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Bioquímica Lípidos e Proteínas 3 Lípidos 3 Função dos Lípidos 3 Definição dos Lípidos 3 Proteínas 5 Estrutura das proteínas 5 Modelos de ação enzimática 6 Enzimas 7 Metabolismo dos Glúcidos (Hidratos de Carbono) 7 1. Entrada de ATP 8 2. Clivagem do açúcar 8 3. Produção de NADH 9 4. Produção de Ácido...

Bioquímica Lípidos e Proteínas 3 Lípidos 3 Função dos Lípidos 3 Definição dos Lípidos 3 Proteínas 5 Estrutura das proteínas 5 Modelos de ação enzimática 6 Enzimas 7 Metabolismo dos Glúcidos (Hidratos de Carbono) 7 1. Entrada de ATP 8 2. Clivagem do açúcar 8 3. Produção de NADH 9 4. Produção de Ácido Pirúvico e ATP 9 Balanço Energético da Glicólise 10 Respiração Anaeróbia 10 Utilização do lactato para produção de energia – Ciclo de Cori 10 Respiração aeróbia 11 1. Glicólise (fase comum à respiração anaeróbia); 11 2. Formação de Acetil-CoA 11 3. Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs) 11 4. Cadeia de Transporte de Eletrões 13 Resumo da produção de ATP durante a Respiração Aeróbia 13 Perguntas Metabolismo dos Glúcidos 14 Sistema Muscular 14 Constituição do músculo 15 Sarcolema 16 Sarcoplasma 16 Retículo sarcoplasmático 16 Organização do Sarcómero 18 Contração muscular 19 Funções do ATP no músculo ativo 20 Potencial de ação VS Potencial de repouso 22 Como se mantêm os valores de Na e K em equilíbrio? 22 Difusão de iões através dos canais proteicos 24 Propagação do Impulso Nervoso 24 Potencial de Ação 26 Potencial de ação VS Potencial de repouso 29 Período refratário absoluto (PRA) 29 Propagação de Potenciais de ação 30 Potencial de ação – Motoneurónios mielinizados 31 Junção Neuromuscular 31 Constituição do Músculo 31 Sinapse Química 32 Unidade Motora 34 Mecanismo de Contração Muscular 34 Túbulos T 35 Retículo Sarcoplasmático 35 Mecanismo de Contração Muscular 36 Retículo Sarcoplasmático/ Iões de Ca2+ 36 Mecanismo de acoplamento excitação-contração 36 Miofilamentos de Miosina 39 Ciclo das pontes cruzadas 39 Movimento das pontes cruzadas durante a contração muscular 40 ATP – Formação de Pontes cruzadas 40 Relaxamento muscular 40 ATP e contração/ relaxamento muscular 41 Contração muscular 41 Perguntas Potencial de Ação 41 Metabolismo dos Lípidos (Gorduras) 43 Lipogénese 44 Perguntas Metabolismo Lípidos 45 Metabolismo das Proteínas 46 Reação dos Aminoácidos 46 Reação de Transaminação 46 Reação de Desaminação Oxidativa 46 Biotransformação dos Nutrientes (Conversão de um tipo de nutrientes noutro) 47 Perguntas Metabolismo das Proteínas 48 Bioenergética 49 Definição 49 Nutrientes 51 Glúcidos -Hidratos de Carbono 51 Lípidos – Gorduras 52 Proteínas 52 Funções dos Nutrientes 53 ATP (Adenosina Trifosfato) 54 Produção de Energia 54 Produção de ATP 54 Revisão Bioenergética 55 Sistema Aeróbio 55 Sistema Anaeróbio Láctico 55 Sistema Anaeróbio Aláctico 55 Sistemas Energéticos - Resumo 55 Sistema ATP-PC ou dos Fosfatos de Alta Energia 55 Resumo 56 Via anaeróbia alática 56 Via anaeróbia lática (Sistema Glicolético) 57 Via aeróbia - Sistema Oxidativo 58 Funcionamento das 3 vias energéticas 60 Capacidade Oxidativa 60 Lípidos e Proteínas Lípidos Os lípidos são compostos principalmente por carbono, hidrogénio e oxigénio, mas alguns lípidos têm também pequenas quantidades de outros elementos como fósforo e azoto. A proporção de oxigénio – carbono é menor do que nos glúcidos, o que os torna menos polares. Podem ser dissolvidos em solventes orgânicos apolares (como álcool ou acetona), mas são relativamente insolúveis em água. Função dos Lípidos Proteção: as gorduras envolvem e protegem os órgãos. Isolamento: a gordura sobre a pele assume a função de evitar a perda de calor. A mielina envolve as células nervosas, isolando-as eletricamente uma das outras. Regulação: hormonas esteroides regulam diferentes processos fisiológicos. Energia: os lípidos são armazenados e degradados para obtenção de energia. Definição dos Lípidos As gorduras são o principal tipo de lípidos. Tal como os glúcidos, são ingeridas e decompostas nas células por reações de hidrólise (ou desidratação), libertando energia para uso das próprias células. 