Aula - Membrana Celular e Transportes Celulares

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Membrana Celular e Transportes Celulares
Prof(a) Me. GRAZIELA rigolin
MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana plasmática é:
A parte mais externa do citoplasma, que separa a célula do meio extracelular;
Contribui para manter o meio intracelular constante;
Define o contorno da célula, separando seu conteúdo do ambiente;
É composta por moléculas de lipídios, proteínas e açúcares que formam uma camada fina, resistente, flexível e hidrofóbica ao redor da célula;
Possui permeabilidade seletiva (tamanho das moléculas, carga elétrica, solubilidade nos lipídios).
MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana é uma barreira para a passagem livre de íons inorgânicos e para a maioria de outros compostos carregados ou polares;
A medida que a célula cresce, novas moléculas de proteínas e de lipídios são inseridas na membrana plasmática: a divisão celular produz duas células, cada qual com a sua própria membrana;
O crescimento e a divisão celular (fissão) ocorrem sem a perda da integridade da membrana.
MEMBRANA PLASMÁTICA
As membranas celulares são constituídas por duas camadas de moléculas lipídicas, com as cadeias hidrofóbicas (apolares) colocadas no interior da membrana e as extremidades hidrofílicas (polares) voltadas para as superfícies da membrana.
MEMBRANA PLASMÁTICA
O modelo mais aceito para explicar a constituição da membrana celular é o modelo do MOSAICO FLUIDO proposto originalmente por Singer e Nicholson em 1972.
Fosfolipídios
Os fosfolipídios formam uma bicamada na qual as regiões apolares das moléculas lipídicas são orientadas para o centro da bicamada e seus grupos polares são orientados para fora, interagindo com a fase aquosa de cada lado.
Moléculas de Proteínas
As moléculas das proteínas integrais encontram-se mergulhadas na camada lipídica da membrana plasmática. Elas possuem porções hidrofóbicas e porções hidrofílicas.
As proteínas periféricas não estão mergulhadas na membrana e há a inserção de microtúbulos e filamentos de actina.
Moléculas de Proteínas
As proteínas da membrana desempenham a maior parte das funções das membranas;
Nas células de animais, constituem cerca de 50% da massa da maioria das membranas, sendo o restante constituído de lipídios e pequenas quantidades de carboidratos;
Transportam nutrientes, metabólitos e íons;
Atuam como receptores para sinais químicos no ambiente em que a célula se encontra e os transportam para o interior da célula;
Existem proteínas que atuam como enzimas;
Existem proteínas que atuam como âncoras.
Proteínas Integrais - Transporte
CANAIS (POROS):
Permitem a passagem de moléculas de água e substâncias hidrossolúveis, principalmente os íons – entre os fluidos extra e intracelular;
Têm propriedades seletivas e permitem a passagem de substâncias específicas;
Formam verdadeiros poros na membrana e estão sempre abertos.
CARREGADORAS (CARREADORAS):
Transportam substâncias de um lado para outra da membrana;
São seletivas e carregam somente substâncias específicas – possui um sítio de ligação, ou seja, um local específico para que a substância a ser transportada se ligue.
Transporte Através da Membrana
Para a maioria das substâncias, existe uma relação direta entre sua solubilidade nos lipídios e a sua capacidade de penetração nas células.
Os compostos hidrofóbicos (solúveis em lipídios) como ácidos graxos, atravessam facilmente a membrana.
Já substâncias hidrofílicas (insolúveis nos lipídios) penetram com mais dificuldade na célula.
Existem dois tipos principais de transporte através da membrana:
TRANSPORTE PASSIVO: baseada no movimento molecular aleatório das substâncias, também conhecido como resultado do movimento das moléculas, derivado de sua energia cinética. Carrega substâncias de um lado para o outro da membrana, diretamente no espaço entre os fosfolipídeos (simples) ou com ajuda de proteínas carreadoras (facilitado), sem gasto de energia. Ocorre do meio MAIS para o meio MENOS concentrado.
TRANSPORTE ATIVO: movimento de íons ou outras substâncias, através da membrana celular, sempre ligado a proteínas carreadoras. Aqui, a proteína faz com que a substância se mova contra seu gradiente de concentração, ou seja, do meio MENOS para o MAIS concentrado. Para fazer isso, necessita de energia, que é advinda da Adenosina trifosfato (ATP).
Transporte Através da Membrana
Transporte Através da Membrana
Transporte Passivo
DIFUSÃO SIMPLES
Movimento cinético das moléculas ou íons ocorre através da membrana (substâncias lipossolúveis - passam pelos interstícios ou canais) sem o contato com proteínas carreadoras. 
A intensidade desse tipo de difusão é determinado pela quantidade (concentração) da substância que vai ser transportada e pela velocidade do movimento cinético delas. Sempre do meio MAIS para o MENOS concentrado.
Transporte Passivo
DIFUSÃO FACILITADA
Requer a interação com uma proteína transportadora, agindo como uma ponte aérea entre os dois lados da membrana celular. Também acontece do meio MAIS para o MENOS concentrado. Um exemplo clássico de transporte por difusão facilitada é o da glicose.
