Lista 1 Exercicios Transportes Celulares Fisiologia Jaqueline Picada

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Questionário 
Membrana Plasmática e Transportes Transmembrana 
1. Descreva resumidamente como é a estrutura das membranas plasmáticas (composição química, organização etc).
Maior parte da membrana plasmática é feita de lipídios e proteínas, composição chamada de lipoproteica e seu modelo mais aceito é o promovido por Singer e Nicholson. Ela tem uma bicamada de fosfolipídios, uma voltada para o meio externo e outra para o meio interno. Parte desses fosfolipídios é hidrófila ou hidrofílica, ou seja, tem afinidade por água. Já a parte mais interna da membrana não interage com água, pois não possui afinidade por ela, e é chamada hidrofóbica. Na bicamada encontram-se proteínas que estão inseridas, estas são as proteínas de membrana integrais; quando estão localizadas na periferia da membrana plasmática, são chamadas proteínas periféricas. Porém, não é só composta disso, a membrana também se compõe de açúcares (carboidratos), e outro tipo de lipídio também esta presente na sua formação, o colesterol. 
2. Por que os lipídeos das membranas encontram-se organizados em bicamada? Cite exemplos de lipídeos de membrana.
Os lipídeos, substâncias oleosas, são as principais moléculas presentes na membrana plasmática e o fato deles não se misturarem com a água ajuda no papel da membrana plasmática de separação da célula do seu meio externo. 
Os lipídeos da membrana são chamados de fosfolipídios e se organizam em uma bicamada (duas camadas justapostas). 
Os fosfolipídios possuem uma cabeça polar, formada por fósforo (que pode ficar em contato com a água) e caudas apolares (que não tem afinidade por água) que ficam voltadas para o interior da membrana. 
Além dos fosfolipídios a membrana também possui proteínas, que funcionam como portas e janelas da célula, e açúcares ligados aos lipídeos e às proteínas. Ou seja, a composição da membrana plasmática… é principalmente lipoprotéica ( lipídios + proteínas). 
O modelo mais aceito atualmente foi proposto por Singer e Nicholson e é conhecido como modelo do mosaico fluido. 
Ou seja,
Os fosfolipídios formam uma barreira ao redor das 
células, impedindo a passagem de moléculas e íons solúveis em água, que são transportados através das proteínas intrínsecas à membrana.
3. Do que é constituído o glicocálice? Quais são suas 
funções? 
Malha feita de moléculas de glicídios (carboidratos) frouxamente entrelaçadas. Esta malha protege a célula como uma vestimenta , uma vez que os glicídios que formam as glicoproteínas, glicolipídios e proteoglicanos entrelaçam-se e formam uma espécie de camada protetora. 
O glicocálice apresenta diversas funções importantes para a célula, sendo:
1- Proteção contra lesões de natureza química e mecânica;
2- Evitam ligações indesejáveis com outras células;
3- Auxiliam na movimentação graças à sua capacidade de adsorver água;
4- A função, talvez a mais importante, é o reconhecimento entre células e a adesão celular, que permite que as células unam-se umas às outras e também a outras moléculas. Dentre as glicoproteínas presentes no glicocálice que ajudam na união das células, destacam-se a fibronectina, vinculina e laminina.
Além destas funções, o glicocálice nos eritrócitos(hemácias) determinam os grupamentos sanguíneos(A, B, AB ou O), uma vez que esses glicídios funcionam como marcadores de determinados tipos de célula. O reconhecimento do tipo sanguíneo é fundamental para a realização de transfusões e para o tratamento de alguns problemas imunológicos.
4. Como são classificadas as proteínas de membrana? Qual o tipo que está envolvido em transporte de moléculas através das membranas?
Proteínas de adesão: em células adjacentes, as proteínas da membrana podem aderir umas às outras. 
	Proteínas que facilitam o transporte de substâncias entre células. 
	Proteínas de reconhecimento: determinadas glicoproteínas atuam na membrana como um verdadeiro “selo marcador”, sendo identificadas especificamente por outras células. 
	Proteínas receptoras de membrana. 
	Proteínas de transporte: podem desempenhar papel na difusão facilitada, formando um canal por onde passam algumas substâncias, ou no transporte ativo, em que há gasto de energia fornecida pela substância ATP. O ATP (adenosina trifosfato) é uma molécula derivada de nucleotídeo que armazena a energia liberada nos processos bioenergéticos que ocorrem nas células (respiração aeróbia, por exemplo). Toda vez que é necessária energia para a realização de uma atividade celular (transporte ativo, por exemplo) ela é fornecida por moléculas de ATP. 
