A1 Transporte transmembrana Fabricio Assini

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 Transporte através da membrana celular
Prof. Fabrício Luiz Assini
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Os objetivos desta aula são:
Observar o corpo humano de forma integrada;
Perceber as semelhanças e diferenças entre o LIC e o LEC;
Entender que existem várias formas de transporte transmembrana;
Classificar o transporte transmembrana quanto ao gasto de energia;
Exemplificar e descrever os principais tipos de transporte através da membrana;
Conhecer os principais tipos de canal iônico;
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Funcionamento do corpo humano
HOMEOSTASIA:
É o termo usado em fisiologia para expressar as condições estáticas ou constantes, no meio interno. Essencialmente todos os órgãos e tecidos do organismo desempenham funções que ajudam a manter as condições estáveis.
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Funcionamento do corpo humano
Acima vemos as principais organelas de uma célula. 
Desde que a maioria das células têm funções especializadas, elas podem ter outras estruturas diferentes umas das outras.
Célula é a unidade viva básica do organismo.
Cada tipo de célula está adaptada para realizar determinada função.
O corpo humano contém aproximadamente 75 trilhões de células.
Características básicas de toda célula:
1) Produzir energia;
2) Eliminar produtos de reações químicas;
3) Reproduzir.
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Transporte transmembrana
Vilosidade do intestino delgado
X
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Transporte transmembrana
O líquido intracelular é muito diferente do líquido extracelular;
É o líquido extracelular que supre as células de nutrientes e outras substâncias necessárias para o seu funcionamento;
Porém, antes que a célula possa utilizar estas substâncias, elas devem ser transportadas através da membrana celular.
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Transporte transmembrana
A membrana não é miscível nem com o líquido intracelular nem com o extracelular;
Por conseguinte, atua como uma barreira para o movimento da maioria das moléculas hidrossolúveis entre os compartimentos líquidos intra e extracelular. 
Por outro lado, as moléculas de proteína apresentam propriedades de transporte inteiramente diferentes. Suas estruturas moleculares interrompem a continuidade da barreira lipídica e, proporcionam uma alternativa de transporte através da membrana.
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Transporte transmembrana
Proteínas-canais contêm espaços cheios de água, que se estendem por toda a molécula, permitindo o livre movimento de determinados íons e moléculas;
Proteínas transportadoras fixam as substâncias que vão ser transportadas, e as alterações conformacionais destas moléculas protéicas movimentem as substâncias pelos interstícios dos canais para a outra face da membrana;
Ambas são bastante seletivas quanto ao tipo de molécula ou íon que conseguirão atravessar a membrana.
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Transporte transmembrana
DIFUSÃO SIMPLES E FACILITADA:
A difusão simples implica no movimento cinético molecular de moléculas e íons, através de orifícios ou poros da membrana, sem a necessidade de fixação a proteínas carreadoras da membrana. A velocidade de difusão é determinada pela quantidade de substância disponível, pela velocidade do movimento cinético e pelo número de poros disponíveis.
A difusão facilitada exige a interação das moléculas ou dos íons com uma proteína carreadora que facilita sua passagem através da membrana, provavelmente por se ligar, por meios químicos, com ela e levá-la, por toda essa extensão, sob essa forma.
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Transporte transmembrana
DIFUSÃO SIMPLES: difusão através da dupla camada lipídica
Um dos mais importantes fatores que determinam a velocidade com que uma molécula vai atravessar a membrana é a lipossolubilidade.
Todavia, embora a água seja extremamente insolúvel nos lipídios da membrana, ela atravessa a membrana celular com muita facilidade, boa parte passando através da membrana lipídica e outra quantidade, maior ainda, passando pelos canais protéicos. 
Acredita-se que as moléculas de água sejam suficientemente pequenas e dotadas de energia cinética tão grande que penetrem a membrana antes que as características hidrofóbicas desta a detenham.
É válido lembrar que apenas moléculas insolúveis em lipídios que sejam bastante pequenas serão capazes de penetrar a membrana lipídica sem o uso de canais.
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Transporte transmembrana
DIFUSÃO SIMPLES: difusão através de canais protéicos e suas comportas
Permitem que substâncias hidrossolúveis atravessem a membrana. Possuem duas importantes características: (1) São seletivamente permeáveis a determinadas substâncias; (2) podem ser abertos ou fechados por comportas.
