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03/04/2013 1 Transporte através da membrana: Transporte PASSIVO Nathália Teodoro UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA “A possibilidade de movimentar substâncias de um ponto a outro do organismo é fundamental para a sobrevivência dos seres vivos” TRANSPORTE *Aporte de nutrientes para as células *Eliminação de dejetos do organismo A movimentação de substâncias A movimentação de substâncias 03/04/2013 2 A movimentação de substâncias • Tipos de transporte de substâncias através da membrana: – Ativo – Passivo Difusão simples • A difusão simples é um tipo de transporte passivo de um soluto (através da membrana). • A substância passa de um meio para o outro simplesmente devido ao movimento aleatório e contínuo da substância, devido à energia cinética da própria matéria. Difusão simples • As moléculas se movem em solução por movimento browniano – Várias colisões na qual as partículas se chocam com as outras 03/04/2013 3 Difusão simples • Movimento bowniano → aleatório Difusão simples • Movimento a favor do gradiente eletroquímico: – Transporte do soluto a fim de estabelecer a isotonia. – Transporte do meio hipertônico → hipotônico Difusão simples • Movimento a favor do gradiente eletroquímico: – Transporte do soluto a fim de estabelecer a isotonia. – Transporte do meio hipertônico → hipotônico 03/04/2013 4 Difusão simples • Coeficiente de difusão (D): – Medida da “facilidade” com que a partícula se move. – É proporcional a velocidade na qual a molécula se difunde pelo meio. – Depende: • Do tamanho da molécula (pir) → inversamente proporcional • Da viscosidade do meio (η) → inversamente proporcional • Da temperatura (T) → proporcional • Constante de Boltzman (k) Difusão simples • Distância: O tempo de difusão aumenta 10x em relação à distância a ser difundida. 10x 100x (500 s) (830 min) (1 mm) (1 cm) Difusão simples • Transporte de uma substância através da membrana: – Substâncias apolares (membrana hidrofóbica) – Substâncias polares pequenas (canais) • Coeficiente de partição: parâmetro que mede a solubilidade relativa de uma substância na membrana. 03/04/2013 5 Difusão simples • Transporte de uma substância através da membrana: – Substâncias apolares (membrana hidrofóbica) – Substâncias polares pequenas (canais) Difusão simples • Transporte de uma substância através da membrana: – Substâncias apolares (membrana hidrofóbica) – Substâncias polares pequenas (canais) Difusão simples • Ex: transporte de O2 e CO2 através da membrana 03/04/2013 6 Difusão simples • Através dos interstícios da bicamada lipídica • Através de canais (poros) aquosos em proteínas de transporte Difusão simples • Através dos interstícios da bicamada lipídica • Através de canais (poros) aquosos em proteínas de transporte Vias por onde podem passar íons, água etc (seletivo) Difusão simples • Tipos de canais iônicos: – Sem comporta: estão permanentemente abertos 03/04/2013 7 Difusão simples • Tipos de canais iônicos: – Com comporta: abrem-se mediante estímulos específicos Difusão simples • Tipos de canais iônicos: – Com comporta: abrem-se mediante estímulos específicos Difusão simples Em resumo: • Processo passivo (sem gasto de energia) • Moléculas se movem: hipertônico → hipotônico (a favor do gradiente eletroquímico) • Transporte através da membrana ou dos canais protéicos • É rápida em distâncias curtas e muito mais lenta em distâncias maiores • Ex: O2, CO2. 03/04/2013 8 A movimentação de substâncias Difusão facilitada: • Substâncias hidrosolúveis/ polares necessitam de “caminhos” hidrofílicos para atravessar a membrana: – Proteínas carreadoras (transporte mediado) Difusão simples Difusão facilitada A movimentação de substâncias Difusão facilitada: • Substâncias hidrosolúveis/ polares necessitam de “caminhos” hidrofílicos para atravessar a membrana: – Proteínas carreadoras (transporte mediado): Exemplo de proteína carreadora Difusão simples x Difusão facilitada • Difusão facilitada: através de carreadores – A favor do gradiente eletroquímico – Transporte passivo Difusão simples Difusão facilitada 03/04/2013 9 Difusão facilitada • Ocorre através de carreadores → específicos (unitransportador) Difusão facilitada • Ex: glicose, aminoácidos Difusão facilitada • Ex: glicose, aminoácidos INSULINA??? 