Transporte de eletrólitos

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Kerolyn Cibelle- Medicina- Unit 
 
 
 
 
 
 
As substâncias se movem através das 
membranas por meio de processos de 
transporte que podem ser classificados 
como passivos ou ativos, dependendo se 
requerem ou não energia celular. 
o Transportes passivos ocorrem a 
favor do gradiente de 
concentração ou elétrico para 
atravessar a membrana 
utilizando apenas sua própria 
energia cinética para isso, não 
necessitando de energia celular 
ou ATP. 
o Transportes ativos ocorrem 
contra o gradiente de 
concentração ou elétrico e, por 
isso, necessitam de energia 
celular na forma de ATP. 
Obs: Transportes por meio de vesículas 
também são transportes ativos. 
 
 
→ Difusão 
Se um soluto específico é encontrado 
em altas concentrações em uma área 
de solução e em baixa concentração 
em outra área, as moléculas de soluto 
se difundirão na direção da área de 
concentração menor – elas se movem a 
favor do gradiente de concentração. 
Após algum tempo o equilíbrio será 
atingido e as partículas continuam se 
movendo aleatoriamente por causa de 
suas energias cinéticas, mas suas 
concentrações não se alterarão. 
A direção do transporte passivo é 
justamente do meio hipertônico para o 
meio hipotônico. 
 
 
 
 
Fatores que interferem na taxa de 
difusão (J) ou na velocidade: 
• Peso molecular da substância: 
Moléculas menores (menor peso 
molecular) tem taxas maiores 
de difusão. 
• Temperatura: Quanto maior a 
temperatura, maior é a taxa de 
difusão. 
• Área da superfície (A): Quanto 
maior for a área de superfície 
da membrana disponível para a 
difusão, maior é a velocidade da 
difusão. 
• Variação do gradiente de 
concentração (∆C): Quanto 
maior a diferença de 
concentração entre os dois 
lados da membrana, maior será 
a taxa de difusão. 
• Espessura da membrana ou 
distância entre as zonas (∆X): 
Quanto maior for a distância 
em que a difusão ocorrer, mais 
demorada ela será. 
 
→ Difusão Simples 
É um processo passivo no qual 
substâncias se movem livremente 
através da bicamada lipídica das 
membranas plasmáticas celulares sem 
ajuda de proteínas transportadoras na 
membrana. Moléculas hidrofóbicas 
apolares se movem através da 
bicamada lipídica por intermédio do 
processo de difusão simples. Moléculas 
polares pequenas e não carregadas 
como a água e uréia e alcoóis pequenos 
também passam através da bicamada 
lipídica por difusão simples. 
 
 
Módulo 2- Aula 1 e 2 // Princípios de Anatomia e Fisiologia – Tortora // Vídeos sobre leis de Fick 
 
Kerolyn Cibelle- Medicina- Unit 
 
 
A difusão de gases ocorre do meio 
mais concentrado para o menos 
concentrado, via membrana semi- 
permeável. A força motriz desse 
movimento é justamente a tendência a 
se equilibrar. A diferença de 
concentração é possível justamente 
porque a membrana é semipermeável 
facilitando e dificultando a entrada de 
algumas substâncias. 
 
Os gases se homogenizam e não se 
mantém conforme a sua densidade, 
como era imaginado. 
Difusão como transporte de matéria, 
depende do meio no qual o gás se 
encontra, já que o gás precisa vencer a 
resistência do meio. 
Como gases de diferentes naturezas se 
organizam quando colocados em 
contato? 
Esses gases não se distribuem de 
acordo com a sua densidade, mas se 
homogeneízam alcançando um ponto de 
equilíbrio termodinâmico. 
Difusão= espalhar-se; movimento de 
coisas de um local de alta concentração 
para um local de baixa concentração. 
Isso é interferido pela viscozidade 
(oferece uma resistência ao 
movimento). 
Leis de Fick 
O movimento de matéria em um dado 
meio é proporcional ao gradiente de 
concentração de uma dada substância 
e inversamente proporcional a 
resistência desse meio. 
Em uma forma simplificada, a lei de 
Fick diz que a taxa de difusão aumenta 
quando o gradiente de concentração, a 
área de superfície ou a permeabilidade 
da membrana aumentam: 
 
