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<p>A MEMBRANA PLASMÁTICA</p><p>Profa. Ma. Naelka Fernandes</p><p>Fisioterapeuta – UEPA/CCBS</p><p>Especialização em Doenças Neuromusculares - UNIFESP</p><p>Mestrado em Biociências – UFOPA</p><p>Doutoranda em Biotecnologia - UFOPA</p><p>Docente UNAMA - Santarém</p><p>O Transporte de Subst. através das Membranas Celulares</p><p>Concentrações aproximadas dos</p><p>eletrólitos importantes e de outras</p><p>substâncias nos líquidos extracelular</p><p>e intracelular.</p><p>Note que o líquido extracelular</p><p>contém grande quantidade de sódio,</p><p>mas somente pequena quantidade de</p><p>potássio. O oposto é válido para o</p><p>líquido intracelular.</p><p>Essas diferenças são muito importantes</p><p>para a vida das células</p><p>Membrana Plasmática – Barreira Lipídica</p><p>A membrana consiste quase inteiramente em uma bicamada lipídica,</p><p>contendo também grande número de moléculas de proteínas incrustadas nos</p><p>lipídios, muitas delas penetrando por toda a espessura da membrana. A bicamada</p><p>lipídica não é miscível nos líquidos extra e intracelulares.</p><p>A membrana constitui barreira contra os movimentos das moléculas de água e de</p><p>substâncias hidrossolúveis, entre os compartimentos dos líquidos intra e extracelulares.</p><p>Todavia, as substâncias lipossolúveis podem atravessar essa bicamada lipídica</p><p>dispersando-se, de modo direto, através da substância lipídica.</p><p>Membrana Plasmática – Barreira Lipídica</p><p>Substâncias Lipossolúveis</p><p>As substâncias lipossolúveis podem atravessar a bicamada lipídica</p><p>dispersando-se, de modo direto, através da substância lipídica.</p><p>Proteínas na Membrana</p><p>Proteínas canais: contêm espaços aquosos por toda a extensão da molécula, permitindo o</p><p>livre movimento da água, bem como de íons ou de moléculas selecionadas.</p><p>Proteínas carreadoras/transportadoras: se ligam às moléculas ou aos íons a serem</p><p>transportados e então, alterações estruturais nas moléculas da proteína movem a</p><p>substância através dos interstícios da proteína até o outro lado da membrana.</p><p>Proteínas na Membrana</p><p>Alteração Conformacional</p><p>na Proteína</p><p>Difusão versus Transporte Ativo</p><p>◦ O transporte através da membrana celular, tanto diretamente, através da</p><p>bicamada lipídica, como por meio de proteínas, ocorre por um de dois</p><p>processos básicos: difusão ou transporte ativo.</p><p>◦ Difusão: significa o movimento molecular aleatório de substâncias,</p><p>molécula a molécula, através dos espaços intramoleculares da membrana ou</p><p>em combinação com proteína carreadora. A energia causadora da difusão é a</p><p>energia da movimentação cinética normal da matéria.</p><p>Difusão</p><p>Em solução uma só molécula colide violentamente com as outras moléculas, primeiro em</p><p>uma direção, e depois em outra, e assim por diante, sempre aleatoriamente, colidindo</p><p>milhares de vezes a cada segundo. Esse movimento contínuo de moléculas umas contra as</p><p>outras, nos líquidos ou nos gases, é chamado difusão.</p><p>Difusão Através da Membrana Celular</p><p>A difusão através da membrana celular é dividida em dois subtipos, chamados</p><p>difusão simples e difusão facilitada.</p><p>A difusão simples significa que o</p><p>movimento cinético das moléculas ou dos</p><p>íons ocorre através de abertura na sem que</p><p>ocorra qualquer interação com as proteínas</p><p>carreadoras da membrana.