1523219412980 Microsoft PowerPoint Fisiologia Celular, Transporte através da Membrana

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14/03/2017
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Fisiologia Celular, 
Transporte através da 
Membrana
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
A membrana plasmática é de fundamental 
importância para a vida, uma vez que 
delimita o espaço interno da célula, isolando 
o ambiente ao redor.
Esse isolamento, porém, não pode ser 
absoluto: para viver, a célula precisa permitir 
a entrada de certas substâncias úteis – água, 
gás oxigênio, alimento, etc.
Pelo fato de permitir a passagem de certas 
substâncias, mas não de outras, diz-se que a 
membrana plasmática é semipermeável ou 
que possui permeabilidade seletiva.
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Transporte 
através da 
membrana
Transporte 
Passivo
Difusão
Osmose
Transporte 
Ativo
Primário e 
Secundário
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
O transporte passivo é o transporte que ocorre entre duas 
soluções que tem por objetivo igualar as concentrações. Ele ocorre 
sem o gasto de energia e se divide em dois tipos: difusão e 
osmose.
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
Esquema de transporte passivo
Imagem: Karol Langner, 
refeito por Quasar Jarosz / 
Public Domain.Membrana Semi-permeável
Tempo
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Difusão simples
O soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no
interior celular do que no meio externo e sai da célula no caso
contrário. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a
favor do gradiente.
Difusão facilitada
Algumas substâncias como a glicose, galactose e alguns
aminoácidos são grandes em relação aos poros da membrana e
não são solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão
pela matriz lipídica da membrana. No entanto, essas substâncias
passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para
isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas
transportadoras) (1).
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
Difusão 
Simples Difusão 
Facilitada
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
Imagem: JrPol / GNU Free Documentation License.
Tradução nossa.
Transporte Passivo Transporte Ativo
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Osmose - (osmos= empurrar) É um fenômeno de difusão em
presença de uma membrana semipermeável. Nele, duas soluções
de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana
que é permeável ao solvente e praticamente insolúvel ao soluto.
Há, então, passagem do solvente de onde está em maior
quantidade (solução hipotônica) para onde está em menor
quantidade (solução hipertônica).
Solução Hipotônica Solução Hipertônica
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
Água Pura Solução aquosa de 
NaCl concentrada
Imagem: Martin Meise / GNU Free Documentation License.
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
Hipertônico Isotônico Hipotônico
Células do Sangue
Imagem: LadyofHats / Public Domain.
Células Vegetais
Imagem: LadyofHats / Public Domain.
Plasmolizado Flácido Turgido
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Transporte ativo:
É a passagem de uma substância de um meio menos concentrado
para um meio mais concentrado (contra o gradiente), que ocorre
com gasto de energia (2).
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
Bomba de NA+ e K+:
Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o
potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de
concentração.
• Encontramos concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o
sódio e o potássio.
• Na maioria das células dos organismos superiores a concentração do
sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora desta.
• O potássio (K+) apresenta situação inversa. A sua concentração é mais
alta dentro da célula do que fora desta (3).
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
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Esquema da bomba de sódio (Na) e potássio (K)
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
Imagem: Phi-Gastrein / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
Transporte 
através da 
membrana
Endocitose
Fagocitose
Pinocitose
Exocitose Exocitose
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
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COMPONENTE CURRICULAR, Série
Tópico
Endocitose:
É um processo em que bolsas se formam por invaginações da
membrana e englobam materiais externos.
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Fagocitose
• É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à
formação de expansões citoplasmáticas denominadas
pseudópodes, engloba, no seu citoplasma, partículas
sólidas (4).
Pinocitose
• É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças a 
delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas 
de líquido.
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Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
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Fagocitose
Pinocitose
Esquema de Fagocitose e Pinocitose
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
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Exocitose
• Certas substâncias que devem ser eliminadas da célula
são temporariamente armazenadas no interior de bolsas
citoplasmáticas membranosas, as quais se aproximam da
membrana plasmática e se fundem a ela, expelindo seu
conteúdo. Esse processo é chamado de EXOCITOSE (16).
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Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
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Esquema de Exocitose
COMPONENTE CURRICULAR - Biologia, Série 1º Ano
Tópico: O transporte de substâncias por processos passivos e ativos
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ag
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Introdução
Todas as membranas de todas as células do corpo possuem potenciais elétricos
Células nervosas e musculares geram impulsos eletroquímicos que se modificam com rapidez 
em suas membranas . Esses impulsos são usados para transmitir sinais por toda a membrana 
dos nervos e músculos.
