SEMANA 2 - fisio

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CAPÍTULO 4
Transporte de Íons e de Moléculas Através da Membrana Celular
Note-se que o líquido extracelular contém grandes quantidades de sódio, mas apenas pequenas quantidades de potássio. Exatamente o oposto ocorre no líquido intracelular. 
A barreira lipídica e as proteínas de transporte da membrana celular
- Ela é composta da bicamada lipídica, com grande número de moléculas de proteína flutuando no lipídio, muitas delas atravessando toda a espessura dessa bicamada.
- A bicamada lipídica não é miscível com os líquidos extra e intracelular barreira ao movimento da maioria das moléculas de água e das substâncias hidrossolúveis. Contudo, algumas substâncias conseguem atravessar essa bicamada, passando diretamente pela substância lipídica. 
- Proteínas interrompem a continuidade da bicamada lipídica - formam via alternativa através da membrana celular. 
 Proteínas de transporte- extremamente seletivas quanto ao tipo (ou tipos) de moléculas ou íons que podem atravessar a membrana
* Proteínas de canal-
*Proteínas carreadoras-
 O transporte através da membrana ocorre por um dos dois processos básicos, a difusão (também chamada de "transporte passivo") e o
transporte ativo. 
DIFUSÃO
Todas as moléculas e íons dos líquidos corporais, inclusive tanto as moléculas de água como as das substâncias em solução, estão continuamente em movimento, cada partícula seguindo percurso próprio. O movimento dessas partículas constitui o que os físicos chamam de calor — quanto mais intenso for essa movimentação, maior será a temperatura — e esse movimento nunca cessa. Quando uma molécula em movimento, A, se aproxima de outra molécula estacionária, B, as forças eletrostáticas e internucleares da molécula A repelem a molécula B, transferindo parte da energia do movimento para a molécula B. Consequentemente, a molécula B ganha energia cinética de movimento, ao mesmo tempo em que a molécula A tem seu movimento lentificado, pois perdeu parte de sua energia cinética. 
Esse contínuo movimento de moléculas por entre as outras, nos líquidos e nos gases, é chamado difusão.
DIFUSÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR
- A difusão simples é o movimento cinético molecular de moléculas ou íons através da membrana ou dos espaços intermoleculares, sem necessidade de fixação a proteínas carreadoras da membrana. A velocidade dessa difusão é determinada pela quantidade existente da substância, pela velocidade do movimento cinético e pelo número de pertuitos da membrana através dos quais a molécula ou íon pode passar. 
- A difusão facilitada implica a interação das moléculas ou íons com proteína carreadora que facilita sua passagem através da membrana
A difusão simples pode ocorrer através da membrana por dois percursos: pelos interstícios da bicamada lipídica ou pelos canais aquosos de algumas proteínas de transporte
Difusão simples através da bicamada lipídica = Difusão de substâncias lipossolúveis. 
Um dos fatores mais importantes que determinam com que rapidez uma substância irá atravessar essa bicamada lipídica é a lipossolubilidade da substância. Por exemplo, a lipossolubilidade do oxigênio, do nitrogênio, do dióxido de carbono e dos álcoois é muito alta, de modo que todos esses compostos são capazes de se difundir através da membrana celular, de modo idêntico ao da difusão em solução aquosa. 
 - Transporte de água e de outras moléculas insolúveis em lipídios. Embora a água seja extremamente insolúvel nos lipídios da membrana, ela atravessa facilmente a membrana celular de modo direto, através da bicamada lipídica e pelas proteínas de canal. 
Outras moléculas insolúveis em lipídios também podem atravessar a bicamada lipídica do mesmo modo como a água, desde que sejam suficientemente pequenas.
-Incapacidade de íons de se difundirem através da bicamada lipídica. Os íons só penetram na bicamada pelos canais nas proteínas
A razão para essa impenetrabilidade da bicamada lipídica aos íons é a carga elétrica dos íons; ela 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) o que é ainda mais importante à carga elétrica do íon interage com as cargas da superfície da membrana 
A difusão simples através dos canais das proteínas e as "comportas" desses canais.
- canais, em forma de tubos, que se estendem entre as duas extremidades da molécula, nas faces extra e intracelular da membrana.
são (1) seletivamente permeáveis a determinadas substâncias, e (2) podem ser abertos ou fechados por meio de comportas.
Permeabilidade seletiva dos diferentes canais proteicos - diâmetro, sua forma e a natureza das cargas elétricas nas suas superfícies internas. 
As comportas dos 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. Nesse mecanismo, a conformação molecular da comporta depende do potencial elétrico através da membrana celular. 
2. Comportas ligando-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. Elas são chamadas de comportas ligando-dependentes, e a substância que se fixa à proteína é o ligando. 
O estado-aberto e o estado-fechado dos canais com comportas. Deve ser notado que o canal conduz a corrente de modo tudo-ou-nada. Isto é, a comporta do canal se abre ou fecha abruptamente, cada abertura ou fechamento em poucos milionésimos de segundo. Isso demonstra a rapidez com que podem ocorrer alterações conformacionais na forma das comportas dos canais protéicos. 
Difusão facilitada
A difusão facilitada também é chamada de difusão mediada por carreador, porque uma substância transportada por esse modo não é capaz, na maioria das vezes, de atravessar a membrana, a não ser com a participação de proteína carreadora específica. Isto é, o carreador facilita a difusão da substância para o outro lado.
