Transporte Através de Membrana

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Transporte Através de Membrana 
 Permeabilidade: capacidade de uma membrana ser atravessada por 
algumas substâncias. 
 
 Tipos de Membranas 
 
 Permeável: permite a passagem do solvente e do soluto; 
 
 Impermeável: não permite a passagem do solvente nem do soluto; 
 
 Semipermeável: permite a passagem do solvente, mas não do soluto; 
 
 Seletivamente permeável: permite a passagem do solvente e de alguns 
tipos de soluto – membrana plasmática 
Transporte Através de Membrana 
• Dependem de dois gradientes: concentração (químico) e elétrico 
Transporte Através de Membrana 
• Gradiente eletroquímico: voltagem através da membrana (potencial de 
membrana) 
• Transporte Passivo: molécula atravessa a membrana a favor de um 
gradiente de concentração ou de carga elétrica sem gasto energético 
• Difusão simples 
• Difusão facilitada 
• Osmose 
 
• Transporte Ativo: há gasto energético - molécula transportada contra um 
gradiente de concentração ou de carga elétrica sendo “bombeadas” para 
dentro ou para fora da célula 
• Bomba de sódio e potássio 
• Transporte acoplado 
• Endocitoses (Fagocitose, Pinocitose e Mediada) 
• Exocitose (Clasmocitosse) 
Transporte Através de Membrana 
Transporte através da Membrana 
 Difusão - fenômeno que promove o movimento de moléculas de solutos em 
soluções; 
 Relacionada com a diferença de concentração de determinado soluto em 
duas regiões do solvente; 
 O fluxo de soluto surge na presença de um gradiente de concentração. 
 
 
• Concentrações iônicas dentro e fora de uma célula de mamífero típica 
Transporte Passivo 
Difusão Simples 
• Passagem aleatória de partículas a favor do gradiente de 
concentração: []  [] 2° Lei da TD 
 
• Volume, densidade das partículas e temperatura influenciam 
diretamente no movimento cinético das moléculas 
 
• energia do sistema  velocidade da difusão 
 
• Tempo de difusão é diretamente proporcional ao quadrado da 
distância a ser percorrido por uma molécula 
Difusão é um processo de distribuição de energia 
e desordem absoluta 
Adaptado de Lehninger, Princípios da Bioquímica – 3ª ed. 
Antes do equilíbrio No equilíbrio Antes do equilíbrio No equilíbrio 
Transporte Passivo 
Difusão Simples 
• Processo pelo qual o sistema caminha para a estabilidade 
espontânea 
 
• Equilíbrio atingido: trocas entre os meios tornam-se proporcionais 
Transporte Passivo 
Difusão Simples 
• Difundem pela bicamada lipídica 
 
• Pequenas moléculas não carregadas e pequenas moléculas 
com distribuição desigual de cargas 
 
• Polares: gás carbônico, amônia, glicerol, ureia e água 
 
• Apolares: oxigênio, nitrogênio, benzeno, etanol, éter etílico, aa 
apolares e muitos agentes narcóticos 
Transporte Passivo 
Difusão Simples 
Transporte Passivo 
Difusão Facilitada – Transporte mediado 
• Bicamada lipídica é altamente impermeável à moléculas 
polares grandes 
• Glicose se difunde com muita dificuldade 
Transporte Passivo 
Difusão Facilitada – Transporte mediado 
• Proteínas transportadoras 
especializadas atuam na 
transferência eficiente de muitas 
moléculas com íons, açúcares, aa, 
nucleotídeos e metabólitos 
 
• Carreadoras (atuam no transporte 
passivo – mudança conformacional 
e no transporte ativo – utilização de 
energia) 
 
• Canais seletivos e pouco seletivos 
 
 
 
 
• Proteínas carreadoras: reconhecem e se ligam especificamente às moléculas 
a serem transportadas, tornando o transporte seletivo 
 
• Mudança conformacional dos transportadores auxiliando no transporte das 
moléculas 
 
• Moléculas transportadas para regiões de [] desligam-se dos 
transportadores 
Transporte Passivo 
Difusão Facilitada – Transporte mediado 
• Proteína canais: discrimina a molécula a ser transportada 
principalmente com base na carga elétrica e tamanho 
 
• Pouco seletivos (porinas e junções comunicantes) 
 
• Seletivos (iônicos) 
Transporte Passivo 
Difusão Facilitada – Transporte mediado 
• Pouco seletivos – constantemente abertos 
Transporte Passivo 
Difusão Facilitada – Transporte mediado 
• Aquaporinas: Canais de membrana 
específicos permitem a passagem rápida de 
moléculas de H2O 
 