95% das gorduras do corpo humano são triglicéridos. Triglicéridos são compostos por: 1 glicerol (molécula de 3 átomos de carbono com um grupo de hidroxilo – OH ligado a cada carbono) + 3 ácidos gordos (cadeia linear de átomos de carbono com um grupo carboxilo – COOH ligado a uma das extremidades). Três tipos de lípidos importantes: ácidos gordos, fosfolípidos e esteróides. Ácidos Gordos Saturados: se contém apenas ligações covalentes simples entre os átomos de carbono (ex. carne de vaca, carne de porco, leite gordo, queijo…). Insaturados: se possuírem uma ou mais ligações covalentes duplas entre os átomos de carbono. Podem ser: Monoinsaturados: se tiverem apenas 1 ligação covalente dupla entre os átomos de carbono (ex. óleo de amendoim e azeite). Polinsaturados: se tiverem 2 ou mais ligações covalentes duplas entre os átomos de carbono (ex. óleo de girassol, óleo de milho). Fosfolípidos Importantes constituintes da membrana plasmática. São moléculas anfipáticas: possuem uma cabeça polar constituída por um grupo de fosfato e uma cauda apolar constituída pelas cadeias dos ácidos gordos. Esteróides Compostos por 17 átomos de carbono ligados entre si para formar quatro anéis. Colesterol, estrogénios, progesterona e a testosterona, são esteroides muito importantes envolvidos em diferentes processos fisiológicos. Colesterol assume-se também como constituinte das membranas plasmáticas. Proteínas Todas as proteínas contêm carbono, hidrogénio, oxigénio e azoto ligados entre si por ligações covalentes. Algumas proteínas contêm enxofre, e outras pequenas quantidades de fósforo, ferro e iodo. Estrutura das proteínas As unidades estruturais constituintes das proteínas são as 20 moléculas de aminoácidos. Cada aminoácido tem um grupo amina (-NH2), um grupo carboxilo (COOH), um átomo de hidrogénio e uma cadeia lateral designada por R (de radical) ligada ao mesmo átomo de carbono. As unidades estruturais constituintes das proteínas são as 20 moléculas de aminoácidos. As ligações covalentes que se formam entre as moléculas de aminoácidos durante a síntese proteica tomam o nome de ligações peptídicas. Dipéptidos: 2 aminoácidos ligados por uma ligação peptídica. Tripéptidos: 3 aminoácidos ligados através de ligações peptídicas. Proteínas são polipéptidos compostos por centenas de aminoácidos. Estrutura primária: sequência de aminoácidos ligados pelas ligações peptídicas. Estrutura secundária: dobras resultantes das interações entre aminoácidos próximos, que estabelecem ligações por pontes de hidrogénio (hélice alfa e folha pregueada beta). Estrutura terciária: dobras secundárias resultantes das interações entre aminoácidos distantes e entre o polipéptido e o seu meio circundante. Determina a função da proteína. Estrutura quaternária: resulta da associação entre duas ou mais proteínas para formar uma unidade funcional. As proteínas individuais designam-se subunidades. Desnaturação proteica: ocorre quando a proteína perde a sua estrutura secundária e / ou terciária, ou seja, o arranjo tridimensional da cadeia polipeptídica, fazendo com que, quase sempre, perca sua atividade biológica característica. Enzimas: são proteínas catalisadoras que aumentam a velocidade de uma reação química, sem se alterar durante o processo. Centro ativo: local da enzima onde se dá a ligação ao substrato, e onde ocorre a reação química. Enzimas são: Altamente específicas, catalisando reações químicas específicas e não outras. Extremamente sensíveis a mudanças de temperatura ou pH, que podem alterar a conformação do seu centro ativo, comprometendo o seu funcionamento. Modelos de ação enzimática Modelo Chave-Fechadura: dá-se a reação quando os reagentes (chave) se ligam ao centro ativo da enzima (fechadura). Este modelo vê os reagentes e a enzima como estruturas rígidas encaixantes. Modelo do encaixe induzido: adaptação do Modelo