	Proteínas de ação enzimática: uma ou mais proteínas podem atuar isoladamente como enzima na membrana ou em conjunto, como se fossem parte de uma “linha de montagem” de uma determinada via metabólica. 
	Proteínas com função de ancoragem para o citoesqueleto. 
5. Como são classificadas as proteínas transportadoras? Quais suas diferenças?
São aquelas que atuam no transporte de moléculas para dentro e para fora das células. São proteínas da membrana plasmática.
A hemoglobina, por exemplo, é uma proteína transportadora. Presente nas hemácias, transporta o oxigênio dos pulmões para os tecidos do corpo. Uma proteína de transporte da membrana celular é uma proteína de membrana[1] envolvida no movimento de íons, pequenas moléculas, ou macromoléculas, tais como outras proteínas através de uma membrana biológica.
Proteínas de transporte (também chamadas transportadoras ou carreadoras) são proteínas integrais de membrana; elas estão dentro de toda a extensão do transporte da membrana através da qual transportam substâncias. As proteínas podem ser úteis para o transporte de substâncias por difusão facilitada ou transporte ativo. Esses mecanismos de ação são conhecidos como transporte mediado por carreador (ou, simplesmente transporte mediado).[
6. Cite as semelhanças e diferenças entre transporte passivo e ativo.
Tanto o transporte ativo como o transporte passivo , sao movimentos de substancias através da membrana citoplasmatica, que é uma estrutura fluida constituida por uma bicamada fosfolipidica e proteinas 
(estamos a falar da contituiçao da membrana da celula animal). 
transporte ativo: é um transporte contra o gradiente de concentraçao, e gasta ATP, ou seja, há gasto energia por parte da celula. 
transporte passivo: é um transporte a favor do meio de concentraçao mas sem gasto de ATP, sem gasto de energia. existem vários transportes passivos. 
Osmose: movimento da agua do meio intracelular e extracelular, dum meio hipotonico (menos soluto) para um hipertonico, e nao interveem proteinas transportadoras. 
Difusao simples: movimento do soluto do meio onde esta mais concentrado para o meio onde esta menos concentrado, sem gasto de energia. 
Difusao facilitada: igual a difusao simples mas interveem proteinas transportadoras. 
O movimento de osmose e difusao simples sao transportes nao mediados, ou seja, nao usam proteinas transportadoras. 
difusao facilitada e o transporte ativo é um transporte mediado, ou seja, interveem proteinas transportadoras. 
Em outras palavras, quando se tem o transporte ativo, há gasto de energia. 
7. Que tipo de molécula pode atravessar a membrana plasmática através da bicamada lipídica (ou seja, por difusão simples)? Explique.
As moléculas que podem atravessar através da bicamada lipídica sem maiores problemas são as ditas lipossolúveis que são moléculas apolares e que portanto podem se difundir através das porções também apolares dos lipídios de membrana. A outras moléculas que são hidrossolúveis, portanto polares ou mesmo carregadas, para passarem pelas membranas precisam ser pequenas o suficiente e 'expremerem-se ' através de proteínas transmembrana específicas, como as que formam canais iônicos e carreadores específicos, que tornam possível sua permeação. 
8. Por que os íons (por exemplo Na+, Cl-, K+, HCO3) não conseguem atravessar a bicamada lipídica? Como os íons atravessam as membranas?
A membrana plasmática é formada por uma
bicamada lipídica e é seletivamente permeável. Essas propriedades interferem na passagem de substâncias para dentro e para fora da célula. Moléculas apolares (por exemplo, hormônios esteróides) geralmente atravessam a membrana com facilidade, pois conseguem se solubilizar na bicamada lipídica. Água, apesar de ser uma substância polar e, portanto, não ser capaz de atravessar a camada lipídica, também passa com certa facilidade devido a existência de canais e poros na superfície da membrana plasmática. Outras substâncias, como íons, glicose, aminoácidos precisam de proteínas carreadoras e muitas vezes dependem do gasto de ATP (energia) para passar pela membrana, e por isso, tem mais dificuldade de fazê-lo. 
9. De que maneira as moléculas hidrossolúveis atravessam a membrana plasmática?
As substâncias hidrossolúveis chegam ao interior das células somente após atravessarem os poros contidos nas proteínas transportadoras. Contudo, este transporte somente ocorrerá se estas substâncias forem menor do que o tamanho do poro desta proteína. 
