2.Parede bacteriana é um envoltório externo de muitas bactérias e tem como principal função a manutenção da forma específica de cada bactéria, protegendo-as das variações osmóticas do meio. 3.Parede celular é o envoltório característico das células vegetais. Ela possui uma composição química complexa e atua principalmente como estrutura esquelética.

19 xx/xx 19 Célula Vegetal:- parede celular

20 xx/xx 20 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS – a. FUNÇÕES:  Incorporação de novas substâncias para o metabolismo celular (nutrição);  Eliminação de restos metabólicos (excreção);  Eliminação de substâncias especiais para o metabolismo extracelular (secreção).  E também funções especiais como: polarização de membrana (pela bomba de sódio e potássio) e  Defesa celular (pela fagocitose em leucócitos).  Equilíbrio hídrico e  Controle da turgescência celular também estão presentes (pela difusão ou osmose)

21 xx/xx 21 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS  Os componentes hidrofóbicos, solúveis nos lipídios, atravessam facilmente a membrana, por ser esta constituída de uma bicamada lipídica, como é o caso dos ácidos graxos, hormônios esteróides e anestésicos.  As substâncias hidrófilas, insolúveis nos lipídios, penetram nas células com mais dificuldade, dependendo do tamanho da molécula e também de suas características químicas.  A configuração molecular poderá permitir que a substância seja transportada por intermédio de um dos mecanismos especiais desenvolvidos durante a evolução, como o transporte ativo e a difusão facilitada.

22 xx/xx 22 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS b. PROPRIEDADES: Permeabilidade Seletiva:  É a capacidade de permitir o trânsito de íons e pequenas moléculas para regulação do volume celular e do pH - obtendo condições ótimas para a realização de reações – para eliminação de toxinas e para extração e concentração de combustíveis metabólicos.  A velocidade da permeabilização é tanto maior quanto maiores forem a lipossolubilidade da molécula passante, a magnitude do gradiente de concentração, a fluidez da membrana e a temperatura ambiente; e tanto maior quanto menores forem o tamanho da molécula passante e a espessura da membrana.

23 xx/xx 23 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS Transporte molecular: - Passagem do solvente: difusão osmótica. - Passagem do soluto: Transportes ativo e passivo. a. TRANSPORTE PASSIVO: é impulsionado por gradientes iônicos, não havendo gasto de energia a partir da hidrólise de ATP. Podem ocorrer por: 1. Através da bicamada; 2. Por difusão facilitada : 3. Mediada por canais iônicos ou protéicos: o interior desses canais é polar, o que permite a passagem de íons, e raramente encontram-se sempre abertos, pois geralmente se abrem mediante a um estímulo químico

24 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS Transporte Passivo: Osmose - Osmose - (osmos= empurrar) É um fenômeno de difusão em presença de uma membrana semipermeável. Nele, duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana que é permeável ao solvente e praticamente insolúvel ao soluto. Há, então, passagem do solvente de onde está em maior quantidade (solução hipotônica) para onde está em menor quantidade (solução hipertônica ). Solução Hipotônica (Hemólise) Solução Hipertônica (Crenação)

25 xx/xx 25 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS Transporte passivo: OSMOSE  Com esta passagem, verifica-se um aumento da quantidade de água na solução hipertônica, fazendo com que haja maior diluição da solução e, assim, diminuição da sua concentração.  osmose que possibilita isotonia entre uma substância hipertônica e uma hipotônica, com passagem de solvente através de uma membrana semipermeável.  Essa pode, inclusive, ser fatal para a célula, como no caso da hemácias que, em presença de soluções pouco concentradas, sofrem hemólise.  A presença da parede celular nas células vegetais torna peculiar este fenômeno, onde a célula vegetal, mesmo em meios muito pouco concentrados em relação aos seus vacúolos, não explode (deplasmólise). Em soluções hipertônicas esses dois tipos de células apresentam, respectivamente, crenação e plasmólise.

26 Osmose A célula vegetal é vulnerável aos ambientes hipertónicos, a saída da água contida no seu vacúolo, provoca uma diminuição do volume celular e, consequentemente, o afastamento da membrana plasmática relativamente à parece celular. Este fenómeno designa-se comumente por plasmólise. Plasmólise Deplasmólise Célula Túrgida Desligamento da parede celular HipotônicoHipertônico

27 xx/xx 27 Osmose

28 xx/xx 28 Transporte Passivo : Difusão Facilitada  Passagem do soluto de uma solução hipertônica para uma solução hipotônica, usando uma proteína carreadora, até que elas fiquem em isotonicidade  São, ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carreadoras (proteínas transportadoras).  A combinação entre a glicose, por exemplo, e a proteína carreadora forma uma combinação lipossolúvel que passa, então, a difundir-se de um lado para outro da membrana. Do outro lado da membrana, a glicose separa-se do carreador, passa para o interior da célula, enquanto o carreador retorna ao meio externo para buscar mais moléculas de glicose

29 Difusão Facilitada - Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impede a sua passagem através dos poros. São, ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas transportadoras). TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS

30 xx/xx 30  A velocidade com que a difusão facilitada acontece depende da diferença de concentração de substâncias nos dois lados da membrana, da quantidade de carreadores disponíveis e da velocidade com que as reações se processam.  No caso da glicose, a velocidade de sua difusão é grandemente aumentada com a presença de maior quantidade de insulina, hormônio secretado pelo pâncreas. Não se sabe, ainda, se o efeito da insulina está no aumento dos carreadores ou no aumento da velocidade de processamento das reações químicas entre a glicose e o carreador.

