Biofísica Celular

Conhecimentos de Base Recomendados

Biologia Geral.

Fisiologia Geral.

Física.

Bioquímica Física.

Bioquímica II.

Métodos de Ensino

Realizam-se aulas de apresentação e discussão dos assuntos constantes do programa.

Paralelamente, efectuam-se sessões de trabalho onde os alunos organizados em grupos, realizam e discutem trabalhos e simulações computacionais, com vista a promover a integração e a melhor compreensão dos assuntos.

Resultados de Aprendizagem

Espera-se que os estudantes adquiram conhecimentos básicos de biofísica e fisiologia celular, habilitando-os a compreender os mecanismos fundamentais do funcionamento integrado de uma célula viva, nomeadamente: transporte de moléculas e iões através de membranas biológicas; regulação osmótica e manutenção do volume celular; geração e função de potenciais de membrana; mecanismos de sinalização intracelular e modulação de processos fisiológicos incluindo a transdução sensorial. Com esta unidade curricular pretende-se ainda que o aluno aprofunde competências de leitura, pesquisa bibliográfica e comunicação.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Polaridade da água e biomoléculas. Polarização do dieléctrico por acção de um campo eléctrico: polarização por orientação e indução. Momento dipolar permanente, induzido e constante dieléctrica; 2. Difusão e permeabilidade em membranas. Difusão e fluxo num meio homogéneo e através de uma bicamada lipídica (difusão simples). Primeira lei de Fick, constante de difusão e coeficiente de permeabilidade. Difusão facilitada. Transportadores de glicose e regulação de GLUT-4 por insulina;
3. Origem do potencial de membrana em repouso. Potencial de membrana e registo electrofisiológico. Propriedades eléctricas passivas da membrana celular: membrana como circuito RC e condensador. Potenciais de equilíbrio e equação de Nernst. Equação de Goldman-Hodgkin-Katz e coeficientes de permeabilidade a iões;
4. Canais iónicos. Técnica de patch-clamp e correntes de canal único. Condutância, filtros de selectividade e comportas de canais. Estruturas moleculares;
5. Transporte activo: bombas e trocadores. Equilíbrio de Donnan e Na+ como compensador osmótico. Transporte activo primário de iões: ATPases tipo P. Transições E1-E2 na Na+/K+-ATPase e em Ca2+-ATPases. Transporte activo secundário: co-transporte e contra-transporte. Trocador Na+/Ca2+: potencial de reversão e efeito ionotrópico positivo de glicosídeos cardíacos. Trocadores envolvidos na regulação do pH citossólico;
6. Electrogénese da excitabilidade celular e propagação de sinais eléctricos. Correntes iónicas em condições de potencial controlado. Modelo das comportas de Hodgkin-Huxley. Canais de Ca2+, secreção e contracção. Canais de K+ e canais não selectivos na definição de padrões de disparo contínuo de potenciais de acção. Alterações em canais iónicos e desenvolvimento de patologias. Propagação de sinais eléctricos. Circuitos de correntes locais e dispersão de correntes electrotónicas;
7. Transdução de sinais. Receptores intracelulares e da membrana plasmática (ionotrópicos e metabotrópicos). Proteínas G heterotriméricas, segundos mensageiros e etapas de amplificação de sinais. AMP cíclico, segundos mensageiros derivados de fosfolípidos membranares, ácido araquidónico e ião cálcio como segundos mensageiros. Sinalização por óxido nítrico e modulação farmacológica da vasodilatação;
8. Acoplamento estímulo-secreção;
9.Transdução sensorial. Potenciais receptores e geradores. Limiares, actividade eléctrica espontânea, fraccionamento dos estímulos e adaptação sensorial. Diversidade de mecanismos associados a receptores sensoriais ionotrópicos e metabotrópicos.

Docente(s) responsável(eis)

Luís Manuel de Oliveira Martinho do Rosário

Métodos de Avaliação

Contínua
Resolução de problemas: 20.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 20.0%
Exame: 60.0%