Aula 2 Membrana Celular

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Profª Cirlene Marinho
Professora de Fisiologia Humana - UNISUAM
Mestre em Fisiologia e Fisiopatologia Clínica e Experimental (FISCLINEX/UERJ)
A CélulaCitoplasma
Profa. Cirlene Marinho
• Membrana Plasmática: Forma a superfície externa flexível da célula,
separando o ambiente interno do ambiente externo. Consiste em uma
barreira seletiva que regula o fluxo de material para dentro e para fora da
célula. Essa seletividade ajuda a estabelecer e a manter o ambiente adequado
para as atividades celulares normais.
• Citoplasma: Consiste em todo conteúdo celular entre a membrana
plasmática e o núcleo. Esse compartimento tem dois componentes: O citosol
(parte líquida ou também chamado líquido intracelular) e as organelas
(estruturas presentes no citosol com funções e morfologias características,
tais como:Complexo de Golgi, Lisossomo, Mitocôndrias, Ribossomos, etc).
• Núcleo: É uma grande organela que abriga a maior parte do DNA de uma
célula. No núcleo, cada cromossomo, uma única molécula de DNA associada
a várias proteínas, contém milhares de unidades hereditárias denominadas
genes, que controlam os principais aspectos da estrutura e função celulares.
Profa. Cirlene Marinho
Fluido Extracelular
Carboidrato
Glicolipídio Proteína 
Transmembrana
Glicoproteína
Colesterol
Citoplasma
Proteína 
Periférica
Filamentos de 
Citoesqueleto
Profa. Cirlene Marinho
•Os lipídios das membranas permitem a passagem de
diversas substâncias lipossolúveis mas permite
embarreirar a entrada ou saída de moléculas
polarizadas ou com carga elétrica.
•Algumas proteínas permitem o movimento de moléculas
polares e íons para dentro e para fora da célula. Outras
proteínas podem agir como receptores de sinais ou como
moléculas (de adesão) que conectam a membrana
plasmática à proteínas intra ou extracelulares.
Profa. Cirlene Marinho
Estrutura da Membrana Plasmática
• Bicamada Lipídica: Duas camadas sequenciais compostas por três tipos
de moléculas lipídicas – fosfolipídios (75%), colesterol (20%) e
glicolipídios (5%).
• A porção polar é a “cabeça” contendo fosfato, que é hidrofílica. Já as
porções apolares são as duas “caudas” longas de ácidos graxos, que
são cadeias hidrofóbicas.
• Os fosfolipídios se orientam com as “cabeças” voltadas para fora. Desse
modo suas cabeças hidrofílicas encontram de um lado o citosol e do
outro lado o líquido extracelular. Já as caudas de ácidos graxos
hidrofóbicas se orientam uma em direção à outra, formando uma região
apolar, hidrofóbica, no interior da membrana.
Profa. Cirlene Marinho
Organização das Proteínas
• São classificadas como Integrais ou Periféricas.
• Essa classificação depende do grau de contato com a membrana
plasmática.
• As proteínas INTEGRAIS se estendem para ou através da bicamada
lipídica e estão ligadas firmemente à ela. A maioria delas são proteínas
transmembrana (contato tanto com o citosol quanto com o líquido
extracelular). As porções hidrofóbicas dessas proteínas se localizam
entre as caudas de ácidos graxos.
• As proteínas PERIFÉRICAS não estão inseridas tão firmemente na
membrana. Elas se ligam às cabeças polares dos lipídios de membrana
ou às proteínas integrais na superfície interna ou externa da membrana.
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Organização das Proteínas
•A maioria das proteínas integrais são glicoproteínas,
proteínas com grupos de carboidratos ligados à
extremidade que se projeta para o líquido extracelular.
•Suas porções glicídicas dos glicolipídios e das
glicoproteínas formam um revestimento chamado
glicocálice. Ele age como uma “assinatura” molecular
permitindo o reconhecimento entre as células. Fornece
proteção celular e permite adesão entre elas.
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Organização das Proteínas
• As propriedades hidrofílicas do Glicocálice permitem
que haja atração de uma fina camada de líquido para a
superfície celular, permitindo que os eritrócitos deslizem
nos vasos sanguíneos.
Profa. Cirlene Marinho
Funções das proteínas 
de membranaProteínas INTEGRAIS
- Canais iônicos: Íons específicos ou seletivos, como o
Potássio (K+) por exemplo, possa fluir para entrar ou sair da
célula.
- Carreadoras ou Transportadoras: Movem seletivamente
uma substância polar ou um íon de um lado da membrana
para o outro.
- Receptores ou ligantes: Agem como locais de
reconhecimento celular. Cada receptor se liga e reconhece
um tipo específico de molécula. Ex.: Receptor de Insulina
reconhece e se ligam ao hormônio Insulina.
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Funções das proteínas 
de membrana
- Enzimas: Algumas proteínas que catalisam reações
químicas específicas na superfície interna ou externa da
célula.
