Transporte através das membranas celulares

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Membrana celular
A barreira lipídica da membrana celular impede a
penetração de substâncias hidrossolúveis
A dupla camada lipídica é composta de 3 tipos de
lipídeos: fosfolipídeos, esfingolipídeos e colesterol
O fosfolipídeo tem uma extremidade hidrofílica e
outra hidrofóbica
Pelas partes hidrófobicas serem repelidas pela
água mas se atraírem entre si, elas se dispõem
no interior da membrana
As partes hidrofílicas com fosfato constituem as
duas superfícies da MC, em contato com a água
intracelular e com a água extracelular
A camada lipídica, no meio da membrana, é im-
permeável às substâncias hidrossolúveis comuns,
como íons, glicose e ureia
Inversamente, as substâncias lipossolúveis, como
O2, CO2 e álcool podem entrar nessa parte da
membrana com facilidade
Os esfingolipídios têm grupos hidrofóbicos e hi-
drofílicos, estõo presentes em células nervosas,
funções como a transmissão de sinais e como sí-
tios de adesão p proteínas extracelulares
ÞProteínas integrantes e periféricas da membra-Proteínas integrantes e periféricas da membra-Proteínas integrantes e periféricas da membra-
na celularna celularna celular
Proteínas de membrana são glicoproteínas
Proteínas integrantesProteínas integrantesProteínas integrantes
Atravessam toda a membrana
Muitas formam canais estruturais (ou poros)
Por esses canais as moléculas de água e subs. hi-
drossolúveis (íons), podem se difundir entre os li-
quídos extra e intracelulares
Esses canais apresentam propriedades seletivas,
permitindo a difusão preferencial de algumas
subs. em relação a outras
Outras proteínas integrantes agem como proteí-
nas carreadoras para o transporte de subs. que
não poderiam penetrar na dupla camada lipídica
Essas proteínas carreadoras transportam até
subs. na direção oposta à dos seus gradientes
eletroquímicos para a difusão (transporte ativo)
Também podem servir como receptores para
subs. hidrossolúveis, ou seja, constituem um meio
de transmitir informações sobre o ambiente p in-
terior da célula
Proteínas periféricasProteínas periféricasProteínas periféricas
São ligadas às proteínas integrantes
Funcionam como enzimas ou como controladores
do transporte de substância através dos poros
da membrana celular
Difusão
Significa o movimento molecular aleatório de
substâncias, molécula a molécula, através dos es-
paços intramoleculares da membrana ou em
combinação com proteína carreadora
A energia causadora da difusão é a energia da
movimentação cinética normal da matéria
Difusão simplesDifusão simplesDifusão simples
O movimento das moléculas ou dos íons ocorre
através de abertura na membrana ou através
dos espaços intermoleculares
Sem interação com as proteínas carreadoras
Pode ocorrer por duas vias:
1. Pelos interstícios da bicamada lípidica
2. Pelos canais aquosos que penetram por toda a
espessura da membrana
Difusão facilitadaDifusão facilitadaDifusão facilitada
Requer a interação com uma proteína carreado-
Transporte através das membranas
celulares
ra
Ligação química da proteína com as molécu-
las/íons
Glicose, aminoácidos
A difusão facilitada tende para uma velocidade
máxima
Fatores que afetam a velocidade efetiva da difu-Fatores que afetam a velocidade efetiva da difu-Fatores que afetam a velocidade efetiva da difu-
sãosãosão
A velocidade da difusão é proporcional à diferen-
ça de concentração através da membrana
Quanto maior a temperatura, maior a taxa de di-
fusão (febre)
Quando maior a massa da partícula, menor a ve-
locidade
Canais proteicos
Substâncias podem se deslocar por difusão sim-
ples através desses canais
Os poros são compostos de proteínas integrais
que formam tubos que ficam sempre abertos
O diâmetro do poro e sua carga elétrica forne-
cem seletividade
Aquaporinas: canais de água
O poro é muito estreito pra permitir a passagem
de qualquer íon hidratado
Canais reguláveis:Canais reguláveis:Canais reguláveis:
Canais que respeitam algumas características es-
pecíficas para sua ativação
Ligante-dependentes:Ligante-dependentes:Ligante-dependentes:
Sinais químicos que se ligam a proteínas do canal
Ativa uma cascata de ativação intracelular que
gerará um segundo mensageiro para então abrir
o canal
Voltagem-dependentes:Voltagem-dependentes:Voltagem-dependentes:
A desigual distribuição de cargas no meio intra e
extracelular garante o fluxo de cargas, o que al-
tera o campo elétrico na região
Isso permite que esses canais se abram para a
passagem de íons
Nunca são os primeiros a serem ativados, sem-
pre são influenciados pela alteração de carga do
meio por intermédio de outras proteínas
Não-reguláveis:Não-reguláveis:Não-reguláveis:
São canais “falhos” que não regulam a passagem
dos íons entre os meios
Os meios serão contrabalenceados pelas bombas
existentes na membrana plasmática
Os diferentes filtros de seletividade para os vá-
rios tipos de canais iônicos são determinantes na
especificidade dos diferentes canais para íons
Þ Canais de potássioCanais de potássioCanais de potássio
O alto grau de seletividade não pode ser explicado
apenas pelo diâmetro dos íons, visto que os K+
são levemente maiores que os de Na+
No topo do poro do canal existem alças que for-
mam filtro de seletividade
Revestindo o filtro tem oxigênios carbonílicos
Quando íons potássio hidratados entram no filtro
de seletividade, eles interagem com os oxigênios
carbonílicos
Com isso, perdem a maioria das suas moléculas
de água
Isso permite a passagem dos íons potássio desi- desi- desi-
dratadosdratadosdratados pelo canal
Os oxigênios carbonílicos estão muito afastados
para permitir que eles interajam de perto com
os íons sódio menores, logo, são eficazmente ex-
cluídos pelo filtro de seletividade
Þ Canais de sódioCanais de sódioCanais de sódio
Superfície interna desse canal tem forte carga
negativa
Essas cargas negativas podem puxar íons sódio
desidratados para dentro dos canais
Þ Comportas das proteínas canaisComportas das proteínas canaisComportas das proteínas canais
Respondem a estímulos específicos, alterando a
permeabilidade àquele íon
A abertura e o fechamento desses canais po-
dem ser controlados por dois modos:
111... Por variações da voltagemPor variações da voltagemPor variações da voltagem
Nesse caso, a conformação molecular do canal ou
das suas ligações químicas reage ao potencial
elétrico através da membrana celular
111... Por controle químico (por ligantes)Por controle químico (por ligantes)Por controle químico (por ligantes)
Algumas comportas dependem da ligação de subs.
químicas ou ligantes com a proteína, que causa al-
teração conformacional da proteína ou de suas li-
gações químicas, que abre ou fecha a comporta
Exemplo: canal de acetilcolina
Importante para a transmissão dos sinais nervo-
sos de célula nervosa para outra e das células
nervosas para as células musculares, para a con-
tração muscular
Osmose
Difusão em que ocorre o movimento líquido de um
solvente através de uma membrana seletivamen-
te permeável
Ocorre apenas quando a membrana é permeável
à água e impermeável a determinados solutos
Pressão osmóticaPressão osmóticaPressão osmótica
Quantidade de pressão necessária para inter-
romper a osmose
Solução isotônicaSolução isotônicaSolução isotônica
As concentrações iguais de soluto em ambos os
lados permitem a manutenção do formato e do
volume normais da célula
Solução hipotônicaSolução hipotônicaSolução hipotônica
A menor concentração de soluto no exterior do
que no citosol provoca a lise celular
Solução hipertônicaSolução hipertônicaSolução hipertônica
A maior concentração de solutos no exterior do
que no citosol provoca a saída das moléculas de
água, crenação
Transporte ativo
Movimento dos íons em combinação com uma
proteína carreadora
A proteína carreadora faz com que a substância
se mova em direção oposta à de um gradiente de
energia
Esse movimento requer uma fonte adicional de
energia, além da energia cinética, o ATP
O substrato liga-se a um carreador de membra-
na, o qual muda sua conformação, liberando o
substrato no compartimento oposto
A mudança de conformação da proteína carrea-
dora requer entrada de energiaAo invés de criar um estado de equilíbrio, cria um
estado de desequílibrio
Transporte ativo primário (direto)Transporte ativo primário (direto)Transporte ativo primário (direto)
A energia vem diretamente das ligações fosfato
de alta energia do ATP
São chamados de ATPases (presença de sistema
enzimático)
Bomba de sódio-potássio
Transporte ativo secundário (indireto)Transporte ativo secundário (indireto)Transporte ativo secundário (indireto)
Usa a energia potencial armazenada no gradiente
de concentração de uma molécula para empurrar
(converte em energia cinética) outras moléculas
contra os seus gradientes de concentração
Depende do transporte primário, pois o gradiente
de concentração que impulsiona o secundário é
criado a partir da energia do ATP
Conforme um Na+ entra na célula, ou ele leva
uma ou mais moléculas com ele ou troca de lugar
com moléculas que saem da célula
Simportadora: quando ambas substâncias vão p
mesmo sentido
Contratransportadora: quando vão p lados dife-
rentes
Controla o pH da célula utilizando um contranspor-
tador Na+/Ca²+ e Na+/H+
Permite a absorvição de solutos como glicose,
aminoácidos
Nesse caso, o sódio se move a favor de seu gra-
diente enquanto outros solutos se movem contra