03/04/2013 10 Difusão facilitada • Ex: glicose, aminoácidos Difusão simples x Difusão facilitada • Difusão simples → não sofre saturação • Difusão facilitada → sofre saturação A movimentação da água • A água se difunde pela membrana por 2 maneiras: – Por pequenos espaços entre 2 fosfolipídeos adjacentes – Por poros formados por proteínas permeáveis à água (aquaporinas = canais de água) 03/04/2013 11 • Osmose → fluxo de água através de uma membrana semipermeável 2 soluções osmoticamente diferentes separadas por membrana semip. A movimentação da água • Fluxo: concentração do soluto é menor → maior • Osmose = difusão da água Osmose • Fluxo: concentração do soluto é menor → maior • Osmose = difusão da água Osmose 03/04/2013 12 • Fluxo: concentração do soluto é menor → maior • Osmose = difusão da água Osmose • Célula em meio hipotônico: – Entrada de água na célula – ↑ do volume intracelular (célula túrgida - pode estourar) – ↓ do volume extracelular – ↓ [ ] das substâncias no meio intracelular Osmose • Célula em meio hipertônico: – Saída de água na célula – ↓ do volume intracelular (plasmólise – “célula murcha”) – ↑ do volume extracelular – ↑ [ ] das substâncias no meio intracelular Osmose 03/04/2013 13 Osmolaridade • Concentração de partículas osmoticamente ativas na solução (por litro de solução) OSMOLARIDADE = concentração x nº partículas Define o nº de partículas osmoticamente ativas por LITRO Corresponde a 6,02 x 1023 partículas por litro de solução Osmolaridade • Mol: é o peso molecular expresso em gramas (t. periódica) – Equivale a 6,02 x 1023 moléculas – Ex: K = 39g ; Cl = 35,5g ; 1 mol de KCl tem 74,5g 1 mmol de KCl tem 74,5mg • Osmol: é peso molecular dividido pelo número de partículas que exercem pressão osmótica em 1L de solução – Equivale a 6,02 x 1023 partículas por litro de solução – Ex: 1 mol de KCl = 2 Osm (1 Osm K+ + 1 Osm Cl-) Osmolaridade Exemplos: • Solução de NaCl a 1,0 mol/L e solução de uréia a 1,0 mol/L QUAL A OSMOLARIDADE DESSAS 2 SOLUÇÕES? 03/04/2013 14 Osmolaridade Exemplos: • Solução de NaCl a 1,0 mol/L e solução de uréia a 1,0 mol/L – Osmolaridade NaCl= 1,0 mol/L x 2 partículas = 2 osm/L – Osmolaridade uréia = 1,0 mol/L x 1 partícula = 1 osm/L Solução de NaCl é hiperosmótica em relação à solução de uréia Osmolaridade Exemplos: • Solução de NaCl a 1,0 mol/L e solução de uréia a 2,0 mol/L QUAL A OSMOLARIDADE DESSAS 2 SOLUÇÕES? Osmolaridade Exemplos: • Solução de NaCl a 1,0 mol/L e solução de uréia a 2,0 mol/L – Osmolaridade NaCl = 1,0 mol/L x 2 partículas = 2 osm/L – Osmolaridade uréia = 2,0 mol/L x 1 partícula = 2 osm/L As soluções são isosmóticas 03/04/2013 15 Osmolaridade Exercício: • Qual a osmolaridade da solução de NaCl a 0,9%? PM= 58,5g Osmolaridade Exercício: • Qual a osmolaridade da solução de NaCl a 0,9%? PM= 58,5g NaCl → 0,9% 1 mol NaCl ---- 2 Osm NaCl → 9g/ 1L 1 mmol NaCl ---- 2 mOsm 1 mol NaCl --- 58,5g 1 mmol --- 2 mOsm x --- 9g 154 mmol --- x x = 0,154 mol x = 308 mOsm x = 154 mmol Osmolaridade • Osmolaridade dos fluidos biológicos03/04/2013 16 Osmolaridade • Se houver ↑ da osmolaridade do LEC? Osmolaridade • Se houver ↓ da osmolaridade do LEC? Osmolaridade x Volume 03/04/2013 17 Osmolaridade • Ingestão de sal recomendada pelo Ministério da Saúde: 5g/dia • Brasileiro ingere 12 g/dia: o que equivale a 200 mOsm de Na+ e 200 mOsm de Cl- • A [ ] normal de Na+ no plasma é de 140 mOsm por litro. Se adicionarmos 200 mOsm de Na+ ao LEC, quanta água a mais teremos que adicionar para conservar o Na+ em 140 mOsm? Obs: O volume normal do LEC é 14 L Osmolaridade • Ingestão de sal recomendada pelo Ministério da Saúde: 5g/dia • Brasileiro ingere 12 g/dia: o que equivale a 200 mOsm de Na+ e 200 mOsm de Cl- • A [ ] normal de Na+ no plasma é de 140 mOsm por litro. Se adicionarmos 200 mOsm de Na+ ao LEC, quanta água a mais teremos que adicionar para conservar o Na+ em 140 mOsm? Obs: O volume normal do LEC é 14 L 140 mOsm ---- 1L 1960 mOsm ---- 14 L x ---- 14 L 2160 mOsm ---- x x = 1960 mOsm x = 15,4 L 1960 + 200 = 2160 15,4 – 14 = 1,4 L Osmolaridade x Pressão osmótica • Quanto ↑ a osmolaridade... ↑ a pressão osmó^ca do soluto sobre o solvente O que é pressão osmótica? 03/04/2013 18 Osmose x Pressão osmótica Pressão osmótica • Força de atração que o soluto exerce sobre o solvente • ∆ altura Osmose e Pressão osmótica • Importante na determinação da taxa do processo de osmose • Fator determinante: nº de partículas • ↑ pressão osmó^ca > probabilidade de osmose Pressão osmótica • Para interromper a osmose: exercer pressão de mesma intensidade da pressão osmótica no sentido inverso ao da osmose 03/04/2013 19 Pressão osmótica • Dessalinização: processo de filtragem da água do mar (por osmose reversa) Pressão osmótica • Dessalinização: processo de filtragem da água do mar (por osmose reversa)
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