Na difusão facilitada a velocidade da difusão tende a um máximo, denominado Vmáx com o aumento da concentração da substância. À medida que a concentração da substância aumenta, a velocidade da difusão simples continua a aumentar proporcionalmente, mas também mostra a limitação da difusão facilitada ao valor de Vmáx.
O que limita a velocidade da difusão facilitada? A velocidade com que as moléculas podem ser transportadas por esse mecanismo nunca pode ser maior que a velocidade com que a molécula da proteína carreadora pode alternar-se, em seus dois estados, por meio de alterações conformacionais.
FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE EFETIVA DA DIFUSÃO
As substâncias que se difundem em uma direção também podem fazê-lo na direção oposta. Em geral, o que é importante para a célula não é a quantidade total que se difunde nas duas direções, mas a diferença entre as difusões nas duas direções, que é definida como a velocidade efetiva da difusão em uma direção.
Os fatores que a influenciam são (1) a permeabilidade da membrana, (2) a diferença de concentração da substância difusora entre as duas faces da membrana, (3) a diferença de pressão através da membrana, e (4) no caso dos íons, a diferença de potencial elétrico entre as duas faces da membrana.
OSMOSE ATRAVÉS DE MEMBRANAS SELETIVAMENTE PERMEÁVEIS – A DIFUSÃO EFETIVA DE ÁGUA
Sob certas circunstâncias, pode desenvolver-se uma diferença de concentração para a água através de uma membrana. Quando isso acontece, ocorre o movimento efetivo de água através da membrana celular, fazendo com que a célula murche ou inche, na dependência da direção desse movimento efetivo. Esse processo de movimento efetivo da água, causado por diferença de concentração da própria água, é chamado de osmose.
Pressão osmótica – é a quantidade de pressão necessária para interromper precisamente a osmose.
TRANSPORTE ATIVOÉ o transporte através da membrana no qual a substancia vai contra um "gradiente eletroquímico" com o auxilio de alguma fonte de energia. Entre as diferentes substâncias que são transportadas ativamente, através das membranas celulares, estão os íons sódio, potássio, cálcio, ferro, hidrogênio, cloreto, iodeto, e distintos açúcares e a maioria dos aminoácidos.
Transporte ativo primário e secundário. 
O transporte ativo é dividido em dois tipos, segundo a fonte de energia utilizada para o transporte. 
No transporte ativo primário, a energia é derivada diretamente da degradação de ATP. Exemplo: A “bomba” de sódio potássio
No transporte ativo secundário, a energia é derivada, secundariamente, de gradientes iônicos que foram criados, em primeiro lugar, por transporte ativo primário. 
Nos dois casos, o transporte depende de proteínas carreadoras, que atravessam toda a espessura da membrana, como acontece na difusão facilitada. Contudo, no transporte ativo, a proteína carreadora funciona de modo distinto do carreador da difusão facilitada, pois ela é capaz de transferir energia para as substâncias transportadas, a fim de que possa mover-se contra o gradiente eletroquímico. 
Transporte ativo secundário — co-transporte e contratransporte
Quando os íons sódio são transportados para fora das células por transporte ativo primário, forma-se, na maioria das vezes, um gradiente de concentração de sódio muito intenso — concentração muito elevada no exterior e muito baixa no interior. Esse gradiente representa um reservatório de energia, visto que o excesso de sódio, no exterior da célula, tende sempre a se difundir para o interior. Sob condições adequadas, essa energia de difusão do sódio pode, literalmente, puxar outras substâncias, junto com o sódio, através da membrana. Esse fenômeno é chamado de co-transporte; é uma das formas do transporte ativo secundário.
No contratransporte, os íons sódio tendem a se difundir para o interior da célula, devido a seu intenso gradiente de concentração. Contudo, neste caso, a substância que vai ser transportada está no interior da célula e deve ser transportada para o exterior. Por conseguinte, o íon sódio se fixa à proteína carreadora em sua extremidade que se projeta para fora, na face externa da membrana, enquanto a substância que vai ser contratransportada se fixa à projeção interna da proteína carreadora. Uma vez tendo acontecido a fixação dos dois, ocorre nova alteração conformacional, com a energia do íon sódio o transferindo para o interior e levando a outra substância a se deslocar para o exterior.
Co-transporte do sódio com glicose ou com aminoácidos. 
A proteína carreadora para esse transporte tem dois sítios de fixação em sua extremidade externa, um para o sódio e outro para a glicose. Por outro lado, a concentração de sódio é muito elevada no exterior e muito baixa no interior, o que dá a energia para o transporte. É propriedade especial dessa proteína transportadora que a alteração conformacional que permite a transferência do sódio para o interior só pode ocorrer quando uma molécula de glicose também se fixa. Quando os dois estão fixados, a alteração conformacional ocorre de modo automático e tanto o sódio como a glicose são transportados, ao mesmo tempo, para o interior da célula. Esse é, portanto ummecanismo de co-transporte sódio-glicose.
TRANSPORTE ATIVO ATRAVÉS DE LÂMINAS CELULARES
Em muitas regiões do corpo, as substâncias devem ser transportadas através de toda a espessura de lâminas formadas por muitas células, e não, simplesmente, através de uma membrana celular. Esse tipo de transporte ocorre no epitélio intestinal, túbulos renais, glândulas exócrinas.
O mecanismo básico do transporte de substâncias através de lâminas celulares é o de (1) haver transporte ativo através da membrana celular, em uma das extremidades da célula e, em seguida, (2) haver difusão simples ou facilitada, através da membrana, na extremidade oposta da célula.
	 
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