31 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS Transporte Passivo : Difusão Passiva Difusão Passiva - Muitas substâncias penetram nas células ou delas saem por difusão passiva, isto é, como a distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior celular do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente.

32 xx/xx 32  Mediada por translocadores : transportam moléculas polares, como AA, açúcares e vitaminas.  Os ÍONS DIRETORES comandam o transporte.  Ex: o Na entra na célula por translocação, pois encontram-se mais concentrados do lado de fora. Ao mesmo tempo, a glucose entra na célula contra um gradiente de concentração (pois encontra-se mais concentrada no interior celular), aproveitando a entrada do Na. Na célula, a bomba de Na aproveita-se da energia de uma hidrólise de ATP e faz com que, a cada 3 Na’s que saem, entrem 2 K’s, para que o interior da célula seja levemente negativo em relação ao exterior. obs: 1) Venenos de cobra trancam canais de Na e paralizam o músculo; 2) A repulsão de cargas e a agitação térmica das moléculas facilitam a difusão.

33 xx/xx 33 b. TRANSPORTE ATIVO: - Há hidrólise de ATP para produção de energia. - Emprego de translocadores:  BOMBAS IÔNICAS: Mecanismos que transportam íons de - Na e K ATPase: mantém o potencial negativo no interior celular, como fora explicado anteriormente. - de H : mantém o pH em mitocôndrias e lisossomos. - de Ca ATPase: membranas do retículo sarcoplasmático e eritrócitos. - de H e K ATPase: membranas parietais do estômago

34 xx/xx 34 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS c.Transporte em :  Endocitose:  FAGOCITOSE- entrada de partículas sólidas por pseudópodos; visível ao MO.  PINOCITOSE -(endocitose não-seletiva): entrada de partículas solúveis por pseudópodos; visível ao MO. Ocorre a endocitose seguida de filtragem para reaproveitamento.  MICROPINOCITOSE - (endocitose seletiva): entrada de partículas solúveis por invaginações da membrana, e é visível somente no ME.

35 xx/xx 35 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS C.Transporte Ativo em quantidade O transporte em quantidade para dentro da célula, também chamado Endocitose,  é feito por dois processos denominados fagocitose e pinocitose.  Quando a transferência de macromoléculas tem lugar em sentido inverso, isto é, do citoplasma para o meio extracelular, o processo recebe o nome genérico de exocitose.

36 xx/xx 36 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS Transporte Ativo:  É a passagem de uma substância de um menos concentrado para um meio mais concentrado ( contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia.  Neste caso há consumo de energia e a substância pode ser transportada de um local de baixa concentração para um outro de alta concentração. O soluto na difusão ativa pode ser transportado contra um gradiente. O transporte ativo é bloqueado pelos inibidores da respiração como o dinitrofenol, cianetos, azida, e iodoacetato, inibidores da síntese de ATP.

37 xx/xx 37  - Fagocitose: É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à formação de pseudópodos, engloba, no seu citoplasma, partículas sólidas. A fagocitose é um processo seletivo, conforme pode ser observado no exemplo da fagocitose de paramécios pelas amebas. Nos mamíferos, a fagocitose é feita por células especializadas na defesa do organismo, como os macrófagos.

38 xx/xx 38  - Pinocitose: É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas de líquido. Formam-se assim vacúolos contendo líquido, que se aprofundam no citoplasma tornando-se cada vez menores, o que sugere uma transferência de líquido para o hialoplasma. Muitas células exibem esse fenômeno, como os macrófagos e as células endoteliais dos capilares sangüíneos. No processo da pinocitose formam-se longas projeções laminares da superfície celular, visíveis ao microscópio óptico, que dão origem a vesículas também grandes no processo chamado de macropinocitose. A micropinocitose é de ocorrência mais geral e dá origem a vesículas menores, visíveis somente no microscópio eletrônico.

39 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS Partículas sólidasPartículas líquidas

40 Fagocitose - É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à formação de pseudópodos, engloba, no seu citoplasma, partículas sólidas. A fagocitose é um processo seletivo, conforme pode ser observado no exemplo da fagocitose de paramécios pelas amebas. Nos mamíferos, a fagocitose é feita por células especializadas na defesa do organismo, como os macrófagos. Transporte Ativo

41 Pinocitose - É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas de líquido. Formam-se assim vacúolos contendo líquido. Muitas células exibem esse fenômeno, como os macrófagos e as dos capilares sangüíneos.

