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03/04/2013 1 Transporte através da membrana: Transporte ATIVO Nathália Teodoro UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA Como essas diferenças são mantidas pelos mecanismos de transporte? Transportes através da membrana Transporte ativo • Movimento de substâncias CONTRA um gradiente eletroquímico • Passagem de uma substância: meio menos concentrado → meio mais concentrado • Gasto de energia química (ATP) direta ou indiretamente • Utilização de carreadores protéicos 03/04/2013 2 Estrutura do ATP • Composto fosfatado de alta energia • ATP → ADP + Pi + Diferentes tipos de transportes Difusão simples Difusão facilitada Transporte ativo À favor do gradiente eletroquímico À favor do gradiente eletroquímico CONTRA o gradiente eletroquímico Pela membrana plasmática e canais Utilização de carreadores protéicos Utilização de carreadores protéicos Sem gasto energético Sem gasto energético Gasto de energia química Diferentes tipos de transportes 03/04/2013 3 Diferentes tipos de transportes • Difusão: “morro abaixo” • Transporte ativo: “morro acima” (gasta energia) Transporte ativo • Pode ser dividido em 2 grupos: – Transporte ativo primário – Transporte ativo secundário Transporte ativo primário • A energia liberada da hidrólise de ATP é diretamente acoplada ao sistema de transporte. • Ex: ATPases transportadoras de modo geral (bombas) Transporte de K+, H+, Ca2+, Na+ 03/04/2013 4 Na+-K+ ATPase (bomba de sódio e potássio) • Proteína integral de membrana (todas as células) • Transporta 3 Na+ para fora e 2 K+ para dentro da célula • Eletrogênica: gera diferença de potencial elétrico • Na+-K+ ATPase (Bomba de sódio e potássio) Na+-K+ ATPase (bomba de sódio e potássio) • Aldosterona (mineralocorticóide): • Promove reabsorção de Na+ pelos rins • Age no túbulo coletor • Aumenta a atividade da Na+-K+ ATPase Na+-K+ ATPase (bomba de sódio e potássio) 03/04/2013 5 • Aldosterona: Na+-K+ ATPase (bomba de sódio e potássio) H+-K+ ATPase (bomba de hidrogênio e potássio) • ATPase de membrana • Presente nas células parietais do estômago e nas células do ducto coletor renal H + K + H+-K+ ATPase (bomba de hidrogênio e potássio) Omeprazol Cimetidina 03/04/2013 6 Ca2+ ATPase (bomba de cálcio) • Presente na membrana plasmática e na membrana do retículo endoplasmático e sarcoplasmático (ATPase = SERCAs) • Células eucariotas mantém ↓ [ ] Ca2+ livre no citosol (1:1000) (mediado, em parte, pela Ca2+ ATPase) Transporta Ca2+ ativamente para fora da célula Ca2+ ATPase (bomba de cálcio) [ ] intracel Ca2+ = 1/1000 [ ] extrac. Ca2+ ATPase (bomba de cálcio) 03/04/2013 7 Ca2+ ATPase (bomba de cálcio) Transporte ativo secundário • Fonte de energia armazenada sob forma de diferenças de concentração iônica. • Processo que envolve o movimento de uma substância contra seu próprio gradiente de concentração, mas acoplado ao fluxo de uma segunda substância que se move a favor do seu gradiente eletroquímico. • Ex: Na+, que é transportado à favor do seu gradiente eletroquímico, fornece energia para o movimento acoplado de outro soluto, que passa a ser transportado contra seu gradiente eletroquímico Transporte ativo secundário • O ATP é gasto indiretamente (pela bomba de Na+-K+) • O Na+ entra na célula e leva outra substância de “carona” 03/04/2013 8 Transporte ativo secundário • Há 2 tipos de transporte ativo secundário: • Co-transporte ou simporte: o soluto se move na mesma direção da outra substância. Ex: Na+- glicose • Contratransporte ou antiporte: o soluto se move na direção oposta ao da outra substância. Ex: Na+ - Ca2+ Transporte ativo secundário: co-transporte • Principais co-transportadores: • Na+-glicose • Na+-aminoácidos • Na+-Cl- • Na+-fosfato • Na+-bicarbonato Transporte ativo secundário: co-transporte • Ex: Transporte de Na+-glicose nas membranas luminais (apical) de células epiteliais • Usa o potencial de energia do gradiente eletroquímico do Na+ para transportar a glicose contra o seu gradiente eletroquímico • O carregador possui um sítio de ligação de ↑ afinidade pelo Na+ e um sítio de ↓ afinidade para glicose 03/04/2013 9 Transporte ativo secundário: co-transporte Transporte ativo secundário: contratransporte • Contratransportadores ou trocadores: • Na+/Ca2+ • Na+/HCO3 -/Cl- • Na+/H+ • Cl-/HCO3 - Transporte ativo secundário: contratransporte • Exemplo: Trocador Na+/Ca2+ • Em conjunto com a Ca2+-ATPase contribui para manter a concentração citosólica de Ca2+ em ↓ níveis. 03/04/2013 10 Transporte ativo secundário: contratransporte • Trocador Na+/HCO3 -/Cl- • Envolvido com o equilíbrio ácido-base • Trocador Na+/H+ • Manutenção do pH • Inativa em pH fisiológico • Trocador Cl-/HCO3 -: Produção de HCl pelo estômago (Obs: Lembrem-se da H+-K+ ATPase também) Transporte ativo secundário: contratransporte
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