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Objetivo: |
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Este curso pretende
fornecer aos alunos a compreensão dos mecanismos
biofísicos, celulares e moleculares dos processos de transporte
de íons, água e solutos orgânicos através
das membranas plasmática e da organelas intracelulares como base
para o entendimento dos seguintes processos fisiológicos: 1.
gênese e manutenção dos gradientes de potencial
químico e eletroquímico de íons, água e
solutos orgânicos através da membranas e sua
importância nos processos de secreção,
absorção, sinalização celular e de
manutenção do volume e concentração do meio
intracelular e 2. gênese e manutenção dos
gradientes de potenciais químico e eletroquímico
através de epitélios e sua importância na
manutenção do volume e composição do meio
extracelular do organismo. |
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Justificativa: |
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Este curso é
considerado imprescindível para todas as áreas da
Fisiologia, uma vez que fornece os conceitos básicos de
Eletrofisiologia Celular. |
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Conteúdo: |
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Tema 1:
Soluções. 1.1. Definição, propriedades
coligativas. 1.2. Soluções aquosas: propriedades
físico-químicas da água, hidrossolubilidade. 1.3 -
Aspectos microscópicos das soluções. 1.4. Energia
térmica de átomos, íons e moléculas. Tema
2. Fluxos. 2.1. Definições de fluxos:
considerações qualitativas e formais (fluxos
unidirecionais e resultante, unidades). 2.2. Forças moventes de
fluxos em sistemas biológicos e mobilidade:
equação de Nernst-Planck. 2.3. Soluções da
Equação de Nernst-Planck: espécie química
sem carga ou fluxo sem campo elétrico. Equação de
Fick. Conceito de permeabilidade. Exemplos de interesse
biológico. 2.4. Soluções da Equação
de Nernst-Planck: migração eletroforética.
Integração de Goldman, com suposição de
campo constante. 2.5. Transporte por diferença de potencial
eletroquímico. Equações de Hodgkin e Katz para
fluxo e para corrente. Apêndice: Definições de
carga elétrica, potencial elétrico, campo
elétrico, corrente elétrica, constante dielétrica
e capacitância, resitência e condutância,
relação I/V. Tema 3. Estrutura das membranas celulares.
3.1. A bicamada lipídica. Propriedade anfipática dos
lipídios. Micelas e bicamadas. Forças, assimetrias. 3.2.
Proteínas de membrana. Tema 4. Difusão na bicamada. 4.1.
Equação de Fick e o conceito de permeabilidade (já
vistos). 4.2. Exemplos biológicos. 4.3. PRÁTICA 1:
Difusão de soluto em membrana de celofane. Tema 5. Transporte
por proteínas de membrana. Distinção entre canais
e carregadores. 5.1. Transporte por canais: mecanismo de fluxo,
seletividade e “gating”. 5.1.1. Classificação pela
seletividade. 5.1.2. Classificação por mecanismo de
“gating”. 5.1.3. Estrutura molecular. PRÁTICA 2:
Demonstração de registro de atividade de canais. 5.2.
Transporte por carregadores sem acoplamento. 5.2.1. Modelo
cinético. 5.2.2. Exemplos biológicos. 5.2.3. Estruturas
moleculares. 5.3. Transporte por carregadores com acoplamento. 5.3.1.
Modelo cinético. 5.3.2. Exemplos biológicos. 5.3.3.
Estruturas moleculares. 5.4. Transportes acoplados à energia
metabólica. Transportes ativos. Tema 6. Gênese da
diferença de potencial elétrico na membrana celular. 6.1.
Diferenças de concentração características
entre os compartimentos intra e extracelular. 6.2. Potenciais de
difusão. 6.3. Equação de Nernst e de Hodgkin-Katz
e Goldman. 6.4. Evidências experimentais. 6.5. Canais: as vias
para os íons através da membrana plasmática.
PRÁTICA 3: Potencial de difusão em bicamada
lipídica. Tema 7. Transporte de água e
regulação do volume celular. 7.1. Permeabilidade
osmótica e difusional. Coeficiente de reflexão. 7.2.
Conceitos de isotonicidade e isosmolaridade. 7.3. Redução
regulatória de volume celular. 7.4. Aumento regulatório
de volume celular. PRÁTICA 4: Osmose em membrana de celofane.
Determinação do coeficiente de reflexão de
solutos. Tema 8. Transporte em epitélios. 8.1. Células
polarizadas em dois domínios: apical e basolateral. 8.2.
Epitélios de alta e baixa resistência elétrica: as
“tight-junctions”. 8.3. Transporte em epitélios de baixa
resistência. 8.4. Transporte em epitélios de alta
resistência. PRÁTICA 5. Técnica de curto-circuito.
Medida do transporte ativo transepitelial de sódio em pele
isolada de anfíbio. Efeito natriférico do hormônio
antidiurético. PRÁTICA 6. Medida intracelular de Ca2+ com
probe fluorescente. Períodos para estudo, relatórios e
esclarecimento de dúvidas. PROVA. |
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Forma de
Avaliação: |
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Provas
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Bibliografia: |
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Textos básicos: 1. Boron, WF e
Boulpaep, EL (ed.). Medical Physiology. Saunders. 2003. 2. Hille, B.
Ion Channels of Excitable Memebranes. Sinauer. 2001. 3. Kandel, ER,
Schwartzm JH, Jessel, TM. Essentials of neural Science and behavior.
Prentice Hall. 1995. |