Vários fatores a influenciam: 
1. O tamanho da molécula. À 
medida que o tamanho 
molecular aumenta, a 
permeabilidade da membrana 
diminui. 
2. A solubilidade em lipídeos da 
molécula. À medida que a 
lipossolubilidade da molécula 
aumenta, a permeabilidade da 
membrana a esta molécula 
aumenta. 
Podemos rearranjar a equação de Fick 
desta forma: 
 
Esta equação agora descreve o fluxo de 
uma molécula através da membrana, 
uma vez que o fluxo é definido como a 
taxa de difusão por unidade de área de 
superfície da membrana: 
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Outras análises: 
 
V= taxa de partículas de um gás se 
movendo (há um componente de tempo). 
Pode ser em mols, valor numérico, 
volume etc 
P1 – P2 ou ∆P = se você maior 
quantidade de moléculas causará maior 
pressão; se há maior diferença de 
pressão entre as superfícies que eu 
quero mover as partículas significa que 
mais partículas irão se mover. 
A= Área de superfície; maior área 
maior passagem de moléculas. 
D= constante de difusão. É a 
solubilidade da substância dividida pela 
raiz quadrada do peso molecular. Por 
isso moléculas menores se difundem 
mais facilmente. 
T= Espessura. Paredes grossas a 
difusão é menor que em paredes finas. 
 
Rearranjo da fórmula. V/A = fluxo e a 
segunda parte= Gradiente de 
concentração. 
Fluxo= taxa líquida de partículas se 
movendo em uma área 
 
O fluxo (J) é igual a menos o coeficiente 
de difusão (D), vezes a área de 
superfície (A), vezes o gradiente de 
concentração. O sinal negativo 
representa que a concentração vai 
diminuindo ao longo da direção. 
Para processos de difusão em estado 
estacionário, a equação que 
correlaciona o fluxo de difusão J com o 
gradiente de concentração dC/dx é 
chamada de PRIMEIRA LEI DE FICK. 
Nessa lei, a força motriz para a 
ocorrência da difusão é o gradiente de 
concentração. 
Aplicação: 
A respiração acontece com base em 
dois mecanismos de transferências. 
Primeiro há uma diferença de pressão 
entre o pulmão e o ambiente externo, 
forçando o ar a entrar pelas narinas. 
Em seguida a difusão ocorre nos 
alvéolos, onde a diferença de 
concentração de oxigênio entre o ar 
recém chegado e o sangue faz com que 
o oxigênio se difunda para a corrente 
sanguínea, da mesma forma o gás 
carbônico faz o caminho inverso. 
→ Difusão facilitada 
Solutos muito polares ou altamente 
carregados para se moverem através da 
bicamada lipídica por difusão podem 
atravessar a membrana por um 
processo passivo de difusão facilitada. 
Nesse processo, uma proteína integral 
ajuda uma substância específica a 
atravessar a membrana. A proteína de 
membrana integral pode ser um canal 
ou um carregador/transportador. 
❖ Proteína Canal: (seletivos e 
eficientes) 
As proteínas-canal criam passagens 
cheias de água que diretamente ligam o 
meio intracelular com o 
compartimento extracelular. 
As proteínas-canal são proteínas com 
múltiplas subunidades que atravessam a 
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membrana e criam um agregado 
cilíndrico com um túnel ou poro no 
centro. 
Um soluto se move ao longo seu 
gradiente de concentração na 
bicamada lipídica através de um canal 
de membrana. A maioria dos canais de 
membrana são canais iônicos, 
proteínas transmembrana integrais 
que permitem a passagem de íons 
inorgânicos pequenos. 
As proteínas-canal são nomeadas de 
acordo com as substâncias às quais elas 
são permissivas. A maioria das células 
possui canais de água formados por 
uma proteína chamada de aquaporina. 
As proteínas-canal são como portas 
estreitas para a célula. Se a porta está 
fechada, nada pode passar através dela. 
Se a porta está aberta, há uma contínua 
passagem entre as duas salas 
conectadas por ela. O estado aberto ou 
fechado de um canal é determinado por 
regiões das moléculas das proteínas 
que atuam como “portões” de vaivém. 
Os canais podem ser classificados de 
acordo com seus portões, se estão 
geralmente abertos ou fechados.Os canais abertos passam a maior 
parte do tempo com o seu portão 
aberto, permitindo aos íons moverem-
se de um lado a outro através da mem-
brana, sem regulação. Esses portões 
podem, ocasionalmente, fechar, mas a 
maior parte desses canais se comporta 
como se eles não tivessem portões. Os 
canais abertos são também chamados 
de vazamentos ou poros, como em 
poros de água. 
Os canais com portão passam a maior 
parte do tempo em um estado fechado, 
o que permite que esses canais regulem 
o movimento de íons que passam 
através deles. 
O que controla a abertura e o 
fechamento dos canais com portão? 
Para canais com portão controlados 
quimicamente, o portão é controlado 
por moléculas mensageiras 
intracelulares ou por estímulo de 
ligantes extracelulares que se ligam ao 
canal proteico. Os canais com portão 
dependentes de voltagem abrem e fe-
cham quando o estado elétrico da 
célula muda. 
Já os canais com portão controlados 
mecanicamente respondem a forças 
físicas, como um aumento de 
temperatura ou pressão que aplica 
tensão na membrana e faz o portão do 
canal se abrir. 
OBS: Transporte exclusivamente 
passivo. 
 
