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TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA MEMBRANA PLASMÁTICA E COMPARTIMENTOS BIOLÓGICOS A membrana plasmática é composta por uma bicamada lipídica que contém proteínas de transporte - a membrana apresenta permeabilidade seletiva e atua na manutenção do meio interno constantemente. A bicamada lipídica é permeável a gases e moléculas apolares, entretanto, a bicamada lipídica é impermeável a íons e moléculas polares. A membrana plasmática separa o líquido intracelular (LIC) do líquido extracelular (LEC). A composição química do LIC e LEC são diferentes e eles não se encontram em equilíbrio químico. A presença de proteínas transmembranas permite a passagem seletiva de moléculas específicas. As membranas atuam como isolantes térmicos: capacitam o armazenamento de moléculas eletricamente carregadas, mantém uma diferença de potencial elétrico e químico entre os compartimentos, atua na manutenção do potencial elétrico e na energia armazenada para a execução de trabalho. PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA As proteínas presentas na membrana plasmática podem ser classificadas em integrais ou periféricas. As proteínas integrais são aquelas que penetram na bicamada lipídica e a atravessam completamente. As proteínas periféricas são aquelas que se encontram apenas na camada externa da membrana. PROTEÍNA TRANSPORTADORA São proteínas que mudam a sua conformação para a passagem de substâncias. As proteínas transportadoras podem ser simples (transportam apenas uma substância) ou cotransportes (transportam duas ou mais substâncias). As proteínas transportadoras cotransporte ainda pode ser classificadas em simporte, quando transportam uma ou mais substâncias na mesma direção, ou em antiporte, quando transportam uma ou mais substâncias em direções diferentes. Podem utilizar tanto transporte ativo ou passivo. • Simporter (glicose + AA + Na+) • Antiporte (Ca2+ e H+ / Na+) PROTEÍNA DE CANAL Discrimina a molécula a ser transportada principalmente com base na carga elétrica e no tamanho. Utilizam somente transporte passivo. PROTEÍNA DE RECEPÇÃO São proteínas que permitem a transdução de sinais próprios da membrana. TRANSPORTE PASSIVO É o tipo de transporte que acontece a favor do gradiente de concentração e sem gasto de energia. As moléculas são movimentadas de um compartimento mais concentrado para um outro compartimento que está menos concentrado. DIFUSÃO SIMPLES Ocorre a passagem de moléculas pequenas e apolares diretamente através da membrana plasmática. É um processo a favor do gradiente de concentração, sem gasto de energia e sem velocidade máxima no transporte. A velocidade de transporte segue uma cinética de primeira ordem - a velocidade de transporte é diretamente proporcional à concentração do soluto, não existindo uma velocidade máxima. O transporte de progesterona para dentro da célula é feito por difusão simples. DIFUSÃO FACILITADA É a passagem de moléculas através da membrana por meio de uma proteína transmembrana, essa proteína é capaz de ligar à uma molécula de um lado da membrana e modificar o seu formato de modo que a molécula possa sair pelo outro lado da membrana. É um transporte a favor do gradiente de concentração, sem gasto de energia e que pode atingir uma velocidade máxima. A velocidade de transporte na difusão facilitada segue a cinemática de Michaeliana - a velocidade de transporte aumenta com o aumento da concentração do soluto, havendo uma velocidade máxima. O transporte de glicose intra e extracelular é feito por meio de GLUTs. CANAL IÔNICO O transporte de íons é feito pelos canais iônicos, esses canais são formados por proteínas transmembranas com poros em sua parede que permitem a passagem livre de íons. É um transporte a favor do gradiente eletroquímico do íon e sem gasto de energia - o gradiente eletroquímico é dependente da concentração do íon e da diferença de carga de membrana. Os canais iônicos são altamente seletivos para cada tipo específico de íon, a seletividade iônica acontece pela carga e esfera de solvatação do íon. Os canais iônicos apresentam comportas que se abrem e fecham, o controle dessas comportas é feito pelo diferencial de potencial elétrico por meio de um ligante ou por ação mecânica. Os canais iônicos, quando abertos, permitem a passagem de íons na sua velocidade máxima, porém, quando fechados, não permitem a passagem de nenhum tipo de íon - cinemático do “tudo ou nada”. O receptor nicotínico nas células musculares quando aberto permite a entrada de íons Na+, a abertura deste canal é acionada pelo neurotransmissor acetilcolina. Difusão facilitada x Canal iônico A difusão facilitada transporta moléculas, enquanto que o canal iônico transporta íons, porém, na difusão facilitada a proteína que modifica a sua estrutura para a passagem da molécula e mantém sempre um dos lados da passagem fechado. No canal iônico, as comportas de passagem se encontram ou abertas ou fechadas e, quando abertas, permitem a passagem livre de íons. AQUAPORINAS São proteínas de canal de água que aumentam a permeabilidade da bicamada lipídica da membrana celular à água, a passagem de água é feita por osmose, assim o fluxo de água através de uma membrana semipermeável, dependente da diferença na concentração de solutos. TRANSPORTE ATIVO É o tipo de transporte que acontece contra o gradiente de concentração e com gasto de energia. As moléculas se movimentam de um compartimento que está menos concentrada para um que está mais concentrado, gastando-se ATP. PRIMÁRIO Ocorre a passagem de moléculas contra o gradiente de concentração, por meio de uma proteína transportadora, com gasto de energia ATP e que atinge uma velocidade máxima. O gasto de energia está diretamente relacionado à hidrólise de uma molécula de ATP para bombear a molécula contra o seu gradiente de concentração. A quebra de molécula de ATP forma uma ADP + Pi. O transporte ativo primário segue a mesma dinâmica da cinética de Michaelina. Qualquer tipo de molécula pode sofrer transporte ativo primário, porém há proteínas transportadoras específicas (íons, CHOs e fármacos). A bomba de Na+/K+ ATPase transporta 3 átomos de Na+ para fora da célula (contra o seu gradiente) e 2 átomos de K+ para dentro da célula (contra o seu gradiente) - ela é responsável por manter as diferenças de concentração de sódio e potássio através da membrana celular, estabelecer uma tensão elétrica negativa no interior das células e controlar o volume da celular. Como acontece com outras enzimas, a bomba de Na+/K+ ATPase pode funcionar ao contrário. SECUNDÁRIO Ocorre a passagem de moléculas contra o gradiente de concentração, por meio de uma proteína transportadora, com gasto indireto de energia e que atinge uma velocidade máxima. O gasto de energia não está diretamente relacionado à hidrólise de ATP, pois a energia usada para mover a molécula contra o seu gradiente de concentração é extraída da energia potencial do gradiente de concentração de uma outra molécula - gasta-se um gradiente de concentração para gerar um outro gradiente de concentração. O transporte ativo secundário é sempre um cotransporte, podendo ser simporte ou antiporte. Segue-se a mesma dinâmica da cinética de Michaelina. Qualquer tipo de molécula pode sofrer transporte ativo primário, porém há proteínas transportadoras específicas (íons, CHOs e fármacos). O transportador SGLT “Transportador Sódio Glicose” que usa o gradiente de concentração do sódio (que quer entrar na célula) para transportar moléculas de glicose para dentro da célula mesmocontra seu gradiente de concentração.
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