Chave-Fechadura, por se perceber que as enzimas exibem na verdade estruturas flexíveis, em que o centro ativo altera a sua forma para se adaptar ao substrato no decurso da reação. Enzimas As enzimas são frequentemente denominadas por adição do sufixo –ase ao nome das moléculas sobre as quais atuam. Uma enzima que catalisa a degradação dos lípidos é uma lipase. Uma enzima que decompõe proteínas é uma protease. Metabolismo dos Glúcidos (Hidratos de Carbono) O início do metabolismo dos glúcidos dá-se com a glicólise: conjunto de reações químicas que consiste no desdobramento da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico. A glicose pode ser dividida em quatro fases: Entrada de ATP. Clivagem do açúcar. Produção de NADH. Produção de ácido pirúvico e ATP. Entrada de ATP O primeiro passo da glicólise requer aporte de energia, na forma de duas moléculas de ATP. Um grupo fosfato (P) de 1 molécula de ATP, transfere-se para a molécula de Glicose, formando Glicose-6-fosfato, por um processo denominado de fosforilação. Os átomos de Glicose-6-fosfato reorganizam-se dando origem à Frutose-6-fosfato. Através da adição de mais um grupo fosfato (P) de outra molécula de ATP a Frutose-6-fosfato converte-se em Frutose-1, 6-difosfato. Clivagem do açúcar A Frutose-1, 6- difosfato é clivada em duas moléculas com três carbonos: Gliceraldeído-3-fosfato e Dihidroxiacetona Fosfato. A molécula de Dihidroxiacetona fosfato é restruturada em Gliceraldeído-3-fosfato, sendo o balanço final deste passo de 2 moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato. Produção de NADH As duas moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato são oxidadas (perdem 2 eletrões, cada) e formam 2 moléculas de Ácido-1, 3-difosfoglicérico. Por outro lado, 2 moléculas de NAD+ (Nicotinamida Adenina Dinucleótido) são reduzidas (ganham 2 eletrões cada) e formam 2 moléculas de NADH. O NADH é uma molécula transportadora com dois eletrões de alta energia, que podem ser utilizados para produzir moléculas de ATP através da cadeia de transporte de eletrões. O NAD+ é a forma oxidada da Nicotinamida Adenina Dinucleótido, e o NADH é a forma reduzida. Produção de Ácido Pirúvico e ATP O último passo da glicólise produz duas moléculas de ATP e uma de ácido pirúvico a partir de cada uma das moléculas de Ácido-1,3-difosfoglicérico (4 ATP + 2 Ácido Pirúvico, no total). Balanço Energético da Glicólise 1 molécula de Glicose dá origem a 2 moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato (fase da clivagem do açúcar). Como cada uma das moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato produz 2 moléculas de ATP, de NADH e 1 ácido pirúvico – por cada molécula de Glicose formam-se: 4 ATP + 2 NADH + 2 Ácidos Pirúvicos. Como no início da glicólise exige a presença de 2 moléculas de ATP, p rendimento final de metabolização de cada molécula de Glicose é 2 ATP + 2 NADH + 2 Ácido Pirúvico. Se a célula possuir a quantidade de oxigénio necessária, as moléculas de NADH e de ácido pirúvico são utilizadas na respiração aeróbia para produzir ATP. Na ausência de oxigênio suficiente, serão utilizadas na respiração anaeróbia. Respiração Anaeróbia A respiração anaeróbia consiste no desdobramento da glicose em ausência de oxigénio, para produzir 2 moléculas de Ácido Lático e 2 moléculas de ATP. O ATP assim produzido é uma fonte de energia durante atividades como o exercício intenso, durante o qual é fornecida uma quantidade insuficiente de oxigénio aos tecidos. Duas fases na respiração: Glicólise Formação de Ácido Lático: Conversão do Ácido Pirúvico em Ácido Lático, reação que requer energia proveniente das moléculas de NADH produzidas na glicólise. O ácido lático produzido é libertado das células musculares e através da corrente sanguínea vai até ao fígado. Aí, quando volta a haver oxigénio disponível, o ácido lático pode ser reconvertido em glucose (gluconeogénese ou neoglucogénese = “síntese de novo” da glucose). A glucose pode então ser libertada do fígado e transportada