Está sujeito a três regras básicas: 
Saturação (existe um número x de proteínas, independente da quantidade de substâncias);
Estereoespecificidade (essas proteínas carreadoras são extremamente seletivas);
Competição (se aceitar o transporte de mais de uma substância, elas podem competir entre si para passar). 
Transporte Passivo
OSMOSE
A substância mais abundante que se difunde através da membrana celular é a água. 
Normalmente, em equilíbrio, a quantidade de água que se difunde para dentro e para fora da célula é tão precisamente balanceada que o movimento efetivo de água é zero, o que permite à célula permanecer em um volume constante. 
Caso ocorra alguma alteração de concentração de água entre os dois lados da membrana, começa acontecer o movimento efetivo de água.
Transporte Passivo
OSMOSE
Se pensarmos que a concentração de água se altera de uma lado pro outro da membrana por conta da presença de substâncias, como nos exemplo o cloreto de sódio ou a glicose, a água está indo do meio MENOS concentrado para o MAIS concentrado.
Se pensarmos que a ao adicionarmos sal ou glicose em um dos lados da membrana, essas moléculas deslocam as moléculas de água, a água vai então passar do meio mais concentrado de água para o meio menos concentrado de água (processo de difusão tradicional).
Transporte Ativo
A energia para esse transporte é derivada diretamente da degradação do ATP;
Em ambos os casos, há a presença de proteínas carreadoras.
Transporte do MENOS concentrado para o MAIS concentrado – transportadas contra o seu gradiente de concentração
Utiliza energia derivada da diferença de concentração de íons criada pelo transporte ativo primário. Assim, utiliza indiretamente (ou secundariamente) a energia do ATP.
Transporte Ativo PRIMÁRIO
Transporte Ativo SECUNDÁRIO
Transporte Ativo Primário
O exemplo mais comum, por ser o mecanismo primário mais estudado, é a conhecida BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO (NA+-K+), que bombeia três moléculas de sódio para fora da célula e duas moléculas de potássio para dentro da célula, ao mesmo tempo. 
Essa bomba é a responsável pela manutenção das diferenças de concentração entre sódio e potássio através da membrana celular, pelo estabelecimento da voltagem elétrica negativa dentro da célula. está ligada alguns processos do corpo humano como a contração muscular e os impulsos nervosos, facilitando também que os aminoácidos e o açúcar sejam absorvidos.
Transporte Ativo Primário
Quando três moléculas de sódio se ligam na parte de dentro da célula da proteína carreadora (bomba) e duas moléculas de potássio se ligam na porção exterior da proteína, ocorre ativação de suas enzimas ATPases que quebram o ATP em ADP, liberando um de seus fosfatos altamente energéticos. A energia permite a mudança de conformação da proteína e assim ela consegue enviar para fora da célula as três moléculas de sódio e para dentro da célula as duas moléculas de potássio.
As bombas de sódio e potássio são asgrandes responsáveis por manter o controle do volume celular. Sem ela, com a grande entrada de sódio e outras moléculas positivas no interior negativo das células (o que aumentaria a concentração e geraria osmose para dentro da célula), as células inchariam constantemente devido à entrada de água e acabariam por explodir.
Transporte Ativo Secundário
Quando o sódio é transportado para fora da célula pela bomba de sódio e potássio, cria-se um gradiente de concentração dos íons sódio, através da membrana celular (concentração alta fora da membrana e baixa dentro). 
Esse gradiente representa um reservatório de energia porque o excesso de sódio do lado de fora está sempre tentando entrar na célula. 
Quando consegue, gera uma energia de difusão que pode gerar, junto ao sódio, o transporte de outras substâncias. 
Quando esse movimento ocorre para dentro da célula, ou seja, a substância (exemplo a glicose) entra na célula junto ao sódio, chamamos esse processo de Cotransporte ou Simporte. 
Quando a substância sai da célula com a entrada do sódio (movimento contrário - um exemplo é o cálcio), chamamos de Contratransporte ou Antiporte.
Transporte Mediado por Vesículas
ENDOCITOSE
É o englobamento de partículas e microrganismos para o meio intracelular.
Fagocitose
É o englobamento de partículas sólidas por meio de expansões citoplasmáticas denominadas pseudópodes. Após o englobamento forma-se um vacúolo alimentar ou fagossomo.
Transporte Mediado por Vesículas
Pinocitose
É o englobamento de partículas líquidas ou pequenas partículas sólidas aos quais tocam a membrana e provocam a sua invaginação. Após o englobamento forma-se um pinossomo.
Transporte Mediado por Vesículas
EXOCITOSE
Eliminação de substâncias a partir de bolsas citoplasmáticas;
As bolsas contendo o material a ser eliminado aproximam-se da membrana e fundem-se a ela, expelindo seu conteúdo;
As células por exocitose podem eliminar restos metabólicos ou secretar substâncias úteis ao organismo.
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