Transporte de Substâncias nas Células

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Membranas celulares: transporteAula 04:
Como as células interagem com o ambiente externo?
Como as substâncias entram e saem da célula?
Biologia Celular
Transporte através da membrana
Nas células existe um fluxo contínuo e controlado de 
substâncias que entram e saem da célula.
Chamamos de soluto os íons ou moléculas pequenas que 
devem atravessar a membrana plasmática. 
Chamamos de solvente o veículo aquoso no qual o soluto 
é dissolvido.
Biologia Celular
Transporte através da membrana
A passagem de solutos através das 
membranas celulares pode ser do
tipo passiva ou ativa.
O transporte passivo ocorre por meio dos 
componentes da dupla camada lipídica e 
sem que haja gasto de energia pela célula. 
É à favor do gradiente de concentração 
(de onde tem mais para onde tem menos).
O transporte ativo ocorre com gasto de 
energia pela célula. Contra o gradiente 
de concentração. 
Transporte passivo Transporte ativo
ATP
Biologia Celular
Transporte passivo
Ocorre passagem de soluto através da 
dispersão deste em um meio aquoso ou 
gasoso.
O soluto penetra na célula quando sua 
concentração é menor no interior da célula 
do que no meio externo, e sai da célula no 
caso contrário.
O soluto precisa ser pequeno, ser uma 
molécula hidrófoba (apolar) ou mesmo 
uma molécula polar, desde que seja 
pequena. 
Difusão simples
Biologia Celular
Ocorre passagem de íons e macromoléculas 
através de proteínas carreadoras, chamadas 
de permeases ou canais iônicos.
As permeases mudam sua conformação 
para permitir a passagem do soluto.
Difusão facilitada
Biologia Celular
Transporte passivo
Os canais iônicos podem ter a abertura e o 
fechamento controlados de diferentes formas, 
como:
• Modificação no potencial de membrana;
• Ligação de moléculas (neurotransmissores, 
hormônios);
• Contato mecânico.
Biologia Celular
Transporte passivo
O transporte de glicose para dentro das 
células é um exemplo de difusão 
facilitada.
É feito por permeases que formam uma 
família de transportadores chamada de 
GLUT.
Efeito da insulina na captura da glicose 
Insulina Glicose
Receptor 
da
insulina
Citoplasma
Vesícula contendo
GLUT4
A molécula a ser transportada Liga-se a um sítio da proteína 
transportadora. Esta muda sua conformação e se abre no outro lado da 
membrana.
Biologia Celular
Transporte passivo
Ocorre passagem de solvente (água) de um meio hipotônico para o hipertônico, com o intuito de 
estabelecer a isotonia entre os meios.
Osmose
Membrana semipermeável
Biologia Celular
Transporte através da membrana
Isotônico HipertônicoHipotônico
O fluxo de substâncias se dá de diferentes 
maneiras, de acordo com as características 
do meio intra e extracelular. 
O meio é isotônico quando sua concentração 
de soluto é fisiológico, isto é, proporcional 
às condições celulares. 
O meio é hipertônico quando a concentração 
de soluto é superior ao ideal, em relação ao 
solvente. O meio está mais concentrado.
O meio é hipotônico quando a concentração
de soluto é menor que a ideal, em relação ao 
solvente. O meio está menos concentrado.
Biologia Celular
Transporte passivo
A ocorrência de osmose pode promover intensas mudanças 
na fisiologia celular de acordo com o meio onde a célula se 
encontra.
O comportamento celular diante do processo de osmose 
também varia se a célula é animal ou vegetal.
Biologia Celular
Transporte passivo
Osmose em células animais
• A célula sofrerá plasmólise (crenação) 
quando o meio for hipertônico.
• A célula sofrerá turgência (hemólise 
em hemácias) quando o meio for 
hipotônico.
Biologia Celular
Transporte passivo
Osmose em células vegetais
• A célula sofrerá plasmólise quando o 
meio for hipertônico.
• A célula sofrerá turgência quando o 
meio for hipotônico.
Biologia Celular
Transporte ativo
O transporte ativo pode ser primário ou 
secundário.
O transporte ativo primário tem como 
exemplo a bomba de sódio e potássio, 
fundamental para manutenção da 
polarização da membrana plasmática.
O transporte ativo secundário tem como 
exemplo o cotransporte de glicose e sódio 
nas células do intestino delgado.
Três maneiras de dirigir o transporte ativo.
Tipos de Transporte 
Biologia Celular
Transporte ativo
Bomba de Sódio e Potássio
Estabelece as diferenças nas concentrações 
de Na+ (sódio) e K+ (potássio) entre o 
interior da célula e o líquido extracelular.
Tem por função expulsar Na+ para o espaço 
extracelular e introduzir K+ no citoplasma
(contra o gradiente de concentração).
Biologia Celular
Transporte ativo
Cada ATP hidrolisado possibilita o transporte de três Na+ para o espaço extracelular e de 
dois K+ para o citoplasma.
