Transporte celular

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Comportamento dos 
Líquidos e solutos na Célula 
Tópicos 
 
Conceitos Gerais 
Difusão 
Osmose 
Efeito da tonicidade no volume celular 
Membrana plasmática 
A CÉLULA 
A célula, em conceito muito amplo, pode ser considerada como: 
 A unidade fundamental dos seres vivos. 
 A menor estrutura biológica capaz de ter vida autônoma. 
As células existem como seres unicelulares, ou fazendo parte de 
seres mais complexos, os pluricelulares. 
 SERES VIVOS 
Com relação à suficiência de alimentação, os seres vivos, e também 
suas células constituintes, dividem-se em duas grandes classes: 
Autótrofos (auto, por si mesmo; trophos, nutrição) 
Heterótrofos (heteros, diferente; trophos, nutrição) 
 Aqueles que sintetizam todos os componentes moleculares que 
precisam para viver. 
 Aqueles que necessitam receber algumas moléculas (ou precursores), 
de outros seres vivos, ou de outras fontes. 
As Células 
As células, tanto de seres vivos uni, como pluricelulares, são 
classificadas em três tipos gerais de acordo com o refinamento 
estruturas: 
 Procariócitos: as mais rudimentares, sem membrana nuclear. 
 Eucariócitos: as mais sofisticadas, com membrana nuclear. 
 Fotossintéticas: desenvolvimento intermediário entre as 
precedentes. Utilizam Energia Radiante para sintetizar 
biomoléculas. 
 Meio extracelular 
 Meio intracelular 
Membrana Plasmática 
 Bicamada lipídica. 
 7,5 a 10 nm (não visíveis ao Microscópio Óptico) 
 Constituída por dois folhetos: interno e 
externo (constituídos por fosfolipídios, 
colesterol, e glicoproteínas). 
 Glicoproteínas representam 50% do peso: 
 proteínas integrais (transmembrana) 
 proteínas periféricas. 
ESTRUTURA DE MEMBRANA PLASMÁTICA 
I- Modelo do Sanduíche 
Dawson e Danielli (1935) 
 
