MEMBRANA PLASM TICA E TRANSPORTE DE MEMBRANA

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MEMBRANAS CELULARES E 
TRANSPORTE DE MEMBRANA 
MARCOS LEBREGO 
BIÓLOGO 
UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA 
(UNAMA) 
TÓPICOS DA AULA 
• INTRODUÇÃO; 
 
• HISTÓRICO DAS DESCOBERTAS; 
 
• ORGANIZAÇÃO BIOLÓGICA DAS MEMBRANAS; 
 
• PRINCÍPIOS DO TRANSPORTE DE MEMBRANA. 
1. Estruturas laminares (2 moléculas de espessura); 
 
2. Lipídios, proteínas e carboidratos (glicoconjugados); 
 
3. Lipídios de membrana são moléculas pequenas e 
anfipáticas, que formam bicamadas espontaneamente 
em meio aquoso; 
 
4. Lâminas assimétricas; 
 
5. Proteínas específicas com funções diversas; 
 
6. Montagens não covalentes; 
 
7. Estruturas fluídas; 
 
8. Eletricamente polarizadas; 
 
9. Seletivamente permeáveis; 
 
10. Flexíveis. 
1972 
Organização biológica das membranas 
Impermeáveis a maioria 
dos solutos 
polares ou carregados 
Permeáveis a compostos 
apolares 
Assimetria química 
(funcional) 
5 a 8 nm de espessura 
Organização biológica das membranas 
Modelo estrutural básico 
Das membranas 
Assimetria química 
(funcional) 
5 a 8 nm de espessura 
Lipídios mais abundantes 
são FOSFOLIPÍDIOS 
FOSFOLIPÍDIOS DE MEMBRANA 
Organização biológica das membranas 
Fosfatidilcolina 
 
Fosfatiletanolamina 
 
Fosfatidilserina 
Colesterol também é um lipídio presente nas membranas biológicas 
Organização biológica das membranas 
Organização biológica das membranas 
Glicolipídeos: componentes 
da superfície externa da 
bicamada de todas as 
membranas plasmáticas 
FOSFOLIPÍDEOS FORMAM BICAMADAS ESPONTANEAMENTE 
Organização biológica das membranas 
Organização biológica das membranas 
Os fosfolipídeos formam bicamadas espontaneamente 
Organização biológica das membranas 
A bicamada lipídica é uma fluido bidimensional 
Organização biológica das membranas 
Assimetria funcional da bicamada lipídica 
Organização biológica das membranas 
A fluidez da bicamada lipídica depende de sua composição 
Organização biológica das membranas 
A fluidez da bicamada lipídica depende de sua composição 
O colesterol muda as propriedades da bicamada lipídica 
Altera a propriedade de barreira permeável sem 
alterar a fluidez da membrana 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
Barreira para moléculas polares/carregadas 
BICAMADA LIPÍDICA 
Proteínas de transporte de membrana: transportadoras e de canal 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
TRANSPORTE 
PASSIVO 
TRANSPORTE 
ATIVO 
DIFUSÃO 
SIMPLES 
DIFUSÃO 
FACILITADA 
PRIMÁRIO SECUNDÁRIO 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
GRADIENTE ELETROQUÍMICO 
TRANSPORTE PASSIVO 
• DIFUSÃO SIMPLES 
• DIFERENÇA DE CONCENTRAÇÃO; 
 
• MEMBRANA PRECISA SER PERMEÁVEL À 
SUBSTÂNCIA; 
– PERMEABILIDADE DA MEMBRANA: 
– O SOLUTO SE DIFUNDE PELA BICAMADA 
LIPÍDICA (DIFUSÃO SIMPLES); 
– O SOLUTO ATRAVESSA UM PORO AQUOSO 
(DIFUSÃO FACILITADA). 
• DIFUSÃO FACILITADA: 
– PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS; 
– PROTEÍNAS CARREADORAS; 
– CANAIS PROTÉICOS; 
– A FAVOR DO GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO 
– SEM GASTO ENERGÉTICO. 
TRANSPORTE PASSIVO 
Nas situações abaixo como será o fluxo dos íons? 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- - 
- 
- 
- 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ 
- - - 
- 
- 
- 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
FORÇA DIFUSIONAL 
FORÇA ELÉTRICA 
GRADIENTE ELETROQUÍMICO 
Nas situações abaixo como será o fluxo dos íons? 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- - 
- 
- 
- 
+ + 
+ 
+ 
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+ + 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
FORÇA DIFUSIONAL 
FORÇA ELÉTRICA 
GRADIENTE ELETROQUÍMICO 
TRANSPORTE DE ÁGUA ATRAVÉS DA 
MEMBRANA=OSMOSE 
• MEMBRANA SEMIPERMEÁVEL; 
 
