MEMBRANA PLASMÁTICA (transporte ativo e passivo, difusão etc)

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TRANS. ATRAVÉS DA MEMBRANA 
domingo, 21 de agosto de 2022 12:56 
Membrana plasmática: 
➢ Seletiva - A característica de permeabilidade seletiva da membrana permitem
que as células possam manter a concentração ideal destas substancias em seu
interior; Do mesmo modo, a permeabilidade seletiva da membrana plasmática
impede que moléculas, como o ATP, saiam do interior celular com facilidade 
➢ Delimita o meio intracelular do meio extracelular; 
➢O citoplasma e o líquido extracelular constituem duas soluções aquosas com
diferentes composições; 
➢Membranas celulares são mais permeáveis a substâncias lipossolúveis e
neutras que àquelas com carga elétrica e hidrossolúveis; 
➢Os lipídios da bicamada conferem às membranas celulares uma propriedade de
capacitor. Ou seja, as membranas conseguem armazenar cargas entre os lados
intra e extracelular; 
➢Membrana celular mostra-se efetivamente como uma barreira lipídica de alta
resistência, separando 2 meios aquosos: o intracelular e o extracelular. Sabemos,
no entanto, que a célula troca substâncias com o meio que a circunda e, em
alguns casos, essa taxa de trocas é relativamente alta; podemos assumir a
presença de regiões hidrofílicas imersas na bicamada, responsáveis por essa
movimentação; 
 
 
--> Enquanto líquidos apolares, hidrofóbicos, de baixo peso molecular podem
permear facilmente as membranas celulares, a água requer a presença de
canais de natureza proteica, nomeados aquaporinas para atravessar
eficientemente de um lado a outro das membranas, sem ter que passar pelo
meio hidrofóbico que há na metade da bicamada lipídica. 
 
--> Movimento hídrico é sempre passivo e ocorre de um lado a outro da
membrana celular, seguindo seu gradiente de concentração. 
 
 
➢ Bicamada de fosfolipídio (anfipáticos) e possuem cabeça (fora): polar e cauda
(dentro): apolar. A maior espessura é formada pela porção apolar, substâncias
apolares (ex.: hormônios esteroides) irão passar pela membrana livremente. 
➢ Mosaico fluido; 
➢ Na+ (sódio) é encontrado em maior quantidade no meio extracelular; 
➢ K + (potássio) é encontrado em maior quantidade no meio intracelular. 
 
Transporte de sustâncias nutritícias 
- Glicose 
- Aminoácidos 
- Lipídios 
Transporte iônicos 
- Propagação de impulso nervoso 
- Contração muscular 
- Balanço osmótico 
Transporte de água 
- Equilíbrio osmótico com fluido extracelular 
- Absorção intestinal 
- Balanço hídrico renal 
 
 
Prévias considerações para o estudo do transporte de substâncias
através de membranas 
 
■ Diferença do gradiente de potencial químico que possa existir entre os dois
compartimentos separados pela membrana 
• A velocidade na qual uma substância qualquer possa atravessar, por difusão,
uma barreira que separa dois compartimentos e que não oferece nenhuma
resistência a essa passagem depende diretamente da diferença de potencial
químico que existe para essa substância entre os dois compartimentos. 
--> A diferença de potencial químico entre dois compartimentos, para uma
determinada substância, é conhecida como gradiente químico. 
 
■ Permeabilidade da membrana para a substância. 
 
 
• É necessário considerar que a passagem de uma substância química de um
compartimento a outro, através de uma barreira, depende não apenas de
seu gradiente químico, mas também da facilidade com que a substância pode
atravessar a barreira. 
 
 
 
Transporte de membrana 
 
CANAIS IÔNICOS 
--> São vias razoavelmente hidrofílicas através das bicamadas lipídicas, formadas
por proteínas, com seletividade ás vezes estrita aos íons inorgânicos, e que
podem assumir conformações distintas. Algumas dessas conformações não
permitem a passagem dos íons, correspondendo a estados fechados, de repouso,
ou inativados do canal; outras são permeáveis, e correspondem aos estados
abertos ou condutivos 
 
--> Os canais são formados por proteínas integrais de membrana, nas quais
segmentos na cadeia linear residem na fase hidrofóbica da bicamada lipídica. 
 
