TRANSPORTE TRANSMEMBRANA

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	TRANSPORTE TRANSMEMBRANA
PROF. PAULO BREGOLIN ULBRA-2009
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*Conceito-é uma película delgada e elástica que envolve todas as células, revestindo-as e separando-as do meio externo, realizando a contenção do citoplasma e controlando o intercâmbio de substâncias entre a célula e o meio extracelular. 
 Os cientistas já descobriram, por exemplo, que os pigmeus africanos, embora produzam quantidades normais de hormônio de crescimento, têm baixa estatura devido a uma característica genética da população: a ausência, nas membranas celulares, de um tipo de proteína capaz de se combinar ao hormônio de crescimento.Quimicamente essa membrana é lipoprotéica, formada principalmente por fosfolipídios e proteínas, nos animais também o colesterol. Funciona como uma barreira seletiva facilitando ou dificultando a entrada de substâncias que interessam à célula.
Hidrofílicas= dissolvem na água
Hidrofóbicas não se dissolvem na
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Membrana plasmática
Ultraestrutura:
Consistem de dupla camada de lipídeos com a qual proteínas e carboidratos interagem de diversas maneiras. 
Os lipídios confere estabilidade e flexibilidade (fluidez adequada da membrana) e compõem a estrutura básica da membrana. Existem 3 grandes classes de lipídeos: fosfolipídios (mais abundantes), esteróis e glicolípidios.
Bicamada de fosfolipídios e colesterol, participa da manutenção da
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As estruturas celulares
Vamos agora entender um pouco mais sobre as organelas celulares.
A membrana plasmática
A membrana plasmática e as demais membranas internas da célula são lipo-protéicas. 
Ao modelo proposto para a estrutura da membrana deu-se o nome de Modelo do Mosaico Fluido, proposto em 1972 por Singer e Nicolson.
São principalmente constituídas de fosfolipídios e proteínas, mas podem conter outros lipídios como é o caso do colesterol.
Tem função variável de acordo com o tipo e da quantidade de proteína constituinte. 
Permeabilidade Seletiva
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http://www.elettra2000.it/scienza/ immagini/ 
As proteínas apresentam maior variabilidade de funções. 
Considerando-se a interação com os lipídeos, as proteínas se classificam: ancoradas, periféricas ou transmembrana (integrais). 
Possuem características estruturais que as permitem interagir com a bicamada lipídica. 
As proteínas associadas à membrana têm função de: 
1. Transporte de substâncias para dentro ou para fora da célula (ex. canais iônicos);
2. Reconhecimento celular (antígenos de superfície);
3. Comunicação célula a célula (receptores para neurotransmissores) e hormônios;
4. Organização tecidual (ex. moléculas de aderências).
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Por exemplo, a inibição do crescimento celular por contato depende de glicoproteínas do glicocálice. Se tais proteínas forem perdidas ou modificadas, como acontece em alguns tumores malignos, esta função será comprometida. 
O glicocálice é importante: na adesão  e reconhecimento celular, na determinação de grupos sanguíneos, entre outras funções. 
Os carboidratos, encontrados na camada externa de membranas plasmáticas, interagem com proteínas (glicoproteínas), ou lipídeos (glicolípidios), formando o glicocálice com inúmeras funções e elas refletem, funções desempenhadas por seus componentes.
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O transporte pela membrana
Existem três processos principais
Passivo
Ativo
Mediados por vesículas (endocitose)
Difusão
Osmose
Difusão facilitada
Alguns conceitos básicos são necessários antes de iniciarmos esse estudo. Por exemplo: o gradiente de concentração de uma célula
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Processos de troca entre a célula e o meio externo
Transporte Através da Membrana
Os processos de troca na célula podem ser agrupados em 3 categorias:
Processos passivos: ocorrem sem gasto de energia (difusão, osmose e difusão facilitada);
Processos ativos: ocorrem com gasto de energia (bomba de sódio (Na) e potássio (k));
Processos mediados por vesículas: ocorrem quando vesículas são utilizadas para a entrada de partículas ou organismos na célula, ou para a eliminação de substâncias da célula. Quando ocorre entrada--ENDOCITOSE; saída—EXOCITOSE.