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Física básica dos potenciais de membrana
“Potencial de Difusão” causado pela diferença entre as [ ] iônicas nos 2 lados da 
membrana:
-A [ ] de k+ é > no lado interno da membrana da fibra nervosa
-Eletropositividade externa e eletronegatividade interna= Potencial de difusão (diferença de 
potencial entre meio interno e externo)
-Potencial de difusão bloqueia a difusão de k+ para o exterior
-Potencial de difusão nas fibras nervosas mamíferas:
-94mv
Física básica dos potenciais de membrana
“Potencial de Difusão” causado pela diferença entre as [ ] iônicas 
nos 2 lados da membrana:
-A [ ] de Na+ é > no lado externo da membrana da fibra nervosa
-A difusão de Na+ para a parte interna da célula cria um potencila de membrana com 
negatividade externa e positividade interna, criando um potencial de membrana
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Física básica dos potenciais de membrana
“Potencial de Difusão” causado pela diferença entre as [ ] iônicas nos 2 lados damembrana:
-As diferenças entre as [ ] iônicas nos 2 lados de uma membrana seletivamente 
permeável pode, sob condições apropriadas, criar um potencial de membrana.
Física básica dos potenciais de membrana
Cálculo do Potencial de Difusão quando a Membrana é Permeável a vários íons diferentes:
-O potencial de difusão depende de 3 fatores:
1- polaridade as cargas elétricas de cada íon
2- permeabilidade da membrana
3- concentrações dos íons interna e externamente
- Os íons Na+ K+ Cl- são os mais envolvidos no desenvolvimento dos potenciais de membrana nas 
fibras musculares e nervosas
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Física básica dos potenciais de membrana
-Os íons Na+ K+ Cl- são os mais envolvidos no 
desenvolvimento dos potenciais de membrana nas fibras 
musculares e nervosas
-Um gradiente positivo de [ ] iônica de dentro para fora da 
membrana causa ELETRONEGATIVIDADE no lado de dentro 
da membrana.
-O efeito oposto ocorre quando existe um gradiente para um 
íon negativo. Ex: um gradiente de Cl- da parte externa para a 
parte interna causa eletronegatividade dentro da célula.
-Rápidas alterações da permeabilidade do Na+ e do K+ são 
primariamente responsáveis pela transmissão de sinais nos 
nervos.
Potencial de Repouso das Membranas dos Nervos
O potencial de repouso das membranas das fibras nervosas mais grossas 
quando elas não estão transmitindo impulsos nervosos é de 
-90mv.
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Transporte ativo de Na+e K+ (Bomba de Na+e K+ )
-Transporta Na+ para fora e K+ para dentro da célula.
-Trata-se de uma membrana eletrogênica (mais cargas positivas são 
bombeadas para fora que para dentro), o que gera um potencial 
negativo no lado de dentro das membranas celulares
Potencial de Repouso das Membranas dos Nervos
Potencial de repouso
O potencial de repouso da membrana nas fibras nervosas depende da contribuição do potencial 
de difusão do potássio, da contribuição do potencial de difusão do sódio e do bombeamento 
desses íons pela bomba de Na+e K+, o que gera um potencial de repouso de -90 mv 
internamente.
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Potencial de ação dos nervos
Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de ação, que são 
rápidas alterações do potencial de membrana, as quais se propagam 
com grande velocidade por toda a membrana da fibra nervosa.
Cada potencial de ação começa por uma alteração súbita do 
potencial de membrana normal negativo para um potencial positivo, 
terminando com um retorno rápido ao potencial negativo.
Para conduzir um sinal nervoso, o potencial de ação se desloca ao 
longo da fibra nervosa até sua extremidade final
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Potencial de ação dos nervos
Estágios do potencial de ação 
Estágio de repouso: é o potencial de repouso da membrana, antes 
do início do potencial de ação (-90 mv internamente)
Estágio de despolarização: Influxo de Na+ com carga positiva, 
aumentando o potencial para um valor positivo. Isso é referido como 
despolarização.
Estágio de repolarização: Os canais de Na+ começam a se fechar e os 
canais de K+ se abrem mais que o normal. A rápida difusão de 
potássio para o exterior restabelece o potencial de repouso negativo 
da membrana. Isso é referido como repolarização.
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Os canais de sódio e potássio regulados pela 
voltagem
O papel de outros íons no potencial de ação
Íons cálcio
-A bomba de cálcio transfere os íons cálcio do interior da membrana 
celular para o exterior (ou R.E. da célula)
-A concentração celular de íons cálcio é menor em relação à 
concentração desses íons externamente
-Os canais de cálcio são regulados pela voltagem e, quando se abrem, 
levam o cálcio para o inteiror da fibra. São muito numerosos nos 
músculos cardíaco e liso
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Início do potencial de açãoUm círculo vicioso de feedback positivo abre os canais de 
sódio:
-Quando ocorre um evento capaz de provocar o aumento do 
potencial de membrana de -90 mv para zero, a própria 
voltagem crescente causa a abertura de vários canais de 
sódio.
-Isso permite o influxo rápido de íons sódio, resultando em 
maior aumento do potencila de membrana, o que abre mais 
canais, permitindo fluxo ainda mais intenso desses íons para 
o interior da fibra.
-O aumento do potencial de membrana causa o fechamento 
dos canais de sódio e a abertura dos canais de potássio, e o 
potencial de ação termina.