</p><p>A difusão facilitada requer a</p><p>interação com uma proteína</p><p>carreadora. A proteína carreadora</p><p>ajuda a passagem das moléculas ou</p><p>dos íons, através da membrana.</p><p>Curiosidade</p><p>◦ Um fator importante que determina quão rapidamente a substância se difunde pela</p><p>bicamada lipídica é a lipossolubilidade dessa substância. As lipossolubilidades do</p><p>oxigênio, do nitrogênio, do dióxido de carbono e do álcool, por exemplo, são altas;</p><p>assim, todas elas podem se dissolver diretamente na bicamada lipídica e se difundir</p><p>através da membrana celular.</p><p>De modo especial, grandes quantidades de oxigênio podem ser transportadas</p><p>dessa maneira; por essa razão, o oxigênio pode ser levado para o interior das</p><p>células quase como se não existisse a membrana celular.</p><p>Difusão das Moléculas de Água</p><p>As aquaporinas são uma família de proteínas de canais de água que atravessam as</p><p>membranas de nossas células formando verdadeiros canais de água, cuja função até então</p><p>conhecida é transportar água entre os meios extra e intracelulares.</p><p>A rapidez com que as moléculas de água podem</p><p>se difundir através da maioria das membranas</p><p>celulares é impressionante.</p><p>Como exemplo, a quantidade total de água que se</p><p>difunde em cada direção pelas membranas das</p><p>hemácias, a cada segundo, é cerca de 100 vezes</p><p>maior que o volume da própria hemácia.</p><p>Permeabilidade Seletiva das Proteínas Canais.</p><p>◦Canais de Sódio - superfície</p><p>interna desse canal tem forte</p><p>carga negativa;</p><p>◦Canais de Potássio;</p><p>Canal de Potássio</p><p>As Comportas das Proteínas Canais.</p><p>As comportas das proteínas canais fornecem meio para controlar a</p><p>permeabilidade iônica dos canais.</p><p>A abertura e o fechamento desses canais podem ser controlados por dois modos:</p><p>Por variações da voltagem: No caso de ativação da comporta por voltagem, a</p><p>conformação molecular do canal ou das suas ligações químicas reage ao potencial</p><p>elétrico através da membrana celular.</p><p>As Comportas das Proteínas Canais.</p><p>Por controle químico (por ligantes): Algumas comportas das proteínas canais</p><p>dependem da ligação de substâncias químicas (ou ligante) com a proteína, que causa</p><p>alteração conformacional da proteína</p><p>Por controle químico (por ligantes)</p><p>Por variações da voltagem</p><p>A Difusão Facilitada Necessita de Proteínas</p><p>Carreadoras de Membrana</p><p>A substância que é transportada por esse processo se difunde através da membrana com</p><p>a ajuda de uma proteína carreadora específica para auxiliar. Isto é, o carreador facilita</p><p>a difusão da substância para o outro lado.</p><p>Enquanto a concentração da substância</p><p>difusora aumenta, a intensidade da difusão</p><p>simples continua a aumentar</p><p>proporcionalmente, mas na difusão facilitada</p><p>a velocidade da difusão não pode aumentar</p><p>acima do nível do Vmáx .</p><p>O que limita a velocidade da difusão facilitada?</p><p>A molécula a ser transportada entra no poro e se</p><p>liga. Então, em fração de segundo, ocorre</p><p>alteração conformacional ou química na</p><p>proteína carreadora, de forma que o poro agora</p><p>se abre para o lado oposto da membrana.</p><p>Em razão da ligação do receptor ser fraca, a</p><p>movimentação térmica da molécula ligada faz</p><p>com que esta se separe e seja liberada no lado</p><p>oposto da membrana, logo, a velocidade para</p><p>que isso aconteça é “programada”.