Soluções são misturas homogêneas de duas ou mais substâncias. 
Soluto- substância que dissolve num líquido ( açúcar,aa,íons)- chamado Solvente (H2O)
A quantidade de SOLUTO dissolvida em uma quantidade de solvente fornece um valor que é chamado CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO. Quanto + SOLUTO estiver dissolvido em uma mesma quantidade de SOLVENTE, maior será a concentração da solução. 
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SOLUÇÃO:
SOLUÇÃO 
SOLVENTE + SOLUTO.
 ( ÁGUA ) + ( Qq SUBSTÂNCIA )
 Ex.: NaCl ( sal de cozinha )
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TIPOS DE SOLUÇÕES:
S. HIPERTÔNICA: A concentração do soluto é maior que a concentração de solvente.
S. ISOTÔNICA: A concentração do soluto é igual que a concentração de solvente.
S. HIPOTÔNICA: A concentração do soluto é menor que a concentração de solvente.
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Quando duas concentrações têm a mesma concentração = ISOTÔNICAS OU ISOSMÓTICAS.
Quando as concentrações são diferentes, a solução + concentrada é chamada hipertônica ou hiperosmótica, e a – concentrada hipotônica ou hiposmótica.
1L
1G OSE
1L
3G OSE
A
B
1L
2G OSE
1L
2G OSE
C
D
ISO
ISO
HIPO
HIPER
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Transporte através da membrana
Os transportadores formam um grupo de proteínas integrais, que movem substâncias para dentro ou para forma da célula. 
Difusão facilitada por canais iônicos: proteínas integrais permitindo a passagem de íons. Ex. Na+, K+, Cl- e Ca2+.
B,C e D. Difusão facilitada por meio de proteínas carreadoras: carboidratos e aa atravessam a membrana ligados através de uma proteína da membrana. 
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 No fenômeno de difusão, as moléculas de soluto (partículas sólidas, ex. sacarose) e solvente (ex. Água), num meio líquido, tendem a se distribuir de maneira homogênea. O movimento das moléculas se dá no sentido de equilibrar a concentração da solução.
Difusão
 No fenômeno de difusão facilitada o soluto atravessa a membrana com o auxílio de uma proteína carreadora. Esse processo não necessita de energia.
Difusão facilitada
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1. Difusão simples:
Fluxo espontâneo de partículas, de uma região onde a concentração de uma determinada partícula é maior para outra onde a concentração é menor.
Ex.: entrada de oxigênio em nossas células e a saída de gás carbônico.
DIFUSÂO – Corresponde ao movimento de partículas do local em que elas estão mais concentradas para onde estão menos concentradas. Através da MP das células, há difusão de pequenas moléculas, como O2 e o Co2. 
Difusão: é a passagem de soluto e de solvente de uma região de maior concentração para uma região de menor concentração. Ocorre sempre a favor de um gradiente de concentração, buscando o equilíbrio de concentração.   
                              
                                                                                                                                                             
Um exemplo de difusão é a tinta dissolvendo na água, tanto as moléculas de soluto como as de água movimentam-se ao acaso. O fluxo é maior das regiões de maior concentração para as de menor concentração. 
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Difusão
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DIFUSÃO SIMPLES
FONTE: http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso1.asp
O2
Co2
+
+
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2.Difusão facilitada: é a passagem de substâncias de um meio mais concentrado para um meio menos concentrado com o auxílio de um carregador. Ex.: a glicose necessita de insulina para entrar nas células do fígado (hepatócitos).   
                                                                                                                                                                                                                                                                 Moléculas pequenas
entram por difusão simples na célula. A entrada de moléculas um pouco maiores depende de proteínas que se abrem e fecham ou de proteínas com "canais" que facilitam a passagem. Não há gasto de energia, uma vez que as moléculas movem-se sempre de maior para as de menor concentração. 
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DIFUSÃO FACILITADA
Permease
A molécula do soluto liga-se nos sítios ligantes da permease que se deforma e libera o soluto no outro lado da membrana.