pela corrente sanguínea às células que a utilizam como fonte de energia. Esta conversão da glucose em ácido lático, produzido nos tecidos musculares durante um período de falta de oxigênio, seguida da conversão do lactato em glucose no fígado que constitui o Ciclo de Cori. Utilização do lactato para produção de energia – Ciclo de Cori O lactato, ao acumular-se no músculo, vai passando para o sangue, sendo depois captado pelo fígado, onde é transformado em piruvato, e este em glucose através da inversão da glicólise. Esta glucose volta à circulação para ser novamente consumida pelos músculos em exercício. Este mecanismo é importante porque: Possibilita substrato para a glicólise muscular por mais tempo. Acelera a eliminação do lactato circulante, sendo um mecanismo que auxilia à recuperação da acidose láctica. A este ciclo de glucose-ácido lático-glucose, chama-se o Ciclo de Cori. Respiração aeróbia A respiração aeróbia consiste no desdobramento da glucose na presença de oxigênio para produzir CO2, H2O e 38 moléculas de ATP. A maioria das moléculas de ATP necessárias à vida são produzidas através da respiração aeróbia, que pode ser dividida em quatro fases: Glicólise (fase comum à respiração anaeróbia); Formação de Acetil-CoA; Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo de Krebs; Cadeia de transporte de eletrões ou cadeia respiratória. A glicólise ocorre no citosol, e as restantes etapas ocorrem dentro das mitocôndrias. Glicólise (fase comum à respiração anaeróbia); Formação de Acetil-CoA O Ácido Pirúvico produzido na glicólise sai do citosol e entra nas mitocôndrias. Aí, é convertido em Acetil-Coa, que entra no Ciclo do Ácido Cítrico. É ainda produzido CO2 e NADH. Por cada 2 moléculas de Ácido Pirúvico resultantes da glicólise, são formadas 2 moléculas de Acetil-CoA, duas moléculas de CO2 e duas moléculas de NADH. Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs) A terceira fase da respiração aeróbia é o Ciclo do Ácido Cítrico, ou ciclo de Krebs. A sua função é originar eletrões e protões (H+) para seguidamente serem transportados na cadeia respiratória. Chama-se ciclo porque começa e acaba no mesmo composto: oxaloacetato ou ácido oxalacético. Inicia-se com a reação de uma molécula de oxaloacetato com o acetil-coenzima-A, para originar ácido cítrico. Inicia-se com a produção de Ácido Cítrico, a partir da combinação Acetil-CoA com uma molécula de Ácido Oxalacético. Ocorre uma série de reações originando a formação de mais Ácido Oxalacético que, ao combinar-se com outra molécula de Acetil-Coa, pode reiniciar o ciclo. Três acontecimentos importantes durante o ciclo do Ácido Cítrico: Produção de ATP: Por cada molécula de ácido cítrico, forma-se uma molécula de ATP (1:1). Produção de NADH e FADH2: Por cada molécula de ácido cítrico, são formadas três moléculas de NADH e, uma molécula de FADH2 (flavina adenina dinucleótido). As moléculas de NADH e de FADH2 são transportadoras de eletrões, que entram na cadeia de transporte de eletrões e são utilizadas para produzir ATP. Produção de Co2: Cada molécula de ácido cítrico dá origem, no final do mesmo, a uma molécula de ácido oxalacético. Durante o processo, formam-se 2 moléculas de dióxido de carbono que são, a seu tempo, eliminadas do organismo. Balanço energético do Ciclo do Ácido Cítrico Por cada molécula de glucose que inicia a respiração aeróbia, são produzidas duas moléculas de ácido pirúvico durante glicólise, por sua vez convertidas em duas moléculas de Acetil-CoA, que entram no ciclo do Ácido Cítrico. Assim, para determinar o número de moléculas produzidas durante o ciclo do Ácido Cítrico a partir de uma molécula de glucose, têm de se contar duas “voltas” do ciclo, O resultado final será 2 moléculas de ATP, 6 moléculas de NADH, 2 moléculas de FADH2 e 4 moléculas de CO2. Cadeia de Transporte de Eletrões Consiste numa série de transportes de eletrões situados na membrana mitocondrial. Vai-se dar a transferência dos eletrões transportados pelo NADH e FADH2 