Substâncias que podem atravessar a membrana: 
• Moléculas necessárias para a vida das células, como ácidos graxos, glicose e
aminoácido do meio extracelular 
• Substância de refugo, como ureia que deve ser eliminada 
• Moléculas hidrofóbicas pequenas, gases como oxigênio e dióxido de
carbono, água, cátions (Na+, K+...) 
 
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
• Íons são hidratados, interagem muito com a água 
• Espécies que atravessam a membrana independente de um sistema de
transporte: 
 - gases: CO2, O2 N2 
 - etanol 
 - água e ureia 
• Não atravessam: Moléculas polares (sem carga): Glicose; íons: K+, Mg2+,
Ca2+, Cl-, HCO3-, HPO4-; moléculas grandes, carregadas ou polares:
aminoácidos, ATP, glicose 6-fosfato 
 
 
Difusão simples 
• As moléculas ocupam o máximo de espaço disponível, resultando em uma
distribuição uniforme em todo recipiente. 
 
• Substâncias que atravessam a membrana independente -> moléculas
apolares; buscam a camada apolar da membrana 
• Tipo de transporte de soluto através da membrana no qual não há gasto de
energia, pois movimento é a favor de um gradiente de concentração (mais
concentrado para menos concentrado), por isso é conhecido como
transporte passivo. 
• Sua função é estabelecer um equilíbrio, até que soluto e solvente tenham a
mesma concentração 
• Acontece por conta da propriedade química e física da espécie difundida +
meio em que está sendo difundida 
• Na difusão simples, as moléculas se movem agitadamente ocupando todo o
espaço disponível 
• Ocorre de maneira ALEATÓRIA e ESPONTÂNEA 
• Na passagem de partículas do lado + concentrado para o menos
concentrado, a velocidade tende a diminuir 
• Quanto maior a temperatura, mais agitadas, maior velocidade das moléculas 
• Quanto maior a massa da partícula, menor a velocidade 
• Ou seja, depende da temperatura e da massa 
• NÃO DEPENDE DE PROTEÍNAS 
 
• Difusão de oxigênio 
• Do capilar para célula 
• O2 concentrado no capilar 
• Diferença entre a concentração de O2 no capilar e na célula 
• O2 passa pelo interstício e chega na célula 
• O2 nos capilares é alto 
• Células estão completamente envolvidas pelos capilares 
• Superfície maior = maior fluxo 
• Espécie química vai passar por difusão dependendo de: temperatura, raio,
viscosidade 
 
---Transporte através de proteínas---------------------------- 
 Transporte de solutos: PASSIVO x ATIVO 
Embora algumas substâncias como os gases, diversos íons e o etanol possam
atravessar a membrana celular sem grande dificuldade, devido à membrana ter
maior ou menor grau de permeabilidade para essas substâncias, existem outras
que não podem atravessar a membrana por si próprias e precisam de ajuda para
poderem ir de um lado a outro da célula. 
Neste processo, intervém uma série de proteínas, conhecidas como proteínas
transportadoras. Elas se encontram nas membranas e ajudam uma específica
substância a atravessar a membrana celular. 
 
PASSIVO: do compartimento que está mais concentrado para o menos
concentrado; energeticamente favorável 
 
 
**Passivo mediato por transportadores 
--> O soluto a ser transportado liga-se a uma proteína carregadora em um lado da
membrana, e então o carregador sofre mudanças conformacionais que permitem
o soluto ser liberado no outro lado da membrana. 
 