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Difusão Facilitada
Fonte: http://www.universitario.com.br/celo/aulas/Transp_celular/transp_celular.ppt#13
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 No fenômeno da osmose o solvente atravessa a membrana indo a favor do gradiente de concentração. Desta forma, o solvente vai da solução hipotônica para a solução hipertônica.
Osmose
 A água apesar de ser polar, é pequena o suficiente para atravessar a bicamada lipídica. A água se difunde da solução menos concentrada para a mais concentrada.
As células modificam seu volume em função da concentração do meio. Um exemplo desse processo ocorre com as hemácias humanas.
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Osmose:
É um caso particular de difusão através de membranas semipermeáveis, onde há passagem apenas de solvente da solução menos concentrada (maior número de moléculas de água) para a mais concentrada (menor número de moléculas de água).
Obs.: Meio hipotônico- soluções menos concentradas que o citoplasma.
Meio hipertônico- soluções mais concentradas que o citoplasma.
Meio isotônico- o meio que circunda a célula tem concentração do soluto equivalente a do líquido citoplasmático.
 
) Meio Hipotônico:
Quando uma célula animal, como por exemplo uma hemácia humana, é colocada em uma solução hipotônica em relação ao seu citoplasma (ex: sol. NaCl 0,1%), ocorre entrada de água na célula com aumento do volume celular, levando ao rompimento da membrana plasmática. Esse fenômeno é denominado plasmoptise.
Obs.: No caso especial da hemácia, a plasmoptise recebe o nome de hemólise.
b) Meio Hipertônico:
Quando células animais (hemácias, por exemplo) são colocadas em soluções hipertônicas, ocorre perda de água com redução de volume e murchamento celular. Esse fenômeno recebe o nome de plasmólise.
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Osmose
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A
Solução
 hipo
B
Solução
hiper
Água pura
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EXEMPLOS PRÁTICOS:
Quando uma célula animal é mergulhada numa solução hipertônica, perde água. Esse processo se chama PLASMÓLISE ( murcha ).
Quando a célula é retirada desta solução e colocada numa solução HIPOTÔNICA, num primeiro instante volta a sua condição original, 
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Continuação:
 num processo chamado DEPLASMÓLISE. A célula então é mantida nesta solução e ganha aumento de volume, num processo chamado TURGÊNCIA (incha ), caso continue nesta solução a membrana plasmática irá se romper por excesso de água, num processo que se chama PLASMOPTISE.
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continuação
Quando uma célula vegetal é mergulhada numa solução hipertônica, perde água. Esse processo se chama PLASMÓLISE ( murcha ).
Quando a célula é retirada desta solução e colocada numa solução HIPOTÔNICA, num primeiro instante volta a sua condição original, 
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Continuação:
 num processo chamado DEPLASMÓLISE. A célula é mantida nesta solução e ganha aumento de volume, num processo chamado TURGÊNCIA (incha ), caso continue nesta solução a membrana plasmática NÃO irá se romper devido a presença da PAREDE CELULAR, que é rígida e impermeável.
 Portanto na célula vegetal NÃO OCORRE PLASMOPTISE. 
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Continuação:
Vejamos agora o que acontece com uma célula em especial, as hemácias ou eritrócitos ou glóbulos vermelhos. Estes quando mergulhados em solução HIPERTÔNICA perdem água para o meio, esse processo se chama CRENAÇÃO ( murcha ). 
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Continuação:
Caso, seja retirada desta solução e mergulhada numa solução HIPOTÔNICA, ocorrerá o acúmulo de água em seu interior provocando o rompimento da membrana plasmática, esse processo se chama HEMÓLISE.
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Obs.: A plasmólise de hemácias recebe o nome especial de crenação.
                                                                                                                               
 
Hiper-perde água
Iso- equilíbrio
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Hemólise
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Cheia de água
Plasmólise –perde H2o
Desplasmólise
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TRANSPORTE ATIVO
Ocorre contra o gradiente de concentração.
É feito por proteínas transmembrana chamadas ATPases ou BOMBAS. Quebram ATP e liberam energia.
Transporta sempre íons e moléculas polares.