Início do potencial de ação O limiar para o início do potencial de ação:
-O potencial de ação ocorre quando o número de íons 
sódio que entram na fibra fica maior que o número de 
íons potássio que saem da fibra.
-O potencial de ação se inicia com o aumento do 
ótencial de membrana de -90 mv para -65 mv.
-Este valor de -65 mv é referido como o limiar para a 
estimulação.
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Propagação do Potencial de Ação
Um potencial de ação provocado em qualquer parte de uma 
membrana excitável em geral, excita as porções adjacentes da 
membrana, resultando na propagação do potencial de ação por toda 
a membrana.
O processo de despolarização percorre todo o comprimento da fibra.
Essa transmissão do processo de despolarização por uma fibra 
nervosa ou muscular é referida como impulso nervoso ou muscular.
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Propagação do Potencial de Ação
Direção da propagação: O potencial de ação trafega em todas as 
direções para longe do estímulo, até que toda a membrana tenha 
sido despolarizada.
Princípio do tudo ou nada: Uma vez que o potencia de ação foi 
gerado em alguma parte da membrana, o processo de 
despolarização trafega por toda a membrana se as condições forem 
adequadas, ou não se propaga (se as condições forem inadequadas).
Propagação do Potencial de Ação
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Restabelecimento dos gradientes iônicos de sódio e potássio 
após o término do potencial de ação
Após a transmissão do impulso, as concentrações de sódio e potássio dentro e fora da fibra são 
muito pouco diferentes
Necessidade de restabelecimento das diferenças de concentração iônica, para restabelecer o 
potencial de repouso: Ação da bomba de sódio-potássio
Ritmicidade de alguns tecidos excitáveis- descarga 
repetitiva
Coração, maior parte dos músculos lisos e muitos neurônios do SNC.
Essas descargas rítmicas causam:
-Batimento rítmico do coração
-Peristaltismo rítmico dos intestinos
-Alguns eventos neuronais, como o controle ritmado da respiração
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Características especiais da transmissão dos sinais nos 
troncos nervosos
Fibras nervosas mielinizadas e amielinizadas:
-Um nervo pequeno típico possui muitas fibras nervosas calibrosas e um grande número de 
fibras delgadas entre estas fibras mais grossas.
-As fibras calibrosas são mielinizadas e as delgadas são amielinizadas.
-A maioria dos troncos nervosos contém cerca de 2 vezes mais fibras amielinizadas do que fibras 
mielinizadas.
Características especiais da transmissão dos sinais nos 
troncos nervosos
Fibras nervosas mielinizadas típicas:
-A parte central é o axônio e sua membrana é quem conduz o 
potencial de ação.
-O axônio é preenchido pelo axoplasma (líquido intracelular).
-Em volta do axônio existe a bainha de mielina (depositada pelas 
células de Schwann, as quais envolvem o axônio), que é mais espessa 
que o próprio axônio.
-A membrana celular das células de Schwann contém esfingomielina, 
que atua como isolante elétrico, reduzindo o fluxo iônico através da 
membrana.
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Características especiais da transmissão dos sinais nos 
troncos nervosos
Fibras nervosas mielinizadas típicas:
-Na junção entre duas células de Scwann sucessivas ao longo do 
axônio, existe uma área não isolada (nodo de Ranvier), por onde os 
íons passam facilmente através da membrana do axônio, do líquido 
extracelular para o intracelular.
Características especiais da transmissão dos sinais nostroncos nervosos
Condução ‘saltatória” de nodo a nodo nas fibras mielinizadas
-Os íons podem passar com facilidade através dos nodos de Ranvier.
-Nas fibras mielinizadas, os potenciais de ação só ocorrem nos nodos 
de Ranvier.
-Os potenciais de ação são conduzidos nodo a nodo, caracterizando 
esse tipo de transmissão como condução saltatória.
-A condução saltatória aumenta a velocidade da transmissão nervosa 
nas fibras mielinizadas e conserva energia para o axônio (pois só os 
nodos despolarizam).
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Condução saltatória pelo axônio mielinizado
Excitação- o processo de geração do potencial de 
ação
Qualquer fator que promova a difusão de grande número de íons sódio para o interior da célula 
pode desencadear a abertura dos canais de sódio:
-Distúrbios mecânicos 
-Efeitos químicos na membrana
-Passagem de eletricidade através da membrana
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Período refratário 
Período após o potencial de ação, durante o qual um novo estímulo não pode ser evocado
Nesse período, a fibra encontra-se despolarizada e os canais de sódio inativos
Os canais de sódio só tornam-se ativos quando o potencial de repouso é restabelecido (ou em 
valores de potencial próximos ao de repouso)
Inibição da excitabilidade- estabilizadores e 
anestésicos locais
Os fatores estabilizadores diminuem a excitabilidade da membrana. Ex: Alta [ ] de íons cálcio no 
meio extracelular, a qual diminui a permeabilidade para os íons sódio.
Anestésicos locais: Dificultam a abertura dos canais de sódio, reduzindo a excitabilidade da 
membrana