42 TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS Transporte Ativo - Bomba de NA+ e K+: Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de concentração. Ocorre concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e o potássio. Na maioria das células dos organismos superiores a concentração do sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora desta. O potássio (K+), apresenta situação inversa, a sua concentração é mais alta dentro da célula do que fora desta.

43 Juntos esses dois receberam o nome de bomba de sódio e potássio. transmissão do impulso nervoso.Todo este mecanismo de transporte ativo que mantém tais distribuições iônicas é de suma importância para a transmissão do impulso nervoso.

44 xx/xx 44 ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA - Interdigitações: São saliências e reentrâncias da membrana celular que se encaixam em estruturas complementares das células vizinhas.  - Microvilosidades: São especializações apicais da membrana. Elas estão presentes na superfície livre das células do intestino delgado, responsáveis pela absorção de nutrientes. Cada célula intestinal deste tipo possui em média três mil microvilosidades. Em 1 mm2 de superfície intestinal, existem cerca de 200 000 dessas especializações. Elas são evaginações permanentes da membrana com o aspecto digitiforme, que ampliam consideravelmente a superfície de contato da célula com os nutrientes vindos da digestão, para melhorar assim a função de absorção intestinal.

45 xx/xx 45 Microvilosidades: ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA

46 xx/xx 46 ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA  Desmosomos: Cada desmosomo tem a forma de uma placa arredondada e é constituído pelas membranas de duas células vizinhas. Devido à função de adesão e à sua distribuição descontínua, o desmosomo é também chamado de macula adherens.  - Zônula de Adesão: É uma formação encontrada em certos epitélios de revestimento, circundando a parte apical das células. Sua estrutura é semelhante à dos desmosomas, porém a zônula de adesão é um cinto contínuo em volta da célula. As suas funções são promover a adesão entre as células e oferecer local de apoio para os filamentos que penetram nos microvilos das células epiteliais com orla em escova.  - Zônula Oclusiva: É uma faixa contínua em torno da zona apical de certas células epiteliais que veda completamente o trânsito de material por entre as células. Outra função da zônula oclusiva, também chamada junção oclusiva, é permitir a existência de potenciais elétricos diferentes, conseqüência de diferenças na concentração iônica entre as duas faces da lâmina epitelial.  - Complexo Juncional: Está presente em vários epitélios próximo à extremidade celular livre, sendo constituído dos seguintes elementos: zônula oclusiva, zônula de adesão e uma fileira de desmosomas. O complexo juncional é uma estrutura de adesão e vedação.

47 xx/xx 47 Porção apical:  Microvilosidades  Formadas por microfilamentos (MF) de actina, que enraízam na chamada teia terminal. Esta teia terminal possui miosina II responsável pela produção do movimento. Os feixes de actina são mantidos por fibrina e valina. Transversalmente, as microvilosidades são iguais aos estereocílios.  Cílios  Formados por mictotúbulos (MT) cujo axonema é formado por 9 pares de MT periféricos – ligados entre si por pontes de nexina - e um par central. O movimento dos cílios é dado pela ação da dineína, que se associa aos MT e hidrolizam ATP para a realização do dito movimento. Ocorre o deslizamento entre os feixes, que se curvam, por possuírem em suas bases as travas radiais. Transversalmente, os cílios são semelhantes aos flagelos.  Estereocílios  Flagelos  OBS: As células dos microvilos possuem grandes quantidades de glicocálix, devido à grande produção de dissacaridases e dipeptidases. ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA

48 xx/xx 48 ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA Porção basal:  Hemi – desmossomos - Permite a adesão entre a célula e a lâmina basal. Ë formada por filamentos intermediários (FI) de integrina.  Contatos Focais - Liga a célula à matriz extracelular. É formada por FI de integrina ligadas a fibras de stress ou tencionais.

49 xx/xx 49 ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA Porção lateral:  Interdigitações - São especializações cuja função é aumentar a superfície de aderência entra as células.  Junções comunicantes - Também chamadas de Gap Junctions ou Junções Tipo Fenda, são formadas por conexons (6 moléculas de conexina) que permitem a passagem de íons e moléculas pequenas. Em vegetais são chamados de plasmodesmos.  Desmossomos - São máculas de aderência celular, formadas por queratina ou outra proteína estrutural, mais cadeirinas, para aumentar a adesão.  Junções aderentes - Também chamadas de ancoradores, formam a zônula de aderência. São faixas contínuas, eletrondensas, que possuem MF de actina e cadeirinas.  Junção oclusiva - Também chamadas de bloqueadoras, formam a zônula de oclusão. São faixas contínuas para vedação, que impedem a ampla difusão e a volta de substâncias após uma passagem através da mb. Forma-se pela interação entre duas membranas.

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51 Bom dia... Bom Fim de semana...!