para os transportadores de eletrões da membrana, com libertação dos seus iões hidrogénio (H+), Após esta perda de eletrões e de iões hidrogénio (H+), o NAD+ e o FAD oxidados podem ser reutilizados para transportar mais eletrões do Ciclo do Ácido Cítrico para a cadeia de transporte de eletrões. Os eletrões libertados pelo NADH e FADH2 passam de um transportador de eletrões ao seguinte, através de séries de reações de oxidação-redução. O último transportador de eletrões capta os eletrões e combina-se com oxigénio e iões de hidrogénio para formar água (H2O). Sem oxigênio para aceitar eletrões, as reações da cadeia de transporte de eletrões cessam, fazendo cessar a respiração aeróbia. Resumo da produção de ATP durante a Respiração Aeróbia Por cada molécula de glicose, a respiração aeróbia produz 38 moléculas de ATP: 2 da glicólise, 2 do ciclo de ácido cítrico e 34 das moléculas de NADH e FADH2, que passam através da cadeia de transporte de eletrões. Na respiração aeróbia são ainda produzidas 6 moléculas de CO2 e 12 moléculas de H2O. Perguntas Metabolismo dos Glúcidos Indique em que consiste o processo de glicólise e identifique as suas quatro fases. Indique qual o balanço energético da glicólise. Indique o que é a respiração anaeróbia e quais as suas fases. Indique o que é a respiração aeróbia e quais as suas fases. Sistema Muscular O Músculo tem a capacidade de desadaptação (desuso) e de adaptação. Adaptação: o exercício fornece o estímulo com intensidade e dependente da duração. As vantagens são: Homeostasia de temperatura. Proteção de ossos e órgãos internos. Controlo de peso. Patologias (diabetes tipo II, problemas cardiovasculares, etc). “Os músculos são órgãos especializados em converter energia química em energia mecânica.” É um importante tecido na homeostasia bioenergética, tanto em repouso como em exercício. Representa o principal local de transformação e de armazenamento de energia.” Constituição do músculo Um típico músculo esquelético é formado por numerosos conjuntos de fibras contrácteis denominadas fascículos. Cada fascículo é constituído, por sua vez, por numerosas fibras. No interior da fibra encontra-se numerosas unidades menores denominadas miofibrilas. No interior das miofibrilas encontram-se milhares de delgados filamentos proteicos: actina e miosina. O músculo é constituído por diversos tecidos que se sobrepõem uns nos outros até terminarem em filamentos proteicos. A envolver cada fibra muscular existe tecido conjuntivo a que se dá o nome de endomísio. As fibras musculares com o seu endomísio são envolvidas por outra camada de tecido conjuntivo mais denso, o perimísio. O músculo é constituído por muitos feixes musculares agrupados e rodeados por uma terceira camada mais espessa designada epimísio. Fibras musculares são cobertas por uma rede membranosa, denominada de sarcolema, que se liga à fibra muscular, contendo ligação aos túbulos T e suas aberturas. Os túbulos T, formam uma rede que se estende através da fibra muscular envolvendo as miofibrilas. O retículo sarcoplasmático, é um sistema de tubos que se estende longitudinalmente através da fibra muscular conectado aos túbulos T e à superfície das miofibrilas. Estas estruturas contêm canais libertadores dos iões de Ca++ ou recetor rianodina. Sarcolema Membrana celular que delimita cada fibra muscular esquelética (célula). Assume um papel ativo na excitabilidade e condutibilidade do impulso nervoso das fibras musculares. Ligam as fibras musculares aos tendões. Sarcoplasma Substância gelatinosa de preenchimento de espaços. Citoplasma das fibras musculares. Contém diversas proteínas dissolvidas, mineiras, glicogénio, gorduras e diferentes organelas. Retículo sarcoplasmático Rede entrelaçada de canais tubulares e vesículas envolvendo as miofibrilas. Armazena grandes quantidades de cálcio. Cisterna terminal. Neurónios motores Células nervosas especializadas que estimulam a contração muscular. Unidade motora: constituída por motoneurónio alfa, axónios