</p><p>Osmose</p><p>A substância mais abundante que se difunde através da membrana celular é a água, em</p><p>condições normais, a quantidade de água que se difunde nas duas direções é tão</p><p>precisamente balanceada que o movimento efetivo da água é zero. Consequentemente, o</p><p>volume da célula permanece constante. Entretanto, sob certas circunstâncias, pode-se</p><p>desenvolver diferença da concentração da água através da membrana.</p><p>Quando ocorre essa diferença de concentração para a água, passa a existir um</p><p>movimento efetivo de água através da membrana celular, fazendo com que a</p><p>célula inche ou encolha, dependendo da direção do movimento da água. Esse</p><p>processo efetivo de movimento da água causado por sua diferença de</p><p>concentração é denominado osmose.</p><p>Osmose na membrana celular: quando a solução de cloreto de sódio é</p><p>colocada em um lado da membrana e a água é colocada do outro lado.</p><p>Pressão Osmótica</p><p>◦ Se fosse aplicada pressão sobre a solução de cloreto de sódio, a osmose da água para essa</p><p>solução poderia diminuir, parar, ou até mesmo se inverter. A quantidade de pressão</p><p>necessária para interromper a osmose é conhecida como pressão osmótica.</p><p>A osmose de água da coluna B para a coluna A</p><p>faz com que o nível do líquido nas colunas fique</p><p>cada vez mais diferente até que eventualmente a</p><p>diferença de pressão desenvolvida entre os dois</p><p>lados da membrana seja suficientemente intensa</p><p>para se opor ao efeito osmótico.</p><p>Transporte Ativo de Substâncias através das</p><p>Membranas</p><p>Quando a membrana celular transporta as moléculas contra um gradiente de</p><p>concentração o processo</p><p>é chamado de transporte ativo.</p><p>As diversas substâncias que são ativamente transportadas através das membranas</p><p>de pelo menos algumas células incluem muitos íons (sódio, potássio, cálcio,</p><p>ferro, hidrogênio, cloreto, urato), vários açúcares diferentes e a maioria dos</p><p>aminoácidos.</p><p>Gradiente de Concentração</p><p>Transporte Ativo: Contra um gradiente de Concentração</p><p>A BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO</p><p>A Bomba de Sódio e Potássio – Transporte ativo</p><p>◦ Entre as substâncias que são transportadas por transporte ativo primário estão o</p><p>sódio, o potássio, o cálcio, o hidrogênio, o cloreto e alguns outros íons.</p><p>◦ É o processo de transporte que bombeia íons sódio para fora, através da</p><p>membrana celular de todas as células, e ao mesmo tempo bombeia íons potássio</p><p>de fora para dentro.</p><p>◦ Essa bomba é a responsável pela manutenção das diferenças de concentração</p><p>entre o sódio e o potássio através da membrana celular, bem como pelo</p><p>estabelecimento da voltagem elétrica negativa dentro das célula</p><p>◦ Protéina Carreadora:</p><p>1. Contém três locais receptores para a ligação de íons sódio na porção</p><p>da proteína que se projeta para dentro da célula;</p><p>2. Contém dois locais receptores para os íons potássio na sua porção</p><p>externa;</p><p>3. A porção interna dessa proteína, perto do local de ligação do sódio, tem</p><p>atividade adenosina trifosfatase (ATPase).</p><p>A Bomba de Sódio e Potássio – Transporte ativo</p><p>Leia com Atenção!</p><p>◦ Quando dois íons potássio se ligam à parte externa da proteína carreadora</p><p>e três íons sódio se ligam à parte interna, a função de ATPase da proteína é</p><p>ativada.