- Ligantes: Ancoram proteínas nas membranas plasmáticas
das células vizinhas umas às outras ou a filamentos
proteicos dentro e fora da célula.
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Funções das proteínas 
de membrana
Proteínas PERIFÉRICAS
- Enzimas: Algumas proteínas que catalisam reações químicas
específicas na superfície interna ou externa da célula.
- Ligantes: Ancoram proteínas nas membranas plasmáticas das células
vizinhas umas às outras ou a filamentos proteicos dentro e fora da
célula.
- Marcadores de identidade celular: As glicoproteínas e glicolipídios
permitem que uma célula reconheça a outra célula do mesmo tipo
durante a formação tecidual ou que reconheça e responda a células
estranhas potencialmente perigosas. Ex.: Marcadores sanguíneos AB0,
reconhecimento de célula invasora, protege a célula contra a digestão
por enzimas no meio extracelular.
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Funções das proteínas 
de membrana
Proteínas PERIFÉRICAS
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Permeabilidade da Membrana
•As membranas apresentam uma permeabilidade 
SELETIVA.
•A porção Lipídica da bicamada da membrana plasmática é
muito permeável à moléculas apolares como o oxigênio, o
dióxido de carbono e os esteroides; é moderadamente
permeável à moléculas polares pequenas e sem carga
elétrica, como água e ureia; e é impermeável a íons e a
moléculas polares grandes e sem carga elétrica, como a
glicose.
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Gradientes através da 
Membrana Plasmática
•Um gradiente de concentração é uma diferença na
concentração de uma substância de um lado para o outro,
como dentro e fora da célula.
•Moléculas de Sódio (Na+) e Oxigênio são mais
concentrados no meio extracelular do que no citosol (meio
intracelular); já no citosol (meio intracelular) há maior
concentração de moléculas de dióxido de carbono e íons
potássio (K+).
Profa. Cirlene Marinho
Gradientes através da 
Membrana Plasmática
•A superfície interna da membrana é carregada mais
negativamente e a superfície externa mais positivamente.
Essa diferença de concentrações constitui o gradiente
elétrico.
•Essa diferença de carga elétrica é fundamental para o
equilíbrio de substâncias a favor do seu gradiente de
concentração.
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Gradientes através da 
Membrana Plasmática
Meio extracelular (+)
Meio intracelular (-)
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Transportes através da
Membrana Plasmática
•Processo Passivo: Uma substância se move a favor de
seu gradiente de concentração ou elétrico para atravessar
a membrana utilizando a sua própria energia cinética
(energia do seu movimento). Ex.: Difusão simples.
•Processo Ativo: É utilizada energia celular para direcionar
uma substância contra o seu gradiente de concentração ou
elétrico. A energia utilizada geralmente se dá por meio de
ATP. Ex.: Transporte ativo.
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Processo Passivo
•Princípio da Difusão
MAIS CONCENTRADO MENOS CONCENTRADO
Profa. Cirlene Marinho
Processo Passivo
Fatores que influenciam a taxa de difusão:
- Tamanho do gradiente de concentração: > gradiente > difusão
- Temperatura: > temperatura > difusão- Massa da substância se difundindo: > massa < difusão
- Área de superfície: > área > difusão
- Distância de difusão: > distância < difusão
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Processo Passivo
Tipos de Difusão
- Difusão simples
- Difusão facilitada
- Osmose
Profa. Cirlene Marinho
Processo Passivo
Difusão Simples
•As substâncias se movem livremente através da
bicamada lipídica das membranas celulares sem auxílio
das proteínas transportadoras de membrana. Ex.:
Moléculas hidrofóbicas apolares – Oxigênio, CO2,
Nitrogênio, vitaminas lipossolúveis (A,D,E,K) .
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Processo Passivo
Difusão Facilitada
•As substâncias se movem através da bicamada lipídica
das membranas celulares com o auxílio das proteínas
integrais de membrana. Ex.: Canal ou Carreador –
Canais de K+, Na+, Cl-, Glicose.
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Processo Passivo
Difusão Facilitada
•Difusão facilitada mediada por canal de íons potássio
(K+), através de um canal controlado de K+. Um canal
controlado é aquele em que uma porção da proteína que
forma o canal age como portão para abrir ou fechar o
poro do canal, para a passagem de íons.
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Processo Passivo
Difusão Facilitada
•Difusão facilitada mediada por transportador da glicose,
através da membrana plasmática. A proteína carreadora
se liga à glicose no líquido extracelular e a libera no
citosol.
Profa. Cirlene Marinho
Processo Passivo
Difusão Facilitada
O hormônio Insulina através de seu receptor presente na
membrana, promove a inserção de muitas cópias de
transportadores de glicose. Assim, o efeito na captação
desse substrato para as células é garantido pelo hormônio. A
incapacidade de produzir ou utilizar o hormônio da insulina é
denominado Diabetes Mellitus.