II- Modelo do Mosaico Fluido 
Singer e Nicholson (1972) 
Formado por 2 camadas de 
lipídios com proteínas 
mergulhadas entre eles. 
Formado por 2 camadas de 
lipídios envolvidas por 2 
camadas de proteínas. 
OBS: Na década de 70, testes com enzimas (fosfolipases) e 
com aquecimento mostraram que o modelo do sanduíche não era 
real. Criou-se o modelo atual (Mosaico Fluido). 
Estruturas das Membranas 
Modelo do Mosaico Fluido Estruturas das Membranas 
ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA 
 Ao microscópio eletrônico, a membrana plasmática 
apresenta um aspecto trilaminar característico. 
 São duas lâminas laterais mais densas, 
correspondendo aos pólos hidrófilos dos lipídios mais 
as proteínas, e uma lâmina central mais clara, que 
corresponde aos pólos hidrofóbicos da bicamada 
lipídica 
Extremidade 
Hidrofílica 
Cadeia 
Hidrofóbica 
Meio extracelular 
Meio intracelular 
(a) Bicamada de fosfolipídios da membrana 
LIPÍDIOS DE MEMBRANA PLASMÁTICA 
Os lipídios das membranas são 
moléculas longas com uma extremidade 
hidrofílica e uma cadeia hidrofóbica. 
As macromoléculas que apresentam esta 
característica de possuírem uma região 
hidrofílica e, portanto, solúvel em meio 
aquoso, e uma região hidrofóbica, insolúvel 
em água, porém solúvel em lipídios, são ditas 
anfipáticas. 
 Lipídios da membrana plasmática: 
fosfoglicerídeos, esfingolipídios e 
colesterol. 
Os fosfoglicerídeos e 
os esfingolipídios 
contêm o radical fosfato 
e são chamados de 
fosfolipídios. 
Hidratos de carbono ligados covalentemente aos lipídeos e 
proteínas 
Glicoproteínas Glicolipídeos Proteoglicanas 
oligossacarídeos 
polissacarídeos 
glicosaminoglicanas 
GLICOCÁLICE 
OU 
GLICOCÁLIX 
Açucares de Membrana 
GLICOCÁLICE 
 proteção e lubrificação da superfície celular 
 reconhecimento célula-célula e adesão celular 
 ligação de toxinas, vírus e bactérias; ) 
Proteína transmembrana 
Cadeia gilcídica 
de glicoproteína 
Proteína 
periférica 
Cadeia glicídica de glicolipídio 
Outro constituinte anfipático importante das membranas celulares são 
os glicolipídios, designação genérica para todos os lipídios que 
contêm hidrato de carbono, com ou sem radicais fosfatos. Os 
glicolipídios mais importantes nas células dos animais são os 
glicoesfingolipídios, que são componentes de muitos receptores da 
superfície celular. 
Proteínas da Membrana Plasmática 
 A membrana plasmática possui grande variedade de proteínas, que 
podem ser separadas em dois grupos, as integrais ou intrínsecas e as 
periféricas ou extrínsecas, dependendo da facilidade de extraí-las da 
bicamada lipídica. 
 As proteínas integrais estão firmemente 
associadas aos lipídios e só podem ser 
separadas da fração lipídica através de 
técnicas drásticas, como o emprego de 
detergentes. 
 As proteínas extrínsecas podem ser 
isoladas facilmente pelo emprego de 
soluções salinas. 
 Setenta por cento das proteínas da membrana são integrais. 
Região 
Hdrofílica 
da proteína 
Bicamada de 
fosfolipídios 
Região hidrofóbica 
da proteína 
Modelo do mosaico fluido 
Proteínas da Membrana Plasmática 
As proteínas da membrana possuem resíduos hidrofílicos e 
hidrofóbicos, e ficam mergulhadas na camada lipídica, de tal modo 
que: 
Os resíduos hidrofóbicos 
das proteínas estão no 
mesmo nível das cadeias 
hidrofóbicas dos lipídios, e 
Os resíduos hidrofílicos das 
proteínas ficam na altura 
das cabeças polares dos 
lipídios, em contato com o 
meio extracelular ou com o 
citoplasma 
Proteínas da Membrana Plasmática 
Algumas proteínas integrais 
atravessam inteiramente a 
bicamada lipídica, fazendo 
saliência em ambas as 
superfícies da membrana, 
sendo denominadas 
proteínas transmembrana. 
As proteínas transmembrana 
podem atravessar a membrana 
uma única vez, ou então 
apresentar a molécula muito 
longa e dobrada, atravessando a 
membrana várias vezes, 
recebendo então o nome de 
proteínas transmembrana de 
passagem múltipla. 
Funções da Membrana Plasmática 
 Manutenção da integridade da estrutura da célula; 
 Controle da movimentação de substâncias para dentro 
e fora da célula (permeabilidade seletiva); 
 Regulação das interações intercelulares; 
 Reconhecimento através de receptores de 
antígenos de células estranhas e células 
alteradas; 
 Interface entre o citoplasma e o meio 
externo; 
 Estabelecimento de sistemas de transporte 
para moléculas específicas; 
 Transdução de sinais extracelulares. 
 Funções da Membrana Plasmática 
Fibras da 
matriz 
extracelular 
Citoesqueleto 
Citoplasma 
Adesão do 
citoesqueleto 
à matriz 
extracelular 
a 
b 
Reconhecimento 
celular 
c 
d 
Atividade enzimática 
Transporte 
e Junção 
Intercelular 
 