❖ Proteína carregadora: 
(específicas) 
As proteínas carreadoras, também 
chamadas de transportadoras, ligam-se 
aos substratos que são carreados por 
elas, porém nunca formam uma 
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conexão direta entre os líquidos 
intracelular e extracelular. As 
proteínas carreadoras ligam-se com 
substratos específicos e os transportam 
através da membrana pela modificação 
da sua conformação. Os carreadores 
estão abertos para um lado da 
membrana ou para o outro, mas não 
para ambos os lados simultaneamente, 
como nas proteínas canal. 
Na difusão facilitada mediada por 
carreador, um carreador (também 
denominada transportador) move um 
soluto a favor de seu gradiente de 
concentração através da membrana 
plasmática. O soluto se liga a um 
carreador específico em um lado da 
membrana e é liberado do outro lado 
após o carreador sofrer uma mudança 
em seu formato. O soluto se liga mais 
frequentemente ao carreador no lado 
da membrana em que há maior 
concentração de soluto. A taxa de 
difusão facilitada mediada por 
carreador (o quão rapidamente ela 
ocorre) é determinada pelo tamanho do 
gradiente de concentração através da 
membrana. 
A quantidade de carreadores 
disponíveis na membrana plasmática 
estabelece um limite superior, 
denominado transporte máximo, na 
taxa com que a difusão facilitada pode 
acontecer. Uma vez que todos os 
carreadores estejam ocupados, o 
transporte máximo é alcançado e um 
acréscimo no gradiente de 
concentração não aumenta a taxa de 
difusão facilitada. Assim, do mesmo 
modo que uma esponja completamente 
saturada não consegue absorver mais 
água, o processo de difusão facilitada 
mediada por transportador exibe 
saturação. 
A permeabilidade seletiva da 
membrana plasmática é 
frequentemente regulada para 
alcançar a homeostasia. Por exemplo, 
o hormônio insulina, pela ação do 
receptor de insulina, promove a 
inserção de muitas cópias de 
transportadores de glicose na 
membrana plasmática de algumas 
células. Assim, o efeito da insulina é o 
aumento do transporte máximo por 
difusão facilitada da glicose para as 
células. Com mais transportadores de 
glicose disponíveis, as células do corpo 
conseguem captar a glicose no sangue 
mais rapidamente. A incapacidade de 
produzir ou utilizar insulina é 
denominada diabetes melitus. 
 
OBS: realizam transporte ativo ou 
passivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A osmose é um tipo de difusão em que 
ocorre um movimento líquido de 
solvente através de uma membrana 
seletivamente permeável. Como os 
outros tipos de difusão, a osmose é um 
processo passivo. O solvente é a água, 
que se move por osmose através de 
membranas plasmáticas de uma área 
com maior concentração de água para 
uma área com menor concentração de 
água, ou a água se move através de 
uma membrana seletivamente 
permeável de uma área com menor 
concentração de soluto para uma área 
com maior concentração de soluto (a 
água se move a favor do seu gradiente 
de concentração). Durante a osmose, 
as moléculas de água passam através 
da membrana plasmática de dois 
modos: (1) movendo-se entre duas 
moléculas de fosfolipídio vizinhas na 
bicamada lipídica por difusão simples, 
como descrito anteriormente, e (2) 
movendo-se através de aquaporinas, 
proteínas integrais transmembrana 
que agem como canais de água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A osmose ocorre apenas quando uma 
membrana é permeável à água e 
impermeável a determinados solutos. 
 