</p><p>◦ A ativação da função ATPase leva à clivagem de uma molécula de ATP,</p><p>que se divide em difosfato de adenosina (ADP) e libera uma ligação</p><p>fosfato de alta energia.</p><p>◦ Acredita-se que essa energia liberada cause alteração química e</p><p>conformacional da molécula da proteína carreadora, expulsando os três</p><p>íons sódio para fora e os dois íons potássio para dentro.</p><p>A Bomba de Na+−K+ é Importante para o</p><p>Controle do Volume Celular.</p><p>◦ Dentro da célula, existe grande número de proteínas e de outras moléculas</p><p>orgânicas que não podem sair das células. Em sua maioria, essas proteínas e</p><p>outras moléculas orgânicas têm carga negativa, atraindo grande número de</p><p>potássio, sódio e outros íons positivos.</p><p>◦ Todas essas moléculas e íons vão provocar a osmose de água para o interior</p><p>da célula. A menos que esse processo seja interrompido, a célula vai inchar</p><p>até estourar. O mecanismo normal para impedir esse resultado é o da bomba</p><p>de Na +−K+.</p><p>Endocitose</p><p>◦ Endocitose é um processo que ocorre nas células e tem por objetivo trazer para</p><p>o interior dessa estrutura substâncias por meio da invaginação da membrana</p><p>plasmática. Essas invaginações nada mais são que dobras na própria</p><p>membrana para o interior da célula. É um transporte ativo, ou seja, com gasto</p><p>de ATP (energia).</p><p>1. Fagocitose</p><p>2. Pinocitose</p><p>3. Endocitose Mediada por receptor</p><p>Fagocitose</p><p>1. Englobamento de partículas de natureza sólida através de projeções da</p><p>membrana plasmática (pseudópodes) que englobam o material que se</p><p>encontra no meio extracelular.</p><p>2. Ao final do processo a partícula sólida estará no meio intracelular, contida</p><p>em uma pequena bolsa ou vacúolo chamado de Fagossomo;</p><p>3. Esse fagossomo será digerido no interior da célula por meio da ação de</p><p>enzimas digestivas presentes nos lisossomos.</p><p>Pinocitose</p><p>◦ É o englobamento de partículas líquidas (gotas de líquido) por meio de</p><p>invaginações da membrana plasmática</p><p>Endocitose mediada por receptor</p><p>◦ Endocitose mediada: Funciona como a fagocitose, porém, as partículas ligam-se com</p><p>proteínas receptoras específicas presentes na membrana plasmática.</p><p>◦ A endocitose mediada por receptores pode ser usada para trazer substâncias úteis para dentro</p><p>da célula, mas outras partículas, menos amigáveis, podem conseguir entrar pela mesma</p><p>rota. Por exemplo, a endocitose mediada por receptores ocorre em diversas infecções virais,</p><p>como a HIV, que entra na célula hospedeira por este processo.</p><p>Exocitose</p><p>◦ A exocitose é um processo biológico que permite a uma célula eucariótica</p><p>libertar substâncias para o fluido extracelular, seja o fluido que envolve as</p><p>células de um tecido, nos organismos multicelulares, seja para o ambiente</p><p>aquático. Este processo ocorre quando as vesículas de transporte se</p><p>fundem com a membrana plasmática, libertando o seu conteúdo para o</p><p>exterior.</p><p>◦ A exocitose é crucial para a secreção de neurotransmissores, hormônios e</p><p>componentes da matriz extracelular, facilitando a comunicação</p><p>intercelular e a manutenção do ambiente extracelular.</p><p>Exocitose - Funções</p><p>A exocitose pode ter diferentes objetivos, como:</p><p>• Excreção: A exteriorização de resíduos da digestão intracelular.