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TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA Prof. Vicente Alberto MEMBRANA PLASMÁTICA E OS TIPOS DE TRANSPORTE A membrana plasmática tem a capacidade de regular a entrada e a saída de substâncias da célula, em processos conhecidos como transporte ativo e transporte passivo. De acordo com as substâncias que atravessam a membrana podemos classificá-la como: - permeável – permite passagem de solventes e solutos; - semipermeável – permite a passagem apenas do solvente; - permeabilidade seletiva – permite a passagem do solvente e de tipos específicos de soluto; - impermeável – não permite passagem de substâncias. TIPOS DE TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA TRANSPORTE PASSIVO: NÃO há gasto de energia 1.Osmose 2.Difusão • A membrana plasmática é SEMIPERMEÁVEL. • Permite o transporte de ÁGUA do meio MENOS para o MAIS concentrado, tentando igualar as concentrações. Osmose A osmose é o nome dado ao movimento da água entre meios com concentrações diferentes de solutos, separados por uma membrana semipermeável. É um processo físico-químico importante na sobrevivência das células. O fluxo de água faz-se sempre do meio com menor concentração em soluto (hipotônico) para o meio com maior concentração em soluto (hipertônico). Osmose 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. Osmose Turgidez - mergulhada em um meio hipotônico, a célula tende a absorver mais do que ceder água. Com isso a célula se "enche" por alcançar volume máximo (mas não se rompe, criando a impressão de "balão") de conteúdo. Osmose Plasmólise - ocorre quando a célula é inserida em meio hipertônico. Neste a célula vegetal cede mais água que recebe, levando-a a um estado de aparência "seca". Isso se deve ao fato de o vacúolo retrair-se, diminui de tamanho e acaba por arrastar o conteúdo do citoplasma (e por consequência o conteúdo do hialoplasma) e a membrana plasmática. Hemólise O tipo de transporte passivo mais comum realizado pelas células é a difusão, que pode ser simples (pelos canais da membrana) ou facilitada (intermediada por proteínas da membrana). Todas as substâncias em solução são dotadas de energia cinética e estão em constante movimento. Como as partículas se movem de forma espontânea e aleatória (movimento browniano), elas colidem umas com as outras, mudando sua direção em cada colisão. O resultado desse movimento é que as substâncias se movem do local em que se encontram em alta concentração, para um local de baixa concentração, ou seja, seu movimento ocorre a favor do gradiente de concentração. Difusão • É o transporte de moléculas (ex.: íons) por uma membrana permeável. Simples: Difusão Difusão Facilitada A difusão facilitada é um processo responsável pelo transporte de açúcares simples, aminoácidos e algumas vitaminas. Neste caso, há participação de proteínas transportadoras específicas – permeases – que existem na membrana plasmática e promovem a passagem dessas substâncias. Facilitada: o transporte é auxiliado por permeases. Fagocitose por um macrófago. TRANSPORTE EM QUANTIDADE Endocitose (endo = interior + kytos= célula) Distinguem-se dois tipos de endocitose: a fagocitose e a pinocitose. 1) Fagocitose (fago = comer + kytos = célula) 2) Pinocitose (pino = beber + kytos = célula • Fagocitose: englobamento de particulas sólidas através da emissão de pseudópodes. Ex.: nutrição da ameba e protozoários, linfócitos. • Pinocitose: englobamento de partículas líquidas por meio de invaginações da membrana. Processo de exocitose. Como é possível observar pelas imagens ao lado, na exocitose as vesículas exocíticas contendo macromoléculas movem-se até a membrana, onde se efetuar a fusão da membrana da vesícula com a membrana celular. Em seguida, o conteúdo da vesícula liberta-se para o meio extracelular. Exocitose (exo = exterior + kytos = célula) O potencial de repouso de uma célula ocorre quando o potencial de membrana não é alterado por potenciais de ação, ou seja, quando a membrana está polarizada CÉLULA POLARIZADA O transporte ativo move solutos contra seu gradiente eletroquímico TRANSPORTE ATIVO O transporte ativo é um processo caracterizado pela passagem dos solutos no sentido contrário ao gradiente de concentração, ou seja, do meio menos concentrado para o mais concentrado. Para tanto, há gasto energético. Um dos mais importantes exemplos do transporte ativo em nosso organismo é conhecido como bomba sódio-potássio, essencial para a transmissão do impulso nervoso e contração muscular. Na bomba sódio-potássio uma proteína transportadoras (carreadoras) gasta a energia de um ATP (adenosina trifosfato) para expulsar do interior da célula 3 íons Na+, enquanto retira do meio externo 2 íons K+. O objetivo deste processo é manter a diferença de carga elétrica entre o meio interno e o meio externo da célula. TRANSPORTE ATIVO • Canais iônicos são as proteínas da membrana que o estado aberto faz possível ao transporte dos íons através da membrana. • Quando os canais estão abertos o fluxo do íons está estimado pelo gradiente que eletroquímico Poros ou canais • Podem possuir carga elétrica positiva ou negativa, ou serem destituídos de carga elétrica, a carga se origina dos grupamentos COO- e NH3 +. • Os canais iônicos são mais ou mais menos específicos aos diferentes íons. • Canais positivos repelem cátions (+) • Canais negativos repelem ânions (-) Poros ou canais Diâmetro dos canais x Volume dos transeuntes Cl- NH4 + K+ HCO3 - H2 PO4 - Na+ Ca2+ Poros ou canais O potencial de Ação Possui duas fases: Despolarização da membrana, com a abertura dos canais de Na+vd e este íon entra na célula. Já na repolarização da membrana há abertura dos abertura dos canais de K+vd que permite saída de K+. A despolarização é a primeira fase do potencial de ação. Durante essa fase, ocorre um significativo aumento na permeabilidade aos íons sódio na membrana celular. Isso propicia um grande fluxo de íons sódio de fora para dentro da célula por meio de sua membrana por um processo de difusão simples. Como resultado do fenômeno citado acima, o líquido intracelular passa a apresentar uma grande quantidade de íons de carga positiva (cátions) e a membrana celular passa a apresentar agora um potencial inverso daquele encontrado nas condições de repouso da célula: Mais cargas positivas no interior da célula e mais cargas negativas no seu exterior. O potencial de membrana nesse período passa a ser, portanto, positivo (algo em torno de +45 mv). A repolarização é a segunda fase do potencial de ação e ocorre logo em seguida à despolarização. Durante este curtíssimo período, a permeabilidade na membrana celular aos íons sódio retorna ao normal e, simultaneamente, ocorre agora um significativo aumento na permeabilidade aos íons potássio. Isso provoca um grande fluxo de íons potássio de dentro para fora da célula (em consequência ao excesso de cargas positivas encontradas nesse período no interior da célula e à maior concentração de potássio dentro do que fora da célula). Bomba de Sódio e Potássio Abertura dos canais de Na+vd Enquanto isso, os íons sódio (cátions) que estavam em grande quantidade no interior da célula vão sendo transportados ativamente para o exterior da mesma, pela bomba de sódio-potássio. Íons sódio saem do meio intracelular para oextracelular Abertura dos canais de K+vd Todo o processo descrito dura, aproximadamente, 2 a 3 milésimos de segundo na maioria das células excitáveis encontradas em nosso corpo. Bomba de Sódio e Potássio EVENTOS ELÉTRICOS NA CÉLULA NERVOSA POTENCIAL DE AÇÃO http://www.clubedoaudio.com.br/fis3.html DESPOLARIZAÇÃO REPOLARIZAÇÃO HIPERPOLARIZAÇÃO
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