A incapacidade dos íons em difundir-se através da membrana lipídica devido a carga elétrica faz com que várias moléculas de água fixem-se a estes íons é suplantada por pela existência de canais iônicos;
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Transporte transmembrana
Canal iônico 
Estrutura de uma subunidade
Canais são compostos por 
4 a 5 subunidades
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Transporte transmembrana
Filtro seletivo: especificidade
Dois ligantes: GABA + glicina
O diazepam atuam sobre canais iônicos para produzir seus efeitos ansiolíticos
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Transporte transmembrana
Percebam como existem diferentes tipos de canais iônicos!
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Transporte transmembrana
DIFUSÃO FACILITADA:
Também conhecida por difusão mediada por transportador, porque uma substância transportada por este mecanismo não pode atravessar a membrana sem a participação da proteína.
A diferença entre a difusão facilitada e a simples está na velocidade, ou seja, conforme aumenta a concentração da substância, a velocidade da difusão simples continua a aumentar proporcionalmente, enquanto, na difusão facilitada, existe uma limitação imposta pelo transportador.
Entre as substâncias que atravessam a membrana por difusão facilitada estão a glicose e aminoácidos.
CURIOSIDADE: A INSULINA AUMENTA A VELOCIDADE DE DIFUSÃO FACILITADA DA GLICOSE EM 10 A 20 VEZES.
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OSMOSE:
É o processo de movimento efetivo da água através de uma membrana semipermeável, do compartimento onde a concentração do soluto é menor para o compartimento onde a concentração do soluto é maior.
Transporte transmembrana
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Transporte transmembrana
TRANSPORTE ATIVO:
Processo no qual a substância é transportada contra o seu gradiente eletroquímico.
Gradiente eletroquímico é a soma de todas as forças difusionais que atuam sobre a membrana – as forças produzidas pela diferença de concentração, pela diferença de potencial elétrico e pela diferença de pressão.
Entre as diversas substâncias que são transportadas ativamente através da membrana estão: íons sódio, potássio, cálcio, ferro, hidrogênio, cloreto, iodeto, urato, além de diversos açúcares e aminoácidos.
Mecanismo básico: 
O transporte ativo depende de proteínas transportadoras assim como a difusão faciitada. Entretanto no transporte ativo as substâncias são transportadas com gasto de energia. A energia utilizada provem do ATP, as proteínas carreadoras tem atividade ATPase, que significa que podem clivar o ATP em ADP ou AMP, com liberação de energia das ligações fostato de alta energia.
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Transporte transmembrana
TRANSPORTE ATIVO: a bomba de sódio/potássio
Possui 3 sítios de ligação para o sódio na parte da proteína voltada para o interior da membrana;
Possui 2 sítios de ligação para o potássio em sua parte externa;
A parte interna possui um sítio com atividade ATPase.
Deste modo os dois íons são transportados contra o gradiente de concentração.
A bomba de Na/K desempenha um papel de vigilância contínua na manutenção do volume celular normal;
Função eletrogênica: criar uma diferença de potencial entre as duas faces da membrana
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Transporte transmembrana
TRANSPORTE ATIVO: outras bombas
Bomba de cálcio: 
Uma célula possui duas bombas de cálcio: uma na membrana celular “jogando” cálcio para fora e outra, nas membranas do RE e das mitocôndrias promovendo o armazenamento de cálcio.
Nesses dois casos, a proteína carreadora responsável pelo bombeamento dos íons cálcio é uma ATPase.
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Transporte transmembrana
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO:
CO-TRANSPORTE DE SÓDIO COM GLICOSE E AMINOÁCIDOS
A glicose e aminoácidos são transportados contra os gradientes de concentração sem a necessidade da atividade ATPase da proteína carreadora.
Neste caso a energia é fornecida pelo gradiente de concentração do sódio entre as duas faces da membrana.
Deve ser notado que a proteína tem dois sítios de ligação, um para glicose e outro para o sódio.
Outra propriedade desta proteína é que ela só vai permitir a entrada de sódio quando a glicose estiver ligada. 
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Relembrando os objetivos desta aula:
Observar o corpo humano de forma integrada;
Perceber as semelhanças e diferenças entre o LIC e o LEC;
Entender que existem várias formas de transporte transmembrana;
Classificar o transporte transmembrana quanto ao gasto de energia;
Exemplificar e descrever os principais tipos de transporte através da membrana;
Conhecer os principais tipos de canal iônico;