Biomembranas e transporte celular

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BIOMEMBRANAS 
E 
TRANSPORTE CELULAR 
Profª Drª Mércia Tancredo Toledo 
FCMS/PUC-SP 
• Revisando... 
 
•Biomembranas separam o meio 
intracelular e extracelular. 
 
 
• Definem limite externo das células 
e regulam o trânsito molecular 
através desse limite 
 
•Constância do Meio Interno 
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“ Quanto menores e mais solúveis são as 
moléculas (hidrofóbicas e não polares), 
mais rapidamente difundirão através da 
bicamada lipídica" 
 " A bicamada lipídica é fortemente 
impermeável a moléculas carregadas 
(íons)” 
“ Substâncias Hidrossolúveis, 
transportadas pela matriz proteica. 
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CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO 
 Claude Bernard: “Ambiente interno do organismo 
se mantém constante apesar das alterações do meio 
externo” 
Compartimentos Orgânicos 
 LIC e LEC 
• 56% do corpo humano adulto é formado por líquidos. 
 
• Maior parte (2/3) situada no espaço intracelular, e 
1/3 no espaço extracelular. 
 
• Circula constantemente por todo o organismo através 
do sangue circulante. 
 
 
 
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LÍQUIDO INTRACELULAR 
 
• Somatório dos líquidos contidos em cada uma das 
células do organismo 
• Principal cátion celular: K+ 
– Grande quantidade de íons potássio, magnésio e fosfato. 
 
– Mecanismos especiais para o transporte dos íons através das 
membranas celulares mantêm essas diferenças. 
 
LÍQUIDO EXTRACELULAR 
 
– Íons e os nutrientes necessários para que as células 
mantenham vida. 
 
– Concentrações adequadas de oxigênio, glicose, aminoácidos, 
íons e outros. 
 
• Cátion Principal: Na+ 
 
– Junto ao K+, Ca++ e Mg++ participam da despolarização da 
membrana, fenômeno excitação celular e transmissão elétrica 
em tecidos 
 
 
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Compartimentos Orgânicos 
 LEC e LIC 
TRANSPORTE PELA 
MEMBRANA 
 
 
ENDOCITOSE E EXOCITOSE 
 
 
- Processos Ativos que depende de 
energia Metabólica 
 
ATP → ADP + PI 
 
 
ATP 
ADP 
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ENDOCITOSE 
 
 - Permite a entrada de material na célula 
sem passar pela membrana 
 
• Partículas Englobadas em vesículas 
 
EXOCITOSE 
 
 - Transporte de dentro para fora da célula 
com gasto de energia. Ex: liberação de 
neurotransmissor pelas células nervosas; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TRANSPORTE ATRAVÉS DAS 
MEMBRANAS 
• O tráfego de moléculas vital para a maioria 
dos processos celulares 
 
• Algumas moléculas difundem-se ENTRE AS 
MOLÉCULAS que compõem a membrana 
 
• Outras necessitam de proteínas de transporte 
específicas na membrana 
TRANSPORTE ATRAVÉS DAS 
MEMBRANAS 
 
 PASSIVO 
 
Difusão 
- Simples 
- Facilitada 
 
Osmose 
 
 
 
 ATIVO 
 
- Primário 
 - Bombas ativas 
- Secundário 
 - Co-transporte 
 - Contra 
transporte 
 
 
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TRANSPORTE PASSIVO 
 
• A favor de gradiente de concentração 
TRANSPORTE ATIVO 
 
• Contra gradiente de concentração 
• Através de proteínas carreadoras 
• Requer energia: ATP 
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TRANSPORTE PASSIVO 
 
Difusão 
A) Poros Membrana 
 
B) Bicamada Lipídica 
 
 
DIFUSÃO SIMPLES 
- Transporte quando a concentração do soluto é menor 
no interior celular do que no meio externo, e sai da 
célula no caso contrário. 
- Não há consumo de energia 
- Ocorre A FAVOR do gradiente de concentração. 
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Transporte Passivo 
DIFUSÃO FACILITADA 
 
- Substânias de ALTO PESO MOLECULAR e 
INSOLÚVEIS passam através da matriz 
(transporte passivo) através de proteínas 
carregadoras (proteínas transportadoras). 
- 
Ex: Glicose, galactose e alguns aminoácidos (alto 
Peso Molecular), o que impede a sua passagem 
através dos poros 
 