Bomba de sódio-potássio ATPAse
Biologia Celular
Transporte ativo
Neste caso, o gasto de energia é secundário.
Uma permeasse específica transporta para 
dentro da célula glicose e sódio, à favor do 
gradiente e sem gasto de energia.
Por meio da bomba de sódio e potássio o 
sódio é devolvido para o meio extracelular.
Cotransporte Glicose-Na+
Biologia Celular
Como as grandes moléculas são transportadas ?
Biologia Celular
Transporte através de vesículas
A endocitose envolve o englobamento de 
solutos, moléculas, partículas, células e 
pedaços de tecidos do meio extra para o 
intracelular.
Dependendo do tipo de elemento englobado 
pode ser chamado de fagocitose ou pinocitose.
Biologia Celular
Transporte através de vesículas
A fagocitose envolve o englobamento de 
partículas, células mortas ou cancerígenas, 
pedaços de tecidos ou micro-organismos.
São partículas sólidas que, por suas 
dimensões, são visíveis ao microscópio óptico.
A célula forma pseudópodos (falsos pés) e no 
seu interior passa a existir um fagossomo.
Receptores
Fagossomo
Lisossomo
Fagolisossomo
Debris
Exocitose
Bactéria
Fagocitose
Biologia Celular
Transporte através de vesículas
A pinocitose envolve o englobamento de 
líquido e solutos dispersos.
Ocorre pela invaginação de uma área 
localizada da membrana plasmática, 
formando-se pequenas vesículas que são 
puxadas pelo citoesqueleto e penetram 
no citoplasma.
Forma-se um pinossomo.
Partículas pequenas
Membrana
Citoplasma
Canal pinocítico
Pinossomo
Biologia Celular
Transporte através de vesículas
A exocitose é o mecanismo por meio do qual 
são transportadas grandes quantidades de 
material do meio intracelular para o 
extracelular.
Permite que a célula excrete produtos do seu 
metabolismo, como da digestão intracelular 
(clasmocitose).
Receptores
Fagossomo
Lisossomo
Fagolisossomo
Debris
Exocitose
Bactéria
Fagocitose
Biologia Celular
Transporte através de vesículas
Permite que a célula secrete compostos 
sintetizados por ela, como enzimas e 
neurotransmissores.
Biologia Celular
Transporte através de vesículas
Os eritroblastos se tornam hemácias por meio de exocitose.
Célula nucleada
da medula óssea 
vermelha (eritroblasto)
O núcleo é
eliminado por
exocitose
Autofagia das
organelas
citoplasmáticas
Hermácia
(célula anucleada)
Biologia Celular
Transporte através de vesículas
A transcitose envolve mecanismos de 
transporte de substâncias de um polo 
ao outro da célula.
Substâncias são englobadas na superfície 
da célula e a vesícula formada transita 
até o outro polo da célula, liberando seu 
conteúdo para o meio extracelular.
Esquema ilustrando o mecanismo de 
transcitose da imunoglobulina A, nas 
células da glândula mamária de 
nutrizes. 
Como as célula se comunicam ?
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
A membrana plasmática também participa de alguns processos de comunicação 
intercelular, por meio da sinalização celular.
Um dos principais mecanismos que garantem o funcionamento integrado nos
organismos pluricelulares é o da sinalização celular. 
As células se comunicam mandando sinais elétricos ou químicos, que regulam as 
atividades celulares, respostas a estímulos do meio ambiente, e outras.
Biologia Celular
Tipos de sinalização celular
A sinalizaçãocelular pode ocorrer de diferentes formas:
Sinalização dependente de contato: Proteínas ligadas à membrana 
plasmática de uma célula podem interagir com receptores de uma célula 
adjacente. A substância indutora
não é secretada, ficando na superfície da célula sinalizadora.
Gap Junctions ou junções comunicantes: Os sinais são transmitidos 
para células imediatamente adjacentes através
das membranas (por componentes lipídicos ou proteicos). 
Biologia Celular
Tipos de sinalização celular
Sinalização endócrina: Os sinais são hormônios transmitidos a 
diversas localidades do organismo por meio da corrente 
sanguínea.
Sinalização parácrina: As moléculas sinalizadoras (mediadores 
locais) agem em múltiplas células-alvo, próximas do local de
sua síntese, como por exemplo os neurotransmissores.
Sinalização autócrina: A célula responde a substâncias liberadas 
por ela mesma. As moléculas sinalizadoras são os mediadores 
locais, como por exemplo, alguns fatores de crescimento.
Biologia Celular
Tipos de sinalização celular
Sítios-alvo na mesma célula
Célula Secretória Célula Alvo Adjacente
Vaso Sanguíneo
Secreção hormonal
Células Alvo Distantes
Comunicação autócrina
(Fígado regenerando)
Comunicação parácrina
(feridas em cicatrização)
Comunicação endócrina
Células alvo distantes
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
As moléculas sinalizadoras são classificadas em:
Hidrossolúveis: são moléculas polares, que podem ser pequenas e derivadas de 
aminoácidos ou grandes como os peptídeos. O hormônio insulina e o neurotransmissor 
adrenalina são exemplos.