f Reconhecimento 
célula-célula 
Citoplasma 
Boa elasticidade Devido a presença de proteínas 
específicas que oferecem esta 
capacidade. 
Boa capacidade de regeneração Ocorre regeneração rápida para 
pequenas rupturas de membrana. 
Boa resistência elétrica Devido a presença dos lipídios que 
são bons isolantes térmicos e 
elétricos. 
Baixa tensão superficial A força de união entre as 
moléculas de lipídios é pequena. 
Permeabilidade seletiva A membrana seleciona tudo o que 
entra ou sai da célula. 
Propriedades da Membrana Plasmática 
Poros ou Canais 
 São passagens que permitem a 
comunicação entre o lado externo e o 
interno da célula. 
 Os canais podem possuir carga 
positiva, negativa ou serem 
destituídos de carga elétrica. A 
carga se origina de grupos laterais de 
proteínas, como COO- e NH3
+. 
 A natureza da carga seleciona os íons: 
Há canais sofisticados 
que possuem, além da 
barreira da carga, um oudois portões que se 
abrem sob comando. O 
canal de Na+ é desse 
tipo. 
 Canais negativos, repelem ânions (–) 
deixam passar cátions (+) 
 Canais positivos, repelem cátions (+) 
deixa passar ânions (–). 
Canal protéico 
Meio extracelular 
Citoplasma 
Poros ou Canais 
Diâmetro dos Canais vs. Volume dos Transeuntes 
Além da carga, o diâmetro dos canais seleciona os 
passantes conforme o volume dos íons. 
 Célula 
As células são as unidades estruturais e funcionais 
dos organismos vivos. 
 ≠ 
 Água 
Macromoléculas 
 Íons 
Moléculas pequenas não carregadas 
 Conceitos Gerais 
 Devido esta diferença na composição do meio 
externo e interno , vários produtos entram e saem da 
célula. 
 Esta entrada e saída estabelece um equilíbrio 
dinâmico entre as moléculas dentro e fora e isto 
pode ser demonstrado através do princípio da 
difusão e osmose 
 Difusão 
A difusão é definida como o transporte de um soluto 
entre dois compartimento através de uma membrana 
permeável. 
O coeficiente de difusão de um soluto através de uma membrana 
permeável é dado pela lei de Fick. 
 Osmose 
 É o fluxo de água que ocorre entre dois compartimentos 
através de uma membrana semipermeável. 
 