terminais e placas motoras. Junção Neuromuscular Ponto de contacto entre a parte terminal de um motoneurónio e a fibra muscular. Cada fibra muscular esquelética possui vários núcleos, localizados imediatamente sob o sarcolema (membrana plasmática). Cada fibra é preenchida por diversas miofibrilas, que são as proteínas contrácteis. Miofibrila Composta por dois tipos de miofilamentos proteicos: miofilamentos de actina (miofilamentos finos) e miofilamentos de miosina (miofilamentos grossos). Miofilamentos de actina e miosina estão agrupados em unidades altamente especializadas designadas sarcómeros. O sarcómero é a unidade funcional do músculo, gerando tensão e trabalho mecânico. Organização do Sarcómero Disco Z: rede filamentosa de proteínas que faz a ligação entre os miofilamentos de actina. Cada sarcómero estende-se de um disco Z para o disco Z seguinte. Banda I ou isotrópica (banda clara): inclui um disco Z e estende-se de cada lado do disco Z para as extremidades dos miofilamentos de miosina. Em corte transversal, a banda I consiste apenas em miofilamentos de actina. Banda A ou anisotrópica (banda escura): estende-se ao comprimento dos miofilamentos de miosina num sarcómero. Zona H: pequena banda situada no centro da banda A, onde os miofilamentos de actina e miosina não se sobrepõem e apenas estão presentes miofilamentos de miosina. Linha M: banda escura situada no meio da zona H, composta por delicados filamentos que se ligam ao centro dos miofilamentos de miosina. A linha M mantém no lugar os miofilamentos de miosina, do mesmo modo que o disco Z mantém no lugar os miofilamentos de actina. As numerosas miofibrilas orientam-se dentro de cada fibra muscular de modo que as bandas A e as bandas I de miofibrilas paralelas ficam alinhadas, produzindo o padrão estriado que se observa ao microscópio. Contração muscular Funções do ATP no músculo ativo Transporte do ião Na+ (sódio) e ião K+ (potássio) através da membrana do sarcolema e túbulos T mediado pela enzima Na+-K+-ATPase através da energia libertada pela hidrólise do ATP. Transporte do ião Ca++ para o retículo sarcoplasmático mediado pela enzima Ca++-ATPase através da energia libertada pela hidrólise do ATP. Formação das pontes cruzadas (ciclo actina/miosina) através da energia libertada pela hidrólise do ATP, mediado pela enzima miosina ATPase. Composição da actina e da miosina Miofilamento de actina Duas cadeias de actina fibrosa (actina F) enroladas em dupla hélice. Várias moléculas de tropomiosina mais várias moléculas de troponina. Actina F: polímero de aproximadamente 200 monómeros de actina globular (actina G). Cada monómero de actina G tem um local específico (sítio ativo) onde se podem ligar moléculas de miosina durante a contração muscular. Tropomiosina: é uma proteína alongada que se situa na fenda da dupla hélice de actina F. Troponina composta por 3 sub-unidades: uma que se liga à actina (Tnl), e outra que se liga à tropomiosina (TnT), e uma terceira que se liga a iões de cálcio (TnC). Miofilamento de miosina Formado por muitas moléculas de miosina alongadas, com a forma de um taco de golfe. Cada molécula formada por 2 moléculas de miosina pesada + 2 cabeças que se estendem lateralmente. Às cabeças, ligam-se 4 cadeias de miosina leve. Cada filamento de miosina composto por cerca de 300 moléculas de miosina. Duas cadeias pesadas (HCI e HCII): dando assim origem ao tipo I e II de fibras musculares. As HCII ainda se podem dividir em 2 isoformas HCIIa e HCIIx – chamando-se assim fibras tipo IIa e tipo IIx. Quatro cadeias leves: divididas em 2 classes: cadeias leves essenciais (CL1 e CL3) e as cadeias leves reguladoras ( CL2) que assume isoformas lentas e rápidas. As cabeças de miosina podem ligar-se: a sítios ativos das moléculas de actina para formar pontes cruzadas; à porção espiralada da molécula de miosina por uma zona encurvada (“charneira”) que se pode dobrar durante a contração e possuem atividade ATPase, ou seja, atividade enzimática que desdobra o