Lipossolúveis: são moléculas apolares e de pequeno tamanho, derivadas do colesterol, de 
aminoácidos ou são compostos gasosos. Os hormônios sexuais e da tireoide são exemplos.
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
Alguns exemplos de moléculas sinalizadoras são:
MOLÉCULA SINALIZADORA NATUREZA QUÍMICA ALGUMAS AÇÕES
HORMÔNIOS
Adrenalina Derivado do aminoácido tiroxina
Aumenta a pressão arterial, ritmo
cardíaco e metabolismo.
Insulina Proteína
Estimula a captação de glicose, síntese 
de proteínas e de lipídios nas células 
hepáticas.
MEDIADORES LOCAIS
Fator de crescimento da epiderme (EGF) Proteína
Estimula a proliferação de células
epidérmicas e de muitos outros tipos 
celulares.
NEUROTRASMISSORES
Acetilcolina Derivado da colina
Neurotransmissor excitatório em muitas 
sinapses nervo-músculo e no sistema 
nervoso central.
MOLÉCULAS DE SINALIZAÇÃO DEPENDENTES DE CONTATO
Delta Proteína transmembranar Inibe células vizinhas de se tornarem 
especializadas como a célula 
sinalizadora.
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
Receptores proteicos interagem com as 
moléculas sinalizadoras.
Os receptores podem estar na membrana 
plasmática, no citoplasma ou no núcleo 
celular.
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
As moléculas sinalizadoras hidrossolúveis se ligam nos 
receptores de membrana.
Essas moléculas não conseguem atravessar a membrana e, 
por isso, seus receptores precisam estar localizados nela.
Esses receptores se ligam a moléculas sinalizadoras com grande 
afinidade e traduzem este sinal em sinais intracelulares, que 
afetam o desenvolvimento celular. 
Nesse caso há necessidade da formação de um segundo 
mensageiro, como o AMP cíclico, dentro da célula.
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
Proteina G
GDP
GS
GTP GDP
GTPY
AC
cAMP
ATPA figura mostra a ação da adenil ciclase 
na ativação da proteína quinase A. 
Adenilato 
ciclase
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
Os receptores citoplasmáticos e nucleares se ligam às moléculas 
sinalizadoras lipossolúveis.
Essas moléculas conseguem atravessar a membrana e se ligam 
aos receptores que estão no seu interior.
Ao se ligar ao receptor, ocorre uma mudança metabólica na
célula por meio da alteração da expressão dos seus genes. 
Neste caso, não é necessária a formação de segundos 
mensageiros intracelulares.
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
Biologia Celular
Comunicações intercelulares
A figura mostra a ação de um 
receptor citoplasmático ativado por 
uma proteína lipossolúvel. A ligação 
do complexo receptor-hormônio 
se liga ao sítio regulador do DNA 
ativando a transcrição no núcleo e 
depois a posterior tradução no 
citoplasma. 
https://forms.gle/FrVy79DNbNAGPf2v6
Assista aos vídeos:
O vídeo intitulado "Difusão facilitada | Membranas e transporte"; disponibilizado em:
https://www.youtube.com/watch?v=RqIcG132A74 destaca os transportes passivos que ocorrem nas membranas. O
vídeo intitulado "Bomba de sódio-potássio | Membranas e transporte"; disponibilizado em:
https://www.youtube.com/watch?v=GVZJqcPOvPo ressalta a ocorrência de transporte ativo na membrana plasmática. O
vídeo intitulado "Modelo de mosaico fluido das membranas celulares | Membranas e transporte"; disponibilizado em:
https://www.youtube.com/watch?v=hvDGj_-6c2c demonstra a estrutura dinâmica da membrana plasmática. O vídeo
intitulado "Endocitose, fagocitose e pinocitose | Membranas e transporte"; disponibilizado em:
https://www.youtube.com/watch?v=o9DuuAy0wVE apresenta os tipos de transportes em bloco que ocorrem na
membrana plasmática. O vídeo intitulado "Resumo da sinalização celular"; disponibilizado em:
https://www.youtube.com/watch?v=LHBtXwLCLS8 ilustra de modo resumido a sinalização celular destacando as
sinalizações autócrina, parácrina e endócrina. Acesse o artigo intitulado "Introdução à sinalização celular";
disponibilizado em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/cell-signaling/mechanisms-of-cell-
signaling/a/introduction-to-cell-signaling o qual discute como as células se comunicam entre si usando diferentes tipos
de sinalização de curto e alto alcance em nossos corpos. O vídeo intitulado "Citologia - Membrana
Leia o artigo intitulado "Transporte ativo", disponibilizado em: 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/membranes-and-transport/active-transport/a/active-transport o artigo 
destaca os gradientes eletromecânicos e o potencial de membrana apresentando os transportes ativo primário e o 
secundário, ilustrando a bomba Na+/K+.