Osmose é a passagem do solvente de uma região 
pouco concentrada em soluto para uma mais concentrada 
em soluto, sem gasto de energia. 
 Pressão Osmótica 
 O fluxo de água pode ser interrompido caso seja 
aumentada a pressão no compartimento mais 
concentrado. 
 A pressão Osmótica de uma solução depende muito 
mais do número de partículas dissociada do que da 
carga elétrica da partícula e seu tamanho. 
 Tonicidade 
O volume da célula pode sofrer alteração 
dependendo da tonicidade na qual a solução onde a 
célula está emergida . 
Conceito de tonicidade de uma solução é relativo e 
depende de comparação. 
 Tonicidade 
 Uma solução isotônica para células de mamíferos é 
considerada igual a uma à 0,9% de NaCl 
 Definição menos específica: Capacidade de uma 
solução de reduzir ou aumentar o volume celular 
 Equilíbrio Eletroquímico da Célula 
Gradiente Eletroquímico 
São as diferenças entre os potenciais elétricos entre os 
dois compartimentos separados por uma membrana. 
Cátions Membrana 
K+ 
1 M K
+ 
0,1 M 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
Gradiente da 
concentração 
 Gradiente 
eletroquímico 
 Cargas iguais se repelem 
Ânions Membrana 
HCO3 
_ 
1 M HCO3 
_ 0,1 M 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
Gradiente da 
concentração 
 Gradiente 
eletroquímico 
 Cargas iguais se repelem 
 Potencial Eletroquímico de Repouso 
A célula de mamíferos em seu estado basal possui um 
potencial eletroquímico de repouso de – 90 mV . Este 
potencial prediz quais os íons tendem a entrar ou sair 
da célula. 
Basal = Estado de Repouso 
_ 
_ 
_ 
_ 
_ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Na+ = 12mM 
Na+ = 145 mM 
E Na = + 65 mV 
 Concentração 
Eletroquímico 
Cl 
_ 
= 3,6mM 
Cl = 115mM 
_ 
Ecl = - 90 mV 
K+ = 
K+ = 3,5 mM 
EK = -100mV 
E M = - 90mV 
160mM 
 Difusão Simples 
É o transporte na qual moléculas lipofílicas transitam 
livremente pela membrana plasmática sem o auxílio 
das proteínas transportadoras 
Hormônios esteróides 
 Oxigênio 
 Colesterol 
 Etapa Limitante : Concentração do meio 
+ concentrado = + transporte 
+ concentrado = + transporte 
 Transporte Passivo 
É o transporte na qual a moléculas hidrofílicas 
transitam através da membrana plasmática por 
intermédio de uma proteína carreadora sem gasto 
de energia. 
Tipos 
Mediado por carreador (moléculas neutras) 
Mediado por Canal ( moléculas carregadas) 
Este transporte sempre ocorre a favor do gradiente 
de concentração (moléculas não carregadas e 
carregadas ) e gradiente eletroquímico ( moléculas 
carregadas ). 
 Carreador ou canal iônico 
As proteínas carreadoras podem transportar os solutos tanto 
para dentro como para fora da célula de diferentes maneiras 
As proteínas carreadoras podem transportar os 
solutos tanto para dentro como para fora da célula 
de diferentes maneiras . 
 Transporte Passivo 
Uniporte Simporte Antiporte 
Limitantes 
Concentração 
do meio 
Ativação do 
transportador 
 Transporte Ativo 
É o transporte de íons ou moléculas não carregadas 
através da membrana plasmática por intermédio de 
proteínas carreadoras com gasto de energia , este 
transporte acontece contra o gradiente da 
concentração e gradiente eletroquímico 
Conversão 
ATP ADP 
Bomba Na+/ K+ ATPASE 
 Transporte Ativo 
Semelhante ao transporte passivo no transporte 
ativo também existem as diferentes maneiras de 
transporte (Uniporte , simporte e antiporte). 
Uniporte Simporte Antiporte 
Limitantes 
Concentração do soluto 
Ativação do transportador 
Energia disponível 
III- ENDOCITOSE 
Fagocitose (“Fago = comer "), que envolve a ingestão de partículas grandes como microrganismos e 
pedaços de células, via vesículas grandes denominadas fagossomos, geralmente maior que 250 nm 
de diâmetro. Ocorre com amebas e leucócitos. 
Endocitose é o processo através do qual as células 
captam macromoléculas, substâncias particuladas e, em 
casos especializados outras células. Dois tipos principais 
de endocitose podem ser distinguidos com base no 
tamanho das vesículas endocíticas formadas: 
Pinocitose (“Pino = beber "), que envolve a ingestão de fluidos e solutos através de vesículas 
pequenas de 150nm de diâmetro. Ocorre com a grande maioria das células. 
Fagossoma 
 Alimento 
Lisossomo primário 
gotículas 
Cél. intestinal 
Pinossomo 
Endocitose 
Meio extracelular 
Citoplasma 
Membrana 
Plasmática 
 
EXOCITOSE 
Quando a transferência de macromoléculas dá-se do citoplasma para o meio 
extracelular, o processo recebe o nome de exocitose. 
Por exemplo, as células secretoras de proteínas, como as do pâncreas 
exócrino, acumulam o produto de secreção em grânulos citoplasmáticos 
revestidos de membrana, que se fundem com a membrana celular e se abrem 
para o exterior da célula, eliminando assim, por exocitose, as macromoléculas 
secretadas. 
VESÍCULA 
MEMBRANA 
PLASMÁTICA 
CITOPLASMA MEIO EXTRACELULAR 
EXOCITOSE 
Meio extracelular 
Membrana 
Plasmática 
 
Citoplasma