Aula 2 - Transporte de substâncias através da membrana

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Fisiologia 
Humana
Profa. Ma Tuany Carvalho
2. Transporte de 
Substâncias Através 
da Membrana Celular.
Concentrações
aproximadas dos 
líquidos extra- e 
intracelulares
Membranas biológicas
Permeabilidade Relativa de uma 
Bicamada Lipídica Sintética
Membranas biológicas
As membranas biológicas são seletivas.
Transporte Passivo
1. Difusão simples
2.Difusão facilitada
Difusão: movimentação contínua e simultânea das 
moléculas nos líquidos ou nos gases
Permeabilidade Relativa de uma 
Bicamada Lipídica Sintética
A carga elétrica dos íons impede o movimento iônico por dois
modos distintos:
(1) a carga elétrica dos íons faz com que várias moléculas de água se
prendam a esses íons, formando íons hidratados. Isso aumenta, de
muito, as dimensões dos íons, o que, por si só, impede a penetração da
bicamada lipídica;
(2) a carga elétrica do íon interage com as cargas da bicamada lipídica.
Metade da bicamada é formada por lipídios "polares“, portadores de
excesso de cargas positivas, voltados para a superfície da membrana.
Razão para essa impenetrabilidade da 
bicamada lipídica aos íons
A difusão simples através dos canais das 
proteínas e as "comportas" desses canais
Os canais protéicos possuem duas
características importantes:
(1) eles são seletivamente permeáveis a
determinadas substâncias, e
(2) muitos desses canais podem ser abertos
ou fechados por meio de comportas.
O transporte dos íons sódio e potássio pelos
canais proteicos. Também são mostradas as
alterações conformacionais das moléculas de
proteína dos canais que abrem ou fecham as
“comportas” desses canais.
A seletividade dos canais
iônicos resulta das
características do próprio
canal, tais como seu diâmetro,
sua forma e a natureza das
cargas elétricas nas suas
superfícies internas.
O transporte dos íons sódio e potássio pelos canais
proteicos. Também são mostradas as alterações
conformacionais das moléculas de proteína dos
canais que abrem ou fecham as “comportas”
desses canais.
A existência de comportas 
nos canais protéicos 
representa meio de controle 
da permeabilidade desses
canais. 
A abertura e o fechamento das comportas são 
controlados por dois modos principais
1. Comportas voltagem-dependentes: a conformação
molecular da comporta depende do potencial elétrico
através da membrana celular.
2. Comportas ligantes-dependentes: algumas comportas
dos canais protéicos são abertas quando outra molécula se
fixa à proteína; isso produz alteração conformacional da
molécula de proteína que abre ou fecha a comporta.
Canais iônicos
produzem 
potenciais de ação 
neuronal
Difusão facilitada
Proteína Carreadora
Efeito da concentração de uma substância sobre a intensidade de difusão, através de membrana, onde ocorre difusão
simples, e através de membrana onde ocorre difusão facilitada. Isso demonstra que a difusão facilitada tende a uma
intensidade máxima, denominada Vmax
Diferença entre difusão simples e 
difusão facilitada
Mecanismo proposto para difusão facilitada
Glicose
Aminoácidos
Fatores que influenciam a velocidade 
efetiva de difusão
1. Permeabilidade da membrana
2. Diferença de concentração da substância difusora
entre as duas faces da membrana
3. Diferença de pressão através da membrana
4. Diferença de potencial elétrico entre as duas faces da
membrana
Permeabilidade da Membrana
1. Expessura da membrana – quanto maior, mais lenta será a difusão.
2. Lipossolubilidade — quanto maior for a solubilidade da substância nos lipídios da membrana
celular, maior será a quantidade de substância que pode dissolver-se nessa membrana e,
conseqüentemente, que vai atravessá-la.
3. Número de canais protéicos pelos quais a substância pode passar — a velocidade da difusão é
diretamente proporcional ao número de canais por unidades de área.
4. Temperatura — quanto maior for a temperatura, maior vai ser o movimento térmico das moléculas e
dos íons em solução, de modo que a difusão aumenta na proporção direta com a temperatura.
5. Peso molecular da substância difusora — a velocidade do movimento térmico de uma substância
dissolvida é proporcional à raiz quadrada de seu peso molecular. Por outro lado, à medida que o
diâmetro molecular se aproxima do diâmetro do canal, a resistência aumenta de forma muito
acentuada, de modo que, freqüentemente, uma membrana pode ser centenas a milhões de vezes mais
permeável às pequenas moléculas que às grandes.
Efeito da diferença de concentração sobre a difusão efetiva de moléculas e de íons através da membrana plasmática.
Efeito da diferença de concentração
Efeito da diferença de potencial elétrico sobre a difusão efetiva de moléculas e de íons através da membrana plasmática.
Efeito da diferença de potencial elétrico
Efeito da diferença de pressão sobre a difusão efetiva de moléculas e de íons através da membrana plasmática.
Efeito da diferença de pressão
Canais Iônicos Dependentes de Voltagem
Canais Iônicos Dependentes de Voltagem
Osmose através de membranas 
seletivamente permeáveis – difusão 
efetiva de água
Osmose através da membrana celular quando é colocada uma solução de cloreto de sódio em um dos lados da 
membrana e água no lado oposto.
Demonstração da pressão osmótica entre duas faces de membrana semipermeável
Pressão Osmótica
Transporte Ativo
Transporte Ativo
1. Transporte ativo primário
2. Transporte ativo secundário
BOMBA Na+-K+ ATPase
Ca++- ATPase
O TRANSPORTE 
ATIVO PODE SER 
ACOPLADO AO 
GRADIENTE DE ÍONS
Transporte Ativo Secundário
Co-transporte sódio-
glicose
Transporte Ativo Secundário
Co-transporte sódio-
glicose
Outros exemplos:
Co-transporte sódio-aminoácidos
Co-transporte sódio-potássio-dois
cloretos
Transporte Ativo Secundário
Co-transporte
Contratransporte sódio-
cálcio
Transporte Ativo Secundário
Co-transporte Contratransporte sódio-cálcio
Outro exemplo:
Contratransporte sódio-
hidrogênio
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