Transporte em membranas

Prévia do material em texto

Transporte em membranas
Tópicos da aula
Meio hipotônico x Meio hipertônico
Permeabilidade seletiva
Difusão Simples 
Transportador de glucose
Trocador de cloreto e bicarbonato
Transportadores uniporte, simporte e antiporte
Transporte ativo
ATPase do tipo P
ATPase do tipo F
ATpase do tipo V ou ATP sintase
Transportadores do tipo ABC
Transporte ativo secundário
Transportador de lactose
Ionóforos
Aquaporinas
Canais iônicos
Canal de Na+ regulado por voltagem
Ativação pela acetilcolina
Modificação estrutural permite a passagem de íons
Noção de gradiente: representa a força direcional de um íon resultante de seu gradiente de concentração e do campo elétrico
1. Meio hipotônico x Meio hipertônico
- Meio hipotônico: aquele em que a concentração da solução está menor do que a do meio exterior.
- Meio hipertônico: aquele em que a concentração da solução está maior do que a do meio exterior.
1.1 Permeabilidade Seletiva
- A permeabilidade seletiva depende de três fatores:
. Tamanho: quanto menor a molécula, mais facilmente ela atravessará a bicamada lipídica.
. Polaridade: como a natureza da bicamada lipídica é apolar, as moléculas apolares têm muito mais facilidade de atravessar a bicamada lipídica do que as moléculas polares.
. Carga: moléculas dotadas de carga, como os íons, embora geralmente pequenas, não atravessam a bicamada lipídica.
. Concentração: quando a concentração do meio intracelular for menor do que a do meio extracelular a molécula passa com facilidade (a favor do grandiente).
- Íons como Na+, K+ e Cl-, embora sejam moléculas pequenas são hidrofílicas, “prendendo” em volta de si uma grande quantidade de moléculas de água (a chamada de solvatação) o que aumenta muito seu tamanho e os tornam incompatíveis com a natureza da bicamada lipídica.
1.2 Difusão Simples
- É a passagem de substâncias através da bicamada lipídica. 
- Busca o equilíbrio
- Um soluto não carregado move-se a favor do gradiente de concentração, do lado em que está mais concentrado para o lado em que está menos concentrado, enquanto um soluto carregado move-se a favor de seu gradiente eletroquímico.
1.3 Difusão Facilitada
- Transportadores ou permeases: Promovem o transporte passivo ou difusão facilitada.
1.4 Transportador de glucose
- Transporte 50 mil vezes mais rápido do que a difusão simples
- Proteína integral do tipo III
- A parte hidrofóbica passa por dentro da membrana (parte apolar) e a parte hidrofílica e polarizada tende a passar pelo meio externo.
- O transportador muda sua conformação para permitir a passagem da glucose
- Tem relação com os receptores de insulina: 
1. Os transportadores de glucose ficam armazenados em uma vesícula 
2. Após a recepção do sinal esses transportadores são levados para a superfície da membrana
3. Quando o nível de insulina diminui os transportadores são removidos da membrana plasmática por endocitose formando pequenas vesículas
4. As pequenas vesículas se unem com um endossomo largo.
1.5 Transporte de cloreto e bicarbonato
- Entrada e saída de bicarbonatos nos eritrócitos(> 1 milhão de vezes)
- Sistema de co-transporte(antiporte) neutro
- O dióxido de carbono produzido por catabolismo entra ao tempo que o bicarbonato e ânion de cloro saem.
- Não altera o potencial da membrana
- Sua função é para aumentar a capacidade de carregar dióxido de carbono.
1.6 Transportadores uniporte, simporte e antiporte
- Transportador uniporte: transporte de um único elemento num determinado sentido através de uma proteína carreadora ou canal, com ou sem gasto de energia.
- Transportador simporte: transporte de duas substâncias num mesmo sentido num carreador.
- Transportador antiporte: transporte de duas substâncias em sentidos opostos pelo carreador.