• HIPOTÔNICO OU HIPOOSMÓTICO 
(MENOR CONCENTRAÇÃO DE SOLUTO); 
 
• HIPERTÔNICO OU HIPEROSMÓTICO 
(MAIOR CONCENTRAÇÃO DE SOLUTO); 
 
 
TRANSPORTE DE ÁGUA ATRAVÉS DA MEMBRANA= 
OSMOSE 
CANAIS IÔNICOS 
• INTERMEDEIAM A PASSAGEM DE ÍONS ATRAVÉS DA 
MEMBRANA PLASMÁTICA; 
• PROPRIEDADES: 
– TRANSPORTE EXTREMAMENTE RÁPIDO; 
– SELETIVIDADE; 
– REGULADORES DE “PORTAS”. 
 
– CANAIS IÔNICOS DEPENDENTES DE LIGANTES, 
VOLTAGEM, ESTIRAMENTO E PASSIVOS. 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
Mecanismo de transporte – proteínas transportadoras 
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO 
• DIGIRIDO POR HIDRÓLISE DE ATP; 
– CONTRA O GRADIENTE DE 
CONCENTRAÇÃO; 
– ENERGIA METABÓLICA 
– HIDRÓLISE DO ATP; 
– ATP  ADP+ Pi + En 
TRANSPORTE ATIVO DE MEMBRANA 
• DIRIGIDO POR GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO: 
 
– GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO; 
– GASTO DE ENERGIA (INDIRETO); 
– DESLOCAMENTO DE OUTRA SUBSTÂNCIA EM DIREÇÃO 
ENERGETICAMENTE FAVORÁVEL. 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO 
O transporte ativo pode ser dirigido por gradiente de íons 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO 
TRANSPORTE ATIVO DE MEMBRANA 
O transporte ativo pode ser dirigido por gradiente de íons 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO 
TRANSPORTE ATIVO DE MEMBRANA 
TRANSPORTE ATIVO DE MEMBRANA 
ATPases tipo P: BOMBA Na+ - K+ ATPase 
Estabelece o gradiente de Na+ através da membrana plasmática 
ATPases tipo P: BOMBA Na+ - K+ ATPase 
Papel no controle da osmolaridade celular 
TRANSPORTE ATIVO DE MEMBRANA 
- Fortemente seletivos 
- Abertura e fechamento controlados 
- Transporte passivo 
- Rápida taxa de transporte de íons inorgânicos específicos 
Canais iônicos e as propriedade elétricas das membranas 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
Meio 
Extracelular 
Meio 
Intracelular 
k+ 
k+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
Meio 
Extracelular 
Meio 
Intracelular 
k+ 
k+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
Meio 
Extracelular 
Meio 
Intracelular 
k+ 
k+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
k+ 
Meio 
Extracelular 
Meio 
Intracelular 
k+ 
k+ 
Canais iônicos e as propriedade elétricas das membranas 
Canais iônicos têm abertura e fechamento controlados 
Canais iônicos e as propriedade elétricas das membranas 
POTENCIAL DE REPOUSO DE MEMBRANA 
-90 mV → células musculares 
-70 ~ -80 mV → neurônios 
-50 mV → células epiteliais 
Canais iônicos e as propriedade elétricas das membranas 
POTENCIAL DE AÇÃO EM CÉLULAS ELETRICAMENTE EXCITÁVEIS 
Os potenciais de ação são a consequência direta das propriedades dos 
canais de cátions controlados por voltagem 
Canais iônicos e as propriedade elétricas das membranas 
POTENCIAL DE AÇÃO 
SINAPSE QUÍMICA 
Receptores de ACh 
ACh ACh AChE AChE 
Ca+2 
Ca+2 
Ca+2 
Ca+2 
Ca+2 
Ca+2 
Ca+2 
ACh 
Vesícula 
Célula 
Pré-sináptica 
Célula 
Pós-sináptica 
Colina 
Acetil CoA 
+ 
CAT 
ACh 
+Na Transportador de 
Colina 
Colina