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DIFUSÃO FACILITADA 
- A favor de gradiente de concentração 
 
- Não consegue deslocar substâncias contra 
gradiente de concentração 
 
OSMOSE 
• Fluxo de água através de uma 
membrana semipermeável 
– Permeável a água 
– Impermeável a solutos 
 
• Pressão Osmótica: número de 
partículas em solução 
– Isosmóticas (=) 
– Hiposmóticas (< solutos) 
– Hiperosmóticas (> solutos) 
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• Glóbulos Vermelhos Funcionam como 
osmômetros 
– Solução Isotônica (154mM NaCl) 
– Solução Hipertônica (>154mM NaCl) 
– Solução Hipotônica (<154mM NaCl) 
Crenação Lise 
Transporte Passivo 
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TRANSPORTE ATIVO 
• Ocorre CONTRA o gradiente de 
concentração ou potencial eletroquímico 
 
Bombas Iônicas: 
 
– Proteínas Transportadoras de íons 
 
– Acoplada a fonte de energia metabólica 
(ATP) 
 
TRANSPORTE ATIVO 
• Bombas Eletrogênicas (ATP ases) 
– Na e K: mantém o potencial negativo no 
interior celular 
– de H : mantém o pH em mitocôndrias e 
lisossomos. 
– de Ca: membranas do retículo 
sarcoplasmático e eritrócitos 
– de H e K: membranas parietais do estômago. 
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• A concentração de potássio é 10x maior 
no interior da célula o inverso acontece 
com o sódio 
 
• As diferenças de concentrações são 
MANTIDAS PELA BOMBA encontrada 
na membrana de células animais. 
 
ATPase SÓDIO POTÁSSIO 
• Opera como ANTIPORTE, bombeando 
sódio para fora e potássio para o interior 
 
• A bomba hidroliza ATP para esse 
processo 
 
• O gradiente de sódio: 
– dirige o transporte da maioria dos 
nutrientes para as células animais 
– mantém pH citosólico. 
 
ATPase SÓDIO POTÁSSIO 
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TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO BOMBA DE Na / K + + 
Mantem K+ Mantem Na+ 
Transporte Ativo 
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 Transporte Ativo 
Secundário 
• O gradiente de Sódio gera ENERGIA para o 
Transporte de glicose e aminoácidos em epitélio 
intestinal e renal (contra o gradiente de 
concentração do soluto) 
 
 
 
 
 Transporte Ativo 
secundário 
• Evita a perda de nutrientes essenciais como 
glicose e aminoácidos nas fezes e na urina. 
 
 
• Manutenção pH 
 
• Proteínas utilizam energia armazenada no 
gradiente de sódio para bombear para fora o 
excesso de H+ ou captar HCO3- 
 
 
 
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TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO 
 
 TRANSPORTE ATIVO 
SECUNDÁRIO DA GLICOSE 
GLi 
 TRANSPORTE ATIVO 
SECUNDÁRIO DO ION HIDROGÊNIO 
CO-TRANSPORTE CONTRA TRANSPORTE 
EXCITABILIDADE CELULAR 
POTENCIAL DE MEMBRANA 
 
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PATCH CLUMP 
• Medida Potencial de Membrana 
 
– Registro do fluxo de corrente iônica, através dos canais 
protéicos 
 
– Determinação voltagem entre os 2 lados da membrana 
 
 
• Micropipeta encostada na superfície externa da 
membrana celular 
– Sucção membrana que é puxada para dentro da pipeta 
(vedação) 
– Registro fluxo corrente elétrica 
 
• Fragmento é retirado da célula e introduzido em 
diferentes soluções, avaliação potencial de membrana. 
 
 
• A diferença de potencial 
entre o interior e o exterior 
da fibra é medido usando-se 
Voltímetro 
 
• Para registrar as variações 
rápidas do potencial de 
membrana durante a 
condução dos impulsos 
nervosos, o microeletrodo é 
conectado a um osciloscópio 
 
– Registro fora membrana: 
ZERO (potencial LEC) 
 
– Membrana (-90mV) 
 
– Lado oposto membrana: 
ZERO (potencial LIC) 
 
PRÊMIO NOBEL 
HODGKIN E HUXLEY 
 Conhecimento quantitativo 
 dos canais Na+ e K+ 
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PATCH CLUMP