1.7 Proteínas transportadoras
- As membranas celulares contêm várias proteínas transportadoras, cada uma das quais é responsável pela transferência de um soluto específico através da membrana.
-Carreadoras (também chamadas de carregadoras): se ligam à molécula a ser transportada em um dos lados da membrana e a liberam do outro lado. Liga-se a solutos específicos (íons inorgânicos, pequenas moléculas orgânicas ou ambos), fazendo com que atravessem a membrana através de mudanças de conformação que expõem o sítio de ligação do soluto a um lado a membrana e a seguir ao outro.
- Canal: atuam como comportas; ao se abrirem, formam um poro ou canal pela qual passam rapidamente um grande número de moléculas. Podem agir como bombas para transportar o soluto “ladeira acima”, contra o gradiente eletroquímica, utilizando a energia derivada da hidrólise de ATP.
1.8 Transporte Ativo- com gasto de energia
- É contra o gradiente
- Requer gasto energético
- Apenas proteínas do tipo carreador são capazes de realizar transporte ativo
- Um soluto não carregado move-se contra o gradiente de concentração; um soluto carregado move-se contra o gradiente eletroquímico; esse processo requer energia.
- Este mantém um desequilíbrio dinâmico entre os meios intracelular e extracelular
- A expulsão seletiva de íons por transporte ativo traz duas consequências:
1. Equilíbrio de tonicidade do meio intracelular, impedindo a absorção excessiva de água por osmose (controle do volume celular).
2. Estabelecimento de uma distribuição diferenciada de íons (gradiente) entre os meios intra e extracelular.
1.9 ATPase do tipo P
- Dependem da fosforilação para transportar
- São inibidos por vanadato(estrutura química similar)
- Proteína integral com 10 passagens pela membrana
- Exs. Na+/K+ ATPase e Ca+ ATPase
- Ao mesmo tempo que captam o cátion expulsam o próton às custas de ATP.
2. ATPase do tipo F
2.1 ATPase do tipo V ou ATP sintase
- Reversibilidade da ATPase do tipo F
- Catalização de ATP
- Processos de oxidação da fosforilação e fosforilação 
2.2 Transportadores do tipo ABC (adenosine triphosphate-binding cassetes)
- Possuem dois domínios ligantes de nucleotídeos
- Podem ser bombas ou canais iônicos
- Uma sequência de aminoácidos presente nas proteínas dessa família se ligam ao ATP
- Atuam no processo de detroxificação por várias drogas de natureza lipídica
- Ex: múltipla resistência à drogas (MDR1), flipases, transporte de esterol
2.3 Transporte ativo secundário ou Difusão facilitada
- O transporte a favor do gradiente tende a gerar energia para realizar outro transporte contra um gradiente.
2.4 Transportador de lactose
- Simporte com entrada de lactose e H+.
- Formação de gradiente químico e eletroquímico
2.5 Ionóforos
- Transporte de íons – neutraliza a carga : um substância envolve o íon, sem fazer ligação com ele, permitindo assim sua passagem pela membrana
2.6 Aquaporinas
- Aulixiam que a célula não perda nem ganha quantidade significativas de água.
-Formam uma família de proteínas de membrana específicas para a passagem de moléculas de água.
2.7 Canais Iônicos
- Transporte mais rápido
- São regulados por ligantes ou voltagem
- Tendem a uniformizar a distribuição intra e extracelular de ânions e cátions
- Aumenta a tonicidade do ambiente intracelular
- Tende a formar polarização na membrana
- Quando os canais são abertos na membrana tendem a forma uma despolarização(os íons invadem o citoplasma)
- Quando os canais são fechados na membrana tendem a forma uma polarização
2.8 Canal de Na+ regulado por voltagem
2.9 Ativação por acetilcolina
- Quando a acetilcolina se liga ao seu receptor bloqueia a captação de moléculas ou íons 
- Abre a passagem pra o citoplasma
3. Modificação estrutural permite a passagem de íons