• Bicamada lipídica membranar: 109 vezes 
mais permeável à H2O do que aos íons Na
+ 
e K+ 
Transporte Passivo 
Difusão Facilitada 
• 1992 – Peter Agre: Premio Nobel de química de 2003 
• Água se movimenta com corrente contínua fluindo na direção do 
gradiente osmótico devido a baixa energia de ativação observada 
Os resíduos de cor amarela formam um 
estreitamento de forma que só as moléculas de 
H2O conseguem passar 
Transporte Passivo 
Difusão Facilitada 
• Velocidade de transporte da H2O: 
 5x108 moléculas/segundo 
Adaptado de Koolman J., Roehm K.H, Color atlas of biochemistry – 2a ed. 
• Proteínas de canal seletivo – possuem seletividade iônica: tem um poro 
polar através do qual íons e outros compostos hidrofílicos podem passar 
Transporte Passivo 
Difusão Facilitada 
• Possibilita uma taxa 1000 
vezes mais eficiente de 
transporte comparado às 
proteínas carreadoras 
• Movimento livre da água através da membrana 
 
• Pressão osmótica a favor de um gradiente de concentração 
 
• Influenciada pelo número de partículas e não pela natureza do soluto 
 
 
• Pode ser dividida em dois tipos 
 
• Exosmose: fluxo de água: exterior  interior 
 
• Endosmose: fluxo de água: interior  exterior 
 
 
Transporte Passivo 
Osmose 
• Solução Isotônica: duas soluções contendo a mesma quantidade 
de partículas (não necessariamente do mesmo tipo) por unidade de 
volume que exerçam a mesma pressão osmótica 
 
• Solução Hipertônica: solução com [] e  pressão osmótica 
 
• Solução Hipotônica: solução com [] e  pressão osmótica 
 
Transporte Passivo 
Osmose 
• Osmose pode provocar alterações de volume celular 
 
• Paramécio colocado em meio hipotônico absorve água e o excesso 
de é eliminado pelo aumento de frequência dos batimentos do 
vacúolo pulsátil ou contrátil 
 
Transporte Passivo 
Osmose – célula animal 
 
• Hemácia humana é isotônica em meio contendo 0,9% de cloreto 
de sódio “solução fisiológica” 
 
• Meio hipertônico: perde 
 água e murcha (plasmólise) 
 
• Meio hipotônico: absorve 
 água, aumenta seu 
 volume e pode romper 
 (Osmólise; hemólise) 
 
Transporte Passivo 
Osmose – célula animal 
Transporte Passivo 
Osmose 
• Devido a baixa permeabilidade de íons, compostos polares e 
demais moléculas entram nas células através de canais 
transmembranares, transportadores ou bombas (ATPases). 
Transporte Ativo 
Transporte Ativo 
• Bicamada lipídica é altamente impermeável à íons, independente de 
suas carga 
Transporte Ativo 
• Proteínas transportadoras localizadas na MP (mediante o gasto de 
energia) transportam substâncias contra um gradiente de 
concentração 
Adaptado de Koolman J., Roehm K.H, Color atlas of biochemistry – 2a ed. 
Transporte Ativo - ATPases 
• Função 
 
 Manunteção de potencial elétrico celular: [] de Na+ [] de K+ 
 
 
• Meio extracelular [] de K+ e [] de Na+ - difusão simples entrada de 
Na+ através de canais iônicos existentes na membrana celular 
 
 
• ATPases (adenosina trifosfatases): ptns transportadoras q atuam como 
enzimas catalisando a hidrólise de ATP, com transferência de energia que 
é utilizada para o seu funcionamento 
Transporte Ativo 
ATPase de Na+ / K+ 
Adaptado de Koolman J., Roehm K.H, Color atlas of biochemistry – 2a ed. 
Transporte Ativo 
ATPase de Na+ / K+ 
• Mecanismo 
 
 A bomba, ligada ao ATP, liga 3 Na+ 
intracelulares 
 
 ATP é hidrolizado levando à fosforilação 
da bomba e à libertação de ADP 
 
 Mudança conformacional na bomba 
expõe 3 Na+ ao exterior da membrana 
 
 Forma fosforilada da bomba apresenta 
baixa afinidade com íons Na+ liberando-os 
para o meio extracelular 
Adaptado de Lehninger, Princípios da Bioquímica – 3ª ed. 
Transporte Ativo 
ATPasede Na+ / K+ 
• Mecanismo 
 