Profa. Cirlene Marinho
Processo Passivo
Osmose
- A osmose ocorre apenas quando uma membrana é
permeável à água e impermeável a determinados solutos. É
uma forma de transporte passivo.
Solvente (água) –> Move-se 
de uma área com menor 
concentração de soluto 
para uma área com maior 
concentração de soluto.
Profa. Cirlene Marinho
Processo Passivo
Osmose
O transporte por Osmose ocorre de duas formas: Move-
se entre duas moléculas de fosfolipídios vizinhas na
bicamada lipídica por difusão simples ou através de
aquaporinas que são proteínas integrais transmembrana
que agem como canais de água.
Profa. Cirlene Marinho
Processo Ativo
Tipos de Difusão
- Transporte ativo primário
- Transporte ativo secundário
- Transporte vesicular
Profa. Cirlene Marinho
Processo Ativo
Tipos de Difusão
- Transporte ativo primário: A energia obtida através
da quebra da molécula de ATP altera a forma de uma
proteína carreadora que “bombeia” uma substância (no
caso, o Na+) contra o seu gradiente de concentração (de
um lado para o outro da membrana). Ex.: Bomba de Na+
e K+.
Profa. Cirlene Marinho
Processo Ativo
Tipos de Difusão
Etapas da Bomba de Sódio
(Na+) e Potássio (K+):
- Etapa 1: Três íons Na+ no 
citosol (meio intracelular) se 
ligam na proteína da bomba de 
Na+/K+;
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Processo Ativo
Tipos de Difusão
- Etapa 2: A ligação do Na+
dispara a hidrólise (quebra) de
ATP em ADP, ligando um grupo
fosfato (P) na proteína da
bomba. Com isso, ocorre a
modificação do formato da
proteína, expelindo os três Na +
para o líquido extracelular.
Agora o formato favorece a
captação de dois íons potássio
(K+).
Profa. Cirlene Marinho
Processo Ativo
Tipos de Difusão
- Etapa 3: Com a ligação do
potássio, há a liberação do
fosfato da proteína da bomba.
Essa mudança altera
novamente a conformação da
proteína.
Profa. Cirlene Marinho
Processo Ativo
Tipos de Difusão
- Etapa 4: Com o retorno da
proteína ao seu estado original,
ela libera o K+ no citosol (meio
intracelular). Neste momento o
ciclo se renova.
Profa. Cirlene Marinho
Processo Ativo
Tipos de Difusão
- Transporte ativo secundário: A energia armazenada em um
gradiente de concentração de Na+ ou H+ é utilizada para direcionar
outras substâncias através da membrana, contra seus próprios
gradientes de concentração. Como o gradiente é estabelecido por
transporte ativo primário, o transporte ativo secundário utiliza
indiretamente a energia obtida a partir da hidrólise do ATP. Ex.:
Bomba de Na+/Ca+.
Profa. Cirlene Marinho
Vesicular – Transporte Ativo
Tipos de Difusão
- Endocitose
- Exocitose
- Transcitose
Profa. Cirlene Marinho
Endocitose
• Endocitose mediada por receptor: As células captam
ligantes específicos. Ex.: LDL.
• Fagocitose: A célula engloba partículas sólidas grandes,
como células mortas, bactérias inteiras ou vírus. Ex.:
Macrófagos e neutrófilos.
• Pinocitose: Captação de pequenas gotículas de líquido
extracelular. Ex.: Células absortivas e dos rins.
Vesicular – Transporte Ativo
Profa. Cirlene Marinho
Endocitose
Endocitose mediada 
por receptor
Vesicular – Transporte Ativo
Profa. Cirlene Marinho
Endocitose
Fagocitose
Vesicular – Transporte Ativo
Profa. Cirlene Marinho
Endocitose
Fagocitose
Vesicular – Transporte Ativo
Profa. Cirlene Marinho
Endocitose
Pinocitose
Vesicular – Transporte Ativo
Profa. Cirlene Marinho
Exocitose
Libera substâncias da célula para o meio externo.
Ex.: Hormônios, células nervosas que liberam
neurotransmissores, muco ou enzimas digestivas.
Vesicular – Transporte Ativo
Profa. Cirlene Marinho
Transcitose
Realiza endocitose de um lado e exocitose do lado
oposto.
Ex.: Passagem de anticorpos da mãe para o feto
através da placenta.
Vesicular – Transporte Ativo
Profa. Cirlene Marinho
Profa. Cirlene Marinho
Qual a utilidade na
prática clínica?
Bebidas Isotônicas
Profa. Cirlene Marinho
Qual a utilidade na
prática clínica?
Soluções Isotônicas
Profa. Cirlene Marinho
Qual a utilidade na
prática clínica?
Soluções Hipertônicas
Profa. Cirlene Marinho
Qual a utilidade na
prática clínica?
Bebidas Hipotônicas
Profa. Cirlene Marinho