ATP, libertando energia durante a contração. Isoformas das proteínas miofibrilares Existem várias isoformas de proteínas que lhes conferem propriedades únicas, ainda que muitas vezes semelhantes. Uma isoforma são as diferentes formas moleculares que uma proteína pode assumir. A maioria das proteínas dos filamentos finos (actina) e filamentos grossos (miosina), são compostos por duas ou mais subunidades cada uma existindo como várias isoformas. Exemplo: Molécula de tropomiosina: pode existir em seis espécies diferentes compostas por três subunidades diferentes (TM α1, TM α2 e TMβ). Molécula de troponina: três subunidades cada uma constituída como duas ou mais isoformas. TnL e TnC existe como isoforma lenta e rápida (TnLf, TnLs TnCf, TnCs), enquanto a subunidade de ligação à TNT existe no mínimo em quatro isoformas rápidas e duas lentas (TnT1f, TnT2f, TnT3f, TnT4f, TnT1s, TnT2s). Potencial de ação VS Potencial de repouso Potencial de ação (PA): sinal elétrico transmitido ao longo dos neurónios até às fibras musculares. Potencial de repouso (PR): as membranas celulares são naturalmente polarizadas (o interior é negativo em relação ao exterior – potencial da membrana em repouso -90mV). Iões de sódio (Na+) predominam no meio extracelular, e iões potássio (K+) no meio intracelular. Como se mantêm os valores de Na e K em equilíbrio? Difusão simples -> Magnitude e sentido de difusão -> Velocidade de difusão vs distância -> difusão através da camada lipídica – Difusão de iões através de canais proteicos. Difusão da glicose entre dois compartimentos de volume igual separados por uma barreira permeável à glicose. Tempo A compartimento 1 com uma solução de 20 mmol/l enquanto no compartimento 2 não há glicose. Tempo B parte das moléculas de glicose migra para o compartimento 2 e algumas dessas moléculas regressam ao compartimento 1 (comprimento das setas representa magnitude de sentido único). Tempo C alcançado equilíbrio de difusão, 10 mmol/l de glicose em cada compartimento. Fluxo efetivo: diferença entre os dois fluxos de sentido único correndo sempre de uma região de maior concentração para uma de menor concentração. Difusão de iões através dos canais proteicos A bicamada fosfolipídica (BF) constitui uma barreira no corpo celular. As moléculas apolares difundem-se rapidamente para dentro da célula, uma vez que apresentam uma grande constante permeabilidade. Por outro lado, as moléculas ionizadas ou polares apresentam difusão lenta ou não se difundem para dentro da célula. Como se difundem as moléculas ionizadas ou polares? Iões como Na e K difundem-se mais rápido do que o que seria previsto através das membranas plasmáticas, se considerarmos a sua baixa solubilidade nos lípidos das membranas. A bicamada fosfolipídica é praticamente impermeável aos iões Na e K, sendo o componente proteico da membrana o elemento responsável por essas mudanças de permeabilidade. Nota: Os canais iónicos podem estar abertos ou fechados e podem ocorrer rápidas alterações na permeabilidade da membrana a iões como resultado da abertura ou fecho de canais. O processo de abertura ou encerramento denomina-se de mecanismo de comporta de canal (canais regulados por ligantes, por voltagem ou mecanicamente). Propagação do Impulso Nervoso Em repouso o potencial da membrana é semelhante ao potencial de equilíbrio de potássio (aproximadamente -90mV). Tal facto deve-se a existirem mais canais iónicos de K+ abertos que canais de Na+ e a permeabilidade do K+ ser maior que a do Na+. Potencial: diferença de potencial elétrico, ou seja, diferença de cargas num determinado ponto (cargas positivas e negativas com forças de atração capazes de gerar trabalho). Potencial de repouso da membrana: diferenças de potencial na membrana plasmática onde o interior da célula apresenta uma carga elétrica negativa em relação ao exterior. Potencial do equilíbrio: potencial elétrico necessário para equilibrar um gradiente de concentração iónico através da membrana de modo a que o fluxo efeti