 À bomba ligam-se 2 K+ extracelulares 
levando à desfosforilação da bomba 
 
 ATP liga-se e a bomba reorienta-se para 
libertar os K+ para o interior celular: 
bomba pronta para um novo ciclo 
 
• Bombeamento não equitativo 
 3 Na+ bombeados para o meio extracelular 
e 2 K+ bombeados para o meio 
intracelular 
Adaptado de Lehninger, Princípios da Bioquímica – 3ª ed. 
Bomba ATPases Na+ K+ 
Transporte Ativo 
ATPase de Na+ / K+ 
../Membrana/BombaNaK.mp4
../Membrana/BombaNaK.mp4
../Membrana/BombaNaK.mp4
../Membrana/BombaNaK.mp4
../Membrana/BombaNaK.mp4
Transporte Ativo 
Bomba /ATPase de Ca2+ 
• Retorna o Ca2+ ao retículo sarcoplasmático de uma célula muscular 
esquelética após contração muscular 
Transporte Ativo 
Energia Fornecida por Luz 
Transporte ativo primário Transporte ativo secundário 
Adaptado de Lehninger, 
Princípios da 
Bioquímica – 3ª ed. 
Transporte Ativo 
Transporte Acoplado 
Transporte Acoplado 
• Transporte Ativo Secundário: Movimento de X a favor do seu gradiente 
eletroquímico fornece energia para direcionar o co-transporte de um 
segundo soluto S contra seu gradiente eletroquímico 
• Transporte não-espontâneo que ocorre acoplado a outro processo 
de transporte ativo primário 
../Membrana/Transporte Acoplado_Ativo.mp4
Transporte Ativo 
Transporte Acoplado 
Transporte Ativo 
Transporte Acoplado - Simporte 
• Glicose – Na+: gradiente eletroquímico de Na+ garante a entrada de 
glicose no ápice das células do epitélio intestinal mesmo contra um 
gradiente de concentração 
Transporte Ativo 
Transporte Acoplado - Antiporte 
• Carreador Na+/H+ muitas células animais utilizam influxo 
favorável de Na+ para bombear H+ para fora da célula – controlar 
pH do citosol 
• Processo pelo qual células englobam substâncias por fusão da 
membrana celular 
 
• Divide-se em 
 
 Fagocitose 
 
 Pinocitose 
 
 Endocitose mediada 
 
 
Transporte Ativo 
Endocitoses 
• Ingestão de partículas sólidas através de expansões da membrana 
plasmática (pseudópodes) que as envolvem e englobam-nas 
 
• Quando as expansões se fecham englobando as partículas forma-
se uma bolsa membranosa – Fagossomo 
 
• Mecanismo fagocítico envolve gasto de energia e é usado na 
 
• Captura de partículas alimentares – amebas e protozoários 
 
• Defesa do organismo - glóbulos brancos fagocitam 
microorganismos invasores 
Transporte Ativo 
Endocitoses - Fagocitose 
Transporte Ativo 
Endocitoses - Fagocitose 
Fagocitose 
../Membrana/Fagocitose.mp4
• Ingestão de líquidos ou pequenas partículas através de 
minúsculos canais / invaginações que se formam na membrana 
plasmática 
 
• Quando as bordas desse canal se fecham englobando as partículas 
forma-se uma bolsa membranosa – Pinossomo 
 
• Mecanismo pinocítico envolve gasto de energia e é seletivo para 
sais, aminoácidos e proteínas solúveis em água 
 
• Células do intestino delgado humano capturam gotículas de 
lipídios resultantes da digestão por pinocitose 
Transporte Ativo 
Endocitoses - Pinocitose 
Transporte Ativo 
Endocitoses - Pinocitose 
• Invaginação da membrana for desencadeada pela ligação de uma 
determinada substância a um constituinte específico (receptor) da 
membrana 
 Membrana deve possuir receptores específicos para cada substância em 
questão 
 
• Mecanismo utilizado por muitos vírus (HIV) e toxinas para penetrar na 
célula 
 Desenvolveram uma complementaridade com os receptores 
 
• Importância Médica 
 Desenvolvimento de medicamentos contendo fragmentos complementares 
com os receptores membranares específicos de células alvo – células tumorais 
Transporte Ativo 
Endocitoses - Mediada 
Transporte Ativo 
Endocitoses - Mediada 
• Processo de liberação de substâncias (não necessárias ou 
produzidas) para fora da célula através da membrana celular 
 
 Clasmocitose 
 Tipo de exocitose utilizado para liberação de resíduos da 
digestão celular 
Transporte Ativo 
Exocitose