No caso das substâncias lipossolúveis, estas atravessam a membrana plasmática bem mais facilmente, pois a maior parte da membrana plasmática é formada por lipídeo. Aqui, as substâncias não necessitam ser pequenas, necessariamente, para chegarem ao interior da célula. 
Este processo de entrada e saída de substâncias através da membrana plasmática são conhecidos como transporte passivo (difusão e osmose) e transporte ativo (endocitose, fagocitose, exocitose). 
10. Quais as fontes de energia utilizadas pelas células para realizar transporte ativo?
Bomba de sódio-potássio (Na+ / K+) e bomba de cálcio 
11. O que é a ATPase Na/K+e quais suas principais características e funções.
A bomba sódio-potássio ou Na+/ K+ ATPase é uma proteína transmembranar cuja atividade enzimática utiliza a energia proveniente da degradação do ATP em ADP e fosfato inorgânico para transportar íons de potássio e sódio contra os respectivos gradientes de concentração. A bomba tem um papel importante na manutenção do potencial de repouso das células nervosas, musculares e cardíacas. Ela permite a troca de íons de sódio (Na+), oriundos do meio intracelular, por íons de potássio (K+), oriundos do meio extracelular, numa relação precisa (3 Na+/2 K+). A bomba é responsável pelo restabelecimento do equilíbrio inicial após um potencial de ação. 
A bomba sódio-potássio é, por vezes, designada como bomba de sódio pois ela foi inicialmente caracterizada como responsável pelo transporte ativo de sódio. 
Função: 
Para manter seu potencial elétrico, a célula precisa de uma baixa concentração de íons de sódio e de uma elevada concentração de íons de potássio no seu interior. Fora das células existe uma alta concentração de sódio e uma baixa concentração de potássio, pois existe difusão destes componentes através de canais iônicos existentes na membrana celular. Para manter as concentrações ideais dos dois íons, a bomba de sódio bombeia sódio para fora da célula e potássio para dentro dela. Esse transporte é realizado contra os gradientes de concentração desses dois íons, o que ocorre graças à energia liberada pela quebra da molécula de ATP. 
12. Por que a ATPase Na+/K+ é eletrogênica? O NA+/K+ é considerada uma bomba eletrogênica porque ela gera uma diferença de potencial entre a parte intra e extra-celular. 
Ela é mais conhecida pela função de bomba eletrogênica. Ela é que participa no desncadeamento do potencial de ação em neurônios. A bomba, ligada ao ATP, liga por sua vez 3 Na+ intracelulares. 
O ATP é hidrólisado, levando à fosforilação da bomba e à libertação de ADP. 
Uma mudança conformacional na bomba expõe os íons de Na+ ao exterior da membrana. A forma fosforilada da bomba, por ter uma afinidade baixa aos iões de Sódio, liberta-os para o exterior da célula. 
À bomba ligam-se 2 iões de K+ extracelulares, levando à desfosforilação da bomba.. 
O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os iões de Potássio para o interior da célula: a bomba está pronta para um novo ciclo. 
13. Como funciona a ATPase Ca+2 do retículo sarcoplasmático das fibras musculares e qual a sua função?
14. Explique como funciona a bomba de próton (ATPase K+/H+), presente nas células parietais do estômago. Qual sua função?
Uma bomba de prótons, ou bomba H+-ATPase, é uma proteína integral de membrana, que funciona a partir da hidrólise de ATP em ADP e fosfato. Efectua o transporte activo de protões através da membrana de uma célula, mitocôndrio ou outro compartimento subcelular, contra o gradiente de concentração.
Suas funções são:
	Manter a composição iônica intracelular. 
	Importar solutos contra o gradiente de concentração. 
	Balancear a pressão osmótica nos dois lados da membrana celular. 
	Mantêm o potencial de membrana celular. 
Na respiração celular, a bomba retira protões da matriz mitocondrial e liberta-os no espaço intermembranar mitocondrial (entre as duas membranas do organelo). Os protões criam assim uma diferença ou gradiente tanto de pH como de carga eléctrica, criando um potencial electroquímico que actua como uma bateria ou reservatório de energia da célula. Ao funcionar contra gradiente, consome energia em forma de ATP; no entanto, pode também funcionar como uma ATP sintase, sintetizando ATP a partir de ADP e fosfato, quando permite a passagem de protões a favor do gradiente de concentração.