ATPaes são específicas. Ex. Bomba de Na+; bomba de Ca++...
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 A bomba de Na+ e K+ é o melhor exemplo de transporte ativo.
Transporte ativo
Citoplasma 
Meio extracelular 
Comunicaçãso entre células
 as células se comunicam com outras através de diversas estruturas
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BOMBA DE Na++ e K+
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E e F Transporte por meio de ATPases transportadoras: íons transportados através das membranas, impulsionados pela E do ATP (bombas iônicas). Moléculas maiores (fármacos), tb podem ser transportadas por proteínas integrais.
G, H e I. Transporte ativo Secundário: mov. de solutos contra um gradiente de concentração ou de potencial elétrico, não está acoplado a Ē metabólica. A Ē é derivada do acoplamento ao movimento de outro soluto.
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EXEMPLO DE TRANSPORTE ATIVO
BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO
FONTE: www.octopus.furg.br/ensino/anima/atpase/NaKATPase.html  
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ATP: energia para a célula realizar trabalho
A energia de que a célula dispõe é sintetizada por ela mesma, armazenada na forma de uma molécula chamada andenosina trifostato (ATP). Ela é o resultado de processos bioquímicos em que a célula, utilizando-se de uma fonte, os nutrientes, produz sua própria energia.
Assim, ATP é sinônimo de energia celular. Por isso, podemos dizer que o transporte através da membrana celular ocorre com ou sem gasto de ATP.
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Bomba de sódio e potássio= com gasto de energia.
Numa célula, como por exemplo um neurônio, a concentração de íons Na no meio extracelular é significativamente maior que a concentração desses íons no meio intracelular. Inversamente, a concentração de íons K no meio intracelular é muito maior em relação ao meio extracelular. Assim, existe uma forte tendência de penetração de íons Na na célula e de saída de K para o meio externo por difusão simples, visando equilibrar as concentrações. No entanto, todos os íons Na que entram na célula são "bombeados" para o meio extracelular, da mesma forma que os íons K que saem da célula são "bombeados" para o meio intracelular. Em ambos os casos, o transporte iônico dá-se contra um gradiente de concentração, resultando em gasto de energia pela célula.
Transporte Ativo
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K+
Na+
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Transporte em bloco:
Representa o englobamento ou eliminação de macromoléculas ou partículas maiores que não conseguem atravessar a membrana plasmática por nenhum dos mecanismos já estudados. Em função do sentido no qual as partículas são transportadas, temos dois tipos de transporte em bloco: a endocitose e a exocitose.
# Endocitose:
É o transporte de partículas ou macromoléculas por englobamento, ou seja, do meio extracelular para o meio intracelular. Existem dois tipos de endocitose:
 1.Fagocitose:
Neste processo, a célula engloba partículas sólidas relativamente grandes. A célula, entrando em contanto com a partícula, emite pseudópodes que englobam, formando um vacúolo alimentar (fagossomo).
A fagocitose é observada principalmente em células isoladas, como amebas e glóbulos brancos. No caso da ameba, trata-se de um processo nutritivo; no caso dos glóbulos brancos, é um prcesso de defesa contra bactérias que invadem o organismo.
                                                                                                                         
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2.Pinocitose:
É um processo mais delicado do que a fagocitose sendo difícil sua observação ao microscópio óptico. Partículas líquidas muito pequenas são capturadas por esse processo. A membrana plasmática, na região de contato com a partícula, se invagina, aprofundando-se no interior do citoplasma; forma-se um canal. Por fim, a partícula envolvida por um pedaço de membrana solta-se, formando um vesícula de pinocitose ou pinossomo. É provável que a maioria das células seja capaz de realizar a pinocitose; esse processo é então geral, enquanto a fagocitose se restringe apenas a alguns tipos de células.
                                                                       
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EXOCITOSE
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Transporte através da membrana
As substâncias podem ser trazidas para dentro ou expelidas da célula, por meio de vesículas revestidas por membranas: exocitose e endocitose (A e B).
C.Transcitose: células dos capilares e do intestino, movem material através de um processo integrado endocitose e exocitose.
D.Osmose