• Envolve transporte de substâncias polares (ex.: glicose) 
• Mudança conformacional: a espécie química a ser transportada é
reconhecida pelo sítio (na parte extracelular do complexo proteico) -> e após
disso há mudança de conformação do complexo -> implicando em uma nova
organização -> e o sítio perde afinidade pela partícula que estava
transportando. 
• A energia é fornecida pela diferença de concentração existente 
• O contato da partícula com o sítio permite a mudança conformacional 
• Após a nova organização, o sítio vira para o meio intracelular 
• A glicose muda de lugar 
• O complexo perdeafinidade quando está virado para o meio intracelular 
 
 
==> transporte de glicose: em direção ao gradiente de concentração 
• Utilizada para criação de ATP, ou para formação de glicogênio 
• Se aumentar a concentração glicose no meio extracelular, o fluxo aumenta,
pois aumenta a diferença energética do meio extracelular e intracelular 
• Quando todos os transportadores estiverem ocupados com a glicose, não há
aumento de fluxo (saturação -> o número limitado de moléculas do
carregador não permitir que ocorra uma relação linear entre o fluxo da
substância e a sua concentração. Quando a concentração do substrato
aumenta, a disponibilidade de sítios nos carregadores não o faz na mesma
proporção, o que leva à saturação dos sítios. O fluxo tende a saturar quando,
aproximadamente, todos os carregadores ficam ocupados por moléculas de
solutos.) 
 
 
INIBIDOR COMPETIVO E NÃO-COMPETITIVO 
Inibição é a melhor evidência de que um sistema está envolvido com um processo
particular de transporte mediado. Os inibidores são substâncias que diminuem a
eficiência da proteína transportadora. 
 
1- Inibidor competitivo: 
--> Quando o inibidor interage com o carregador, por competir com o substrato
pelo mesmo sítio (livre) do carregador, mas não o faz com o complexo
carregador-substrato. Por exemplo, o transportador de glicose (específico para a
D-glicose) pode reconhecer e transportar a D-galactose. Portanto, a presença de
D-galactose inibe o transporte de D-glicose, por ocupar muitos dos sítios de
interação, tornando-os indisponíveis para a glicose. 
 
--> Molécula muito parecida com a que está sendo transportada (glicose x
galactose = a glicose tem mais dificuldade para ser transportada, então a taxa de
fluxo diminui; a galactose fica um tempo perto do sítio) 
 
• Se houver aumento excessivo da concentração, a glicose vence a competição
e alcança a mesma velocidade máxima do inibidor 
 
 
 
2- Inibidor não-competitivo: 
--> O inibidor interage com um sítio livre do carregador, diferente do sítio para o
substrato; 
--> Não atrapalha o sítio do complexo proteico; se liga no transportador,
travando-o. 
 
• Redução da taxa de transporte 
• Não adianta adicionar mais glicose 
• Se liga em outro sítio 
 
 
• Km ligada a constante de transporte máxima 
 
**Passivos por canais iônicos 
• Permite a passagem de íons 
• Formado por 5 proteínas 
• Não há sítio de ligação, mas sim um canal 
• Regulados por comporta 
 
 
1. Canais iônicos são seletivos (canal p/ potássio, canal p/ cálcio, canal / sódio e
canal p/ cloreto): 
 
 
 
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
• Potássio está sempre hidratado, e as moléculas de água estão dispostas ao
sua redor 
• Interação entre oxigênio e potássio é uma força fraca (fácil de quebrar) 
 - é necessário que o potássio passe por uma situação
energeticamente favorável 
 - potássio interage com diversas moléculas de água 
• O íon para de interagir com a água e entra no canal devido a diferença de
gradiente 
• O sódio prefere permanecer hidratado com água 
 
 
 
 
 
ATIVO: O transporte ativo consiste no movimento de substâncias contra um
gradiente de potencial eletroquímico. É termodinamicamente desfavorável e
ocorre apenas quando acoplado a um processo exergônico, em geral a hidrólise
do ATP. Assim, de acordo com a fonte de energia, o transporte ativo pode ser
subdividido em dois grupos. 
 