Nesse experimento, quanto mais alta a 
coluna de solução no braço direito se 
torna, mais pressão ela exerce em seu 
lado da membrana. A pressão exercida 
desse modo por um líquido, conhecida 
como pressão hidrostática, força as 
moléculas de água a se moverem de 
volta para o braço esquerdo. O 
equilíbrio é alcançado quando a 
quantidade de moléculas de água que se 
movem da direita para a esquerda por 
causa da pressão hidrostática é igual à 
quantidade de moléculas de água que se 
movem da esquerda para a direita por 
causa da osmose. 
 
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A solução com o soluto impermeável 
também exerce uma força, 
denominada pressão osmótica. A 
pressão osmótica de uma solução é 
proporcional à concentração de 
partículas de soluto que não atravessa a 
membrana – quanto maior a 
concentração de soluto, maior a 
pressão osmótica da solução. 
Com pressão suficiente, o volume de 
líquido em cada braço poderia ser igual 
ao volume inicial e a concentração de 
soluto no braço direito seria a mesma 
do início do experimento. A quantidade 
de pressão necessária para restabelecer 
a condição inicial é igual à pressão 
osmótica. Assim, no nosso experimento, 
a pressão osmótica é a pressão 
necessária para impedir o movimento 
de água do braço esquerdo do tubo 
para o direito. Repare que a pressão 
osmótica de uma solução não produz o 
movimento de água durante a osmose. 
Em vez disso, ela é a pressão que 
evitaria esse movimento da água. 
Quando as células do corpo são 
colocadas em uma solução com uma 
pressão osmótica diferente daquela do 
citosol, o formato e volume das células 
se alteram. Conforme a água se move 
por osmose para dentro ou para fora 
das células, seu volume aumenta ou 
diminui. A tonicidade de uma solução é 
a medida da capacidade de uma 
solução alterar o volume das células 
por modificar seu conteúdo de água. 
→ Solução Hipertônica 
Ambiente com alta concentração de 
solutos, que quando em contato com a 
célula faz ela perder água, 
ocasionando o encolhimento ou 
crenação da célula. 
→ Solução Hipotônica 
Ambiente com baixa concentração de 
solutos, que quando em contato com a 
célula faz ela ganhar água, provocando 
inchaço ou até a lise celular. 
→ Solução Isotônica 
Apresenta a mesma concentração de 
solutos que a célula, não provocando 
mudanças significativas na estrutura 
celular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Soluções 
A maioria das soluções intravenosas é isotônica. 
No tratamento de pacientes com edema cerebral, 
devido ao excesso de líquido intersticial no 
encéfalo, é útil o tratamento com soluções 
hipertônicas. 
As soluções hipotônicas são usadas para tratar 
pessoas desidratadas, já que a água se move do 
sangue para o líquido intersticial e, então, para 
as células do corpo para reidratá-las. 
Nas células animais, o 
bombeamento constante 
de íons para fora da 
célula é o mecanismo 
utilizado para o controle 
osmótico. 
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Alguns solutos polares ou com carga 
elétrica que devem entrar ou sair das 
células do corpo não conseguem 
atravessar a membrana plasmática por 
nenhumtipo de transporte passivo 
porque eles precisam se mover contra 
seus gradientes de concentração. 
Alguns solutos conseguem atravessar a 
membrana plasmática por um processo 
chamado transporte ativo. 
O transporte ativo é considerado um 
processo ativo porque é necessário 
energia para que proteínas 
carreadoras movam o soluto através da 
membrana contra um gradiente de 
concentração. 
Duas fontes de energia celular podem 
ser utilizadas para direcionar o 
transporte ativo: 
(1) a energia obtida a partir da 
hidrólise da adenosina trifostato ou 
trifosfato de adenosina (ATP) é a fonte 
no transporte ativo primário; 
Ex: Bomba de Sódio e Potássio 
 