</p><p>• Secreção: A exportação de substâncias que têm origem ou passagem nas</p><p>organelas de síntese da própria célula.</p><p>Exocitose</p><p>A membrana plasmática é uma estrutura que reveste as células de todos os</p><p>seres vivos. Essa estrutura, formada principalmente por fosfolipídeos e</p><p>proteínas inseridas, apresenta várias funções, exceto a de:</p><p>a) barreira seletiva.</p><p>b) transporte de substâncias.</p><p>c) interação entre células.</p><p>d) envolver o material genético.</p><p>e) responder a sinais externos.</p><p>O esquema abaixo representa a estrutura da</p><p>membrana plasmática. Baseando-se nos seus</p><p>conhecimentos sobre o tema, marque a alternativa</p><p>que indica corretamente o nome dos componentes</p><p>da membrana indicados pelos números 1 e 2.</p><p>a) 1- Proteína, 2- Fosfolipídeo.</p><p>b) 1- Carboidrato, 2- Proteína.</p><p>c) 1- Lipídeo, 2- Carboidrato.</p><p>d) 1- Fosfolipídeo, 2- Lipídeo.</p><p>e) 1- Fosfolipídeo, 2- Proteína.</p><p>◦ A membrana plasmática das células exerce uma importante função: selecionar o</p><p>que entra e sai da célula. Em virtude dessa capacidade seletiva, dizemos que a</p><p>membrana é semipermeável ou que apresenta permeabilidade seletiva. Algumas</p><p>substâncias, entretanto, entram de forma espontânea na célula por transporte</p><p>passivo. Um exemplo é a água na célula animal que pode entrar sem controle e</p><p>causar a sua lise. O processo no qual a água se difunde para o interior da célula</p><p>é chamado de:</p><p>a) osmose.</p><p>b) difusão facilitada.</p><p>c) bomba de sódio e potásio.</p><p>d) fagocitose.</p><p>e) exocitose.</p><p>OBRIGADA!</p><p>CAP. 4 –TRATADO DE FISIOLOGIA MÉDICA</p><p>Slide 1: A Membrana Plasmática</p><p>Slide 2: O Transporte de Subst. através das Membranas Celulares</p><p>Slide 3: Membrana Plasmática – Barreira Lipídica</p><p>Slide 4: Membrana Plasmática – Barreira Lipídica</p><p>Slide 5: Substâncias Lipossolúveis</p><p>Slide 6: Proteínas na Membrana</p><p>Slide 7: Proteínas na Membrana</p><p>Slide 8: Difusão versus Transporte Ativo</p><p>Slide 9: Difusão</p><p>Slide 10: Difusão Através da Membrana Celular</p><p>Slide 11</p><p>Slide 12: Curiosidade</p><p>Slide 13: Difusão das Moléculas de Água</p><p>Slide 14: Permeabilidade Seletiva das Proteínas Canais.</p><p>Slide 15: As Comportas das Proteínas Canais.</p><p>Slide 16: As Comportas das Proteínas Canais.</p><p>Slide 17</p><p>Slide 18: A Difusão Facilitada Necessita de Proteínas Carreadoras de Membrana</p><p>Slide 19: O que limita a velocidade da difusão facilitada?</p><p>Slide 20: Osmose</p><p>Slide 21: Osmose na membrana celular: quando a solução de cloreto de sódio é colocada em um lado da membrana e a água é colocada do outro lado.</p><p>Slide 22: Pressão Osmótica</p><p>Slide 23: Transporte Ativo de Substâncias através das Membranas</p><p>Slide 24: Gradiente de Concentração</p><p>Slide 25: A Bomba de Sódio e Potássio</p><p>Slide 26: A Bomba de Sódio e Potássio – Transporte ativo</p><p>Slide 27</p><p>Slide 28: A Bomba de Sódio e Potássio – Transporte ativo</p><p>Slide 29: Leia com Atenção!</p><p>Slide 30</p><p>Slide 31: A Bomba de Na+−K+ é Importante para o Controle do Volume Celular.</p><p>Slide 32: Endocitose</p><p>Slide 33: Fagocitose</p><p>Slide 34</p><p>Slide 35: Pinocitose</p><p>Slide 36: Endocitose mediada por receptor</p><p>Slide 37</p><p>Slide 38: Exocitose</p><p>Slide 39: Exocitose - Funções</p><p>Slide 40: Exocitose</p><p>Slide 41</p><p>Slide 42</p><p>Slide 43</p><p>Slide 44: OBRIGADA! Cap. 4 – Tratado de Fisiologia Médica</p>