1- Primário 
--> Energia liberada da hidrólise do ATP é diretamente acoplada ao sistema de
transporte, como acontece com as ATPase transportadoras de modo geral; a
energia deriva diretamente de ATP 
 
 
--> O transporte ativo primário resulta da ação de ATPases, conhecidas como
bombas , as quais utílizam energia livre liberada da hidrólise do ATP. 
 
Bomba de sódio potássio - transporta íons Na + para fora e íons K + para dentro
da célula, em uma proporção de três íons Na + para dois íons K + . 
Graças à presença de canais de Na + e de K + inseridos na membrana celular, os
íons K + vazam para o meio extracelular e os Na + para o meio intracelular,
mantendo-se no citoplasma, um estado estacionário em que as concentrações de
Na + e K+ permanecem constantes. 
 - ex.: retículo endoplasmático (transporta Ca contra o gradiente) 
 - ex.: célula da parede do estômago acumula potássio dentro da célula 
 - ex.: membrana dos lisossomos (tipo V) concentra H+ dentro da célula
contra o gradiente, usando ATP 
 
 
2- Secundário 
--> Processo envolve o movimento de uma substância contra seu próprio
gradiente de concentração, mas acoplado ao fluxo de uma segunda substância
que se move a favor de seu gradiente eletroquímico.; obtém a própria energia;
• Depende do metabolismo celular 
• 3 sódios e 2 potássio 
• Passa por mudança conformacional, necessita de ATP 
• Sítio inicialmente voltado para meio intracelular, consegue ligar 3 sódios 
• ATP passa por hidrólise 
• Contra gradiente de concentração 
 
 
 
 
implica transporte de 2 substâncias, uma vai a favor do gradiente e outra contra;
uma fornece energia para outra. 
 
--> Por exemplo, o íon Na + (transportado para o interior celular a favor do seu
gradiente de potencial eletroquímico) fornece energia para o movimento
acoplado de outro soluto que passa a ser transportado contra seu potencial
eletroquímico. 
 
--> Nessa condição, a energia metabólica proveniente da hidrólise do ATP não é
utilizada diretamente para o transporte de soluto, mas é fornecida, de modo
indireto, pelo gradiente de concentração do Na + através da membrana celular. 
 
--> Energia vem do composto que vai a favor do gradiente 
 
 
Mecanismos de transporte de substancias através da membrana das células
efetuados por proteínas: 
 
• Uniporte: envolve o movimento de uma única molécula de cada vez. 
• Simporte: proteínas que movem vários solutos na mesma direção através da
membrana celular. Durante esse processo, o Na + move-se para dentro da
célula via transportador, de acordo com o seu gradiente eletroquímico; os
solutos cotransportados com o Na + também se movem para o interior da
célula, mesmo contra o gradiente eletroquímico; ocorre quando o transporte
de uma substância se dá em conjunto com o transporte de outra e as duas
vão sempre para o mesmo sentido: 
 
 
• Antiporte: É um modo de transporte ativo secundário no qual os tro¬
cadores, que são proteínas integrais de membrana, acoplam o transporte do
soluto A ao transporte do soluto B, em direções opostas. ocorre quando o
 
 
transporte de uma substância se dá em conjunto com o transporte de outra
e as duas vão para sentidos opostos, ou seja, uma entra e a outra sai: 
 
 
 
--------------TRANSPORTE DE ÁGUA---------------------------- 
• Aguaporina: forma um ambiente polar interno, garantindo um transporte
mais rápido 
 
**Reabsorção de água no intestino 
• A água encontrada no trato intestinal passa pela parede intestinal e depois
no interstício 
• Células do corpo tendem a manter a mesma osmolaridade do interstício 
• Diferença de pressão osmótica da luz do tubo, da célula e do interstício 
• Passa um pouco de água entre as células 
• A direção é sempre p/ onde a concentração é maior 
 
**Sempre se move dentro e fora da célula dependendo da diferença da pressão
osmótica 
• Sem gasto de energia