(2) a energia armazenada em um 
gradiente de concentração iônica é a 
fonte no transporte ativo secundário. 
O transporte ativo secundário utiliza 
indiretamente a energia obtida a partir 
da hidrólise do ATP. 
Ex: A bomba de sódio e potássio 
mantém um alto gradiente de 
concentração de Na+ através da 
membrana plasmática. 
Como resultado, os íons sódio têm 
energia armazenada ou energia 
potencial. Portanto, se houver uma rota 
para que o Na+ vaze de volta para 
dentro, uma parte da energia 
armazenada pode ser convertida em 
energia cinética (energia de 
movimento) e utilizada para o 
transporte de outras substâncias contra 
seus gradientes de concentração. 
Essencialmente, as proteínas de 
transporte ativo secundário aproveitam 
a energia no gradiente de concentração 
de Na+, fornecendo rotas para que o 
Na+ vaze para dentro das células. 
No transporte ativo secundário, uma 
proteína carreadora se liga 
simultaneamente a Na+ e a outra 
substância e, então, modifica seu 
formato de modo que ambas as 
substâncias atravessem a membrana 
ao mesmo tempo. 
Se esses transportadores movem as 
duas substâncias na mesma direção 
eles são chamados simportadores 
(symporters); 
Ao contrário, os 
contratransportadores (antiporters) 
movem duas substâncias em direções 
opostas através da membrana. 
 
 
 
 
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As vesículas também importam e 
exportam materiais do líquido 
extracelular; ambos processos 
requerem energia fornecida pelo ATP, 
sendo assim um transporte ativo. 
Tipos: 
 ENDOCITOSE 
Transporte em massa de material para 
dentro da célula. 
Três tipos de endocitose: 
o Endocitose mediada por 
receptor 
 
É um tipo altamente seletivo de 
endocitose por meio do qual as células 
captam ligantes específicos. (Lembre-se 
de que os ligantes são moléculas que se 
ligam a receptores específicos.) Uma 
vesícula se forma após um receptor 
proteico na membrana plasmática 
reconhecer e se ligar a uma partícula 
específica no líquido extracelular. 
o Fagocitose 
É um tipo de endocitose na qual a 
célula engloba partículas sólidas 
grandes, como células mortas, bactérias 
inteiras ou vírus. 
A fagocitose começa com a ligação da 
partícula a um receptor na membrana 
plasmática do fagócito, fazendo com 
que ele estenda pseudópodes, projeções 
de sua membrana plasmática e 
citoplasma. Os pseudópodes cercam a 
partícula fora da célula e as 
membranas se fundem para formar 
uma vesícula denominada fagossomo, 
que entra no citoplasma. O fagossomo 
se funde a um ou mais lisossomos e as 
enzimas lisossômicas quebram 
o material ingerido. Na maioria dos 
casos, qualquer material não digerido 
no fagossomo permanece 
indefinidamente em uma vesícula 
denominada corpo residual. Os corpos 
residuais são, então, secretados pela 
célula por exocitose ou permanecem 
armazenados como grânulos de 
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lipofucsina. 
o Pinocitose 
Tipo de endocitose em que são captadas 
pequenas gotículas de líquido 
extracelular. Nenhuma proteína 
receptora está envolvida; todos os 
solutos dissolvidos no líquido 
extracelular são trazidos para a célula. 
Durante a pinocitose, a membrana 
plasmática se dobra para dentro e 
forma uma vesícula contendo uma 
gotícula de líquido extracelular. A 
vesícula se solta da membrana 
plasmática e entra no citosol. Na 
célula, a vesícula se funde com o 
lisossomo, onde enzimas degradam os 
solutos absorvidos. 
 
 EXOCITOSE 
O material se move para fora da célula 
após a fusão da membrana plasmática 
com as vesículas formadas dentro da 
célula. 
 TRANSCITOSE 
Nesse processo ativo as vesículas 
sofrem endocitose em um lado da 
célula, se movem através dela e sofrem 
exocitose do lado oposto. No transporte 
transcelular, as moléculas atravessam 
as células.