Por vezes o fluxo de protões ocorre do interior da célula para a matriz intercelular. Tal ocorre nas células epiteliais do revestimento do estômago, o que explica o ambiente extremamente ácido no interior do estômago.
As bombas H+-ATPase também ocorrem em procariontes, localizando-se na membrana plasmática, onde bombeiam H+ do citoplasma para o exterior da célula.
15. Explique a importância da bomba de Na+/K+para o funcionamento dos transportes ativos secundários.
Transporte ativo secundário
Essa modalidade de transporte é dita secundária por não utilizar diretamente a 
energia metabólica durante a movimentação do soluto através da membrana. 
A energia consumida nesse caso depende da energia gasta pela bomba de 
sódio e potássio na geração das diferenças de concentrações dos íons entre os dois 
lados da membrana. 
Uma vez mantido esse gradiente, o transporte ativo secundário ocorre quando um 
soluto é carreado contra seu gradiente às custas de um carreador que transporta, 
simultaneamente, um soluto a favor do seu gradiente.
Esse mecanismo explica-se porque um íon libera energia potencial quando se desloca a favor de seu gradiente e essa energia pode ser utilizada por um soluto para ser 
transportado contra seu gradiente. 
A comprovação experimental deste fato ocorreu quando os pesquisadores observaram que o transporte ativo secundário era interrompido quando a atividade da Na+/k+-ATPase era inibida.
Especialmente nos mamíferos, o transporte ativo secundário utiliza o sódio como íon propulsor. Assim, na medida em que o sódio desloca-se a favor do seu gradiente (que 
é mantido pela Na+/k+ATPase), o mesmo transportador carrega consigo outras moléculas contra seu gradiente.
Como o sódio é mais concentrado fora da célula, ele estará sempre entrando na 
célula, deslocando-se, assim, a favor do seu gradiente. O soluto que será transportado ao 
mesmo tempo pode ser transportado na mesma direção (co-transporte ou simporte) ou 
na direção oposta (contra-transporte ou antitransporte). 
Exemplos de co-transportes observados em mamíferos são os transportes de glicose
e aminoácidos que ocorrem juntamente com o sódio na mucosa intestinal. De contra transportes, são os trocadores de Na+/H+ e Na+/Ca+2, encontrados na membrana 
plasmática de muitas células, os quais controlam respectivamente o pH da célula e o baixo nível de cálcio no citoplasma das células.
16. Quais os transportadores participam da absorção (in
testino) e da reabsorção (rins) de glicose? 
Explique-os.
GLUT-2
O transportador de glicose tipo
2 possui a maior cinética entre os
GLUT,esta presentenoshepatócitos, células β pancreáticas, mucosa intestinal e rins. A alta afinidade do transportador coma glicose promove que otransporte ás essas células seja proporcional à glicemia.Este transportador, pósuas funções não tem sua atividade modulada pela insulina. Na célulaintestinal após a absorção e reabsorção de glicose no rim é via
GLUT-2
que amolécula de glicose entra na circulação. Toda variação de glicemia édetectadas pelas células β, iniciando automaticamente o controle da secreçãode insulina e captação ou liberação de glicose hepática. Alterações naexpressão de
GLUT-2
esta associada a um defeito de estimulação da insulinaem diabéticos, o que não permite a baixa na glicemia. Há variações naexpressão em células β pancreáticas desses transportadores, o que explicariaem parte a baixa ou nenhuma liberação de insulina nos diabéticos com adoença tipo I. Expressão de
GLUT-2
é estimulada pela hiperglicemia, dietasricas em carboidratos e suprimida pela hiperinsulinemia. Defeitos no
GLUT-2
resulta na Síndrome Fanconi-Bickel doença caracterizada por: raquitismo,acúmulo glicogênio hepático, glicosúria, perda de aminoácidos e acidoserenal, síndrome descrita em humanos
17. Dê um exemplo de um sistema antiporte que utiliza e
nergia estocada em gradiente iônico. 
Explique-o. 
Contratransporte ou antiporte: dois íons diferentes ou outros solutos são transportados em direções opostas através da membrana (a exemplo dos íons cálcio e hidrogênio, transportados pelo sódio). Uma das substâncias transportadas é transportada no sentido do gradiente de concentração (de uma zona de concentração elevada para uma zona de baixa concentração), produzindo energia que é canalizada para o transporte ativo da outra substância, que vai contra o gradiente de concentração. Um exemplo de antiporte é o transporte de sódio-cálcio.