11/3/20131 Transporte através da membrana e osmose Fisioterapia-Terapia Ocupacional RCG2020/RFM006.
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Transporte através da membrana e osmose
Fisioterapia-Terapia OcupacionalRCG2020/RFM006
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Moléculas se movem em solução por movimento browniano
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O tempo de difusão aumenta 10 vezes em relação a distância a ser difundida
Distância da difusão (m) Tempo
1 0,5 ms
10 50 ms
100 5 s
1000 8,3 min
10000 14 hr
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O Coeficiente de difusão (D) é proporcional a velocidade na qual a molécula se difunde pelo
meioD é inversamente proporcional ao tamanho da molécula (r)
e a viscosidade do meio circulante() ; k =constante de Boltzman
D = kT/6r
1 2 3
D1 < D2 < D3
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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)
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A membrana celular é lipídica e possui proteínas integrais que a
atravessam
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O coeficiente de partição óleo/água reflete a solubilidade de uma substância em lipídeos e é
proporcional a sua permeabilidade pela membrana
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Substâncias hidrosolúveis maiores que a água necessitam de “caminhos” hidrofílicos para
atravessar a membrana
• Poros (canais)
• Transportadores
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Substâncias podem atravessar a membrana passivamente seguindo o seu Substâncias podem atravessar a membrana passivamente seguindo o seu gradiente de concentração por difusão simples ou por difusão facilitada gradiente de concentração por difusão simples ou por difusão facilitada
Difusão simples usa porosDifusão simples usa poros (canais)(canais)
Difusão facilitada usaDifusão facilitada usa carreadorescarreadores
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A difusão facilitada se caracteriza:A difusão facilitada se caracteriza:1.1. Pela saturação do transporte Pela saturação do transporte 2.2. Pela maior dependância da temperaturaPela maior dependância da temperatura3.3. Por competição com antagonistas Por competição com antagonistas
Concentração
Vel
ocid
ade
do tr
ansp
orte
Dif. Simples (canais)Dif. Simples (canais)
Dif. Facilitada (carreadores)Dif. Facilitada (carreadores)
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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
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Os íons são segregados por transportadores presentes na membrana que Os íons são segregados por transportadores presentes na membrana que realizam transporte realizam transporte ativoativo
3 Na3 Na++
2 K2 K++
ATPATP ADP + PADP + Pii
1
3 Na3 Na++
CaCa++++2
3
1 - Na/K ATPase2 – Trocador Na/Ca3 – Ca-ATPase reticular
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Transporte ativo significa o transporte de substâncias contra seu gradiente Transporte ativo significa o transporte de substâncias contra seu gradiente químico às custas de gasto energéticoquímico às custas de gasto energético
3 Na3 Na++
2 K2 K++
ATPATP ADP + PADP + Pii
1Transporte ativo Transporte ativo primárioprimário: Usa o ATP como fonte de : Usa o ATP como fonte de energia livreenergia livre
3 Na3 Na++
CaCa++++2
Transporte ativo Transporte ativo secundáriosecundário: Usa o gradiente químico : Usa o gradiente químico cirado pelo transporte ativo primáriocirado pelo transporte ativo primário
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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)
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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
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Osmose O fluxo ocorre de onde a concentração do soluto é
MENOR para onde a concentração do soluto é MAIOR
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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
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Do experimento anterior define-se:
Pressão Osmótica () da Solução como sendo igual aquela PressãoHidrostática (P) que EQUILIBRA O SISTEMA
= P
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Como ~ 1 para a maioria dos solutos, podemos simplificar a equação para = RT(iC)
Equação de van’t 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 iCiC = osmolaridade da solução
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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??? Posm~ 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 = Osmolaridade = iC iC Para a maioria dos solutos fisiológicos Para a maioria dos solutos fisiológicos ~ 1 então podemos ~ 1 então podemos simplificar parasimplificar para
Osmolaridade = iCOsmolaridade = iC
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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
)
0
calibração
?
Qualquer outra propriedade coligativa pode ser também utilizada como pressão de vapor e ponto de ebulição, porém PC é muito conveniente
iC = Tf/1,86
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Quando a MEMBRANA IMPORTA: PRESSÃO OSMÓTICA EFETIVA
Suponha: Água + solutos
Água
Membranah=?
-Qual a altura h?
- Qual a Pressão Osmótica() da Solução ?
Tempo
h o
u P
(mm
Hg)
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Tempo
h o
u P
(mm
Hg) PRTC
P <
A pressão efetiva que aparece através da membrana, depende agorade propriedades da mesma. Ou seja, da permeabilidade relativa entresoluto e solvente.
Esse parâmetro, que chamaremos Coeficiente de Reflexao (,pode ser estimado pela razão entre P e
PP
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PP
10 Faixa de variação de
membrana 1 membrana 2
é dependende de um soluto em particular em relação a uma determinada membrana.
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A) Quanto a OsmolaridadeCompara-se número de partículas/volumeRTiC - propriedade da solução unicamente!
B) Quanto a Tonicidade
Compara-se a capacidade de desenvolver pressão osmóticaefetiva - propriedade do sistema soluto-membrana.
É Dependente de
CLASSIFICANDO SOLUÇÕES
Padrão de comparação = PLASMA - Posm ~= 290 mOSm/l
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As hemácias como sensores de tonicidade
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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
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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