Aula 04

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Biologia Celular
Prof. William Volino
Aula 4
Membranas Celulares: transporte e interação
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Nas células existe um fluxo contínuo e controlado de substâncias que entram e saem da célula.
Chamamos de soluto os íons ou moléculas pequenas que devem atravessar a membrana plasmática. 
Chamamos de solvente o veículo aquoso no qual o soluto é dissolvido.
 
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Transporte através da membrana
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O fluxo de substâncias se dá de diferentes maneiras, de acordo com as características do meio intra e extracelular.
O meio é isotônico quando sua concentração de soluto é fisiológico, isto é, proporcional às condições celulares. 
O meio é hipertônico quando a concentração de soluto é superior ao ideal, em relação ao solvente. O meio está mais concentrado.
 
 
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O meio é hipotônico quando a concentração de soluto é menor que a ideal, em relação ao solvente. O meio está menos concentrado.
 
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Isotônico
Hipotônico
Hipertônico
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O transporte através das membranas celulares pode ser do tipo passivo ou ativo. 
O transporte passivo ocorre por meio dos componentes da dupla camada lipídica e sem que haja gasto de energia pela célula. 
É à favor do gradiente de concentração (de onde tem mais para onde tem menos). 
 
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O transporte ativo ocorre com gasto de energia pela célula. Contra o gradiente de concentração. 
 
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Transporte passivo
Transporte ativo
ATP
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Difusão simples
Ocorre passagem de soluto através da dispersão deste em um meio aquoso ou gasoso.
O soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior da célula do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário. 
 
 
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Transporte passivo
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O soluto precisa ser pequeno, ser uma molécula hidrófoba (apolar) ou mesmo uma molécula polar, desde que seja pequena.
 
 
 
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Difusão simples
Solução Isotônica
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Osmose
Ocorre passagem de solvente (água) de um meio hipotônico para o hipertônico, com o intuito de estabelecer a isotonia entre os meios.
 
 
 
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Membrana semipermeável
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A ocorrência de osmose pode promover intensas mudanças na fisiologia celular de acordo com o meio onde a célula se encontra.
O comportamento celular diante do processo de osmose também varia se a célula é animal ou vegetal.
 
 
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Osmose em células animais
A célula sofrerá plasmólise (crenação) quando o meio for hipertônico.
A célula sofrerá turgência (hemólise em hemácias) quando o meio for hipotônico.
 
 
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Osmose em células vegetais
A célula sofrerá plasmólise quando o meio for hipertônico.
A célula sofrerá turgência quando o meio for hipotônico.
 
 
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Difusão facilitada
Ocorre passagem de íons e macromoléculas através de proteínas carreadoras, chamadas de permeases ou canais iônicos. 
As permeases mudam sua conformação para permitir a passagem do soluto.
 
 
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O transporte de glicose para dentro das células é um exemplo de difusão facilitada. 
É feito por permeases que formam uma família de transportadores chamada de GLUT, que podem ou não depender do hormônio insulina.
 
 
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Efeito da insulina na captura da glicose 
Insulina
Glicose
Receptor 
da
 insulina
Citoplasma
Vesícula contendo
GLUT4
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O transporte ativo pode ser primário ou secundário.
O transporte ativo primário tem como exemplo a bomba de sódio e potássio, fundamental para manutenção da polarização da membrana plasmática.
O transporte ativo secundário tem como exemplo o cotransporte de glicose e sódio nas células do intestino delgado.
 
 
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Transporte ativo
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Bomba de sódio e potássio
Estabelece as diferenças nas concentrações de Na+ (sódio) e K+ (potássio) entre o interior da célula e o líquido extracelular.
Tem por função expulsar Na+ para o espaço extracelular e introduzir K+ no citoplasma (contra o gradiente de concentração).
 
 
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Cada ATP hidrolisado possibilita o transporte de três Na+ para o espaço extracelular e de dois K+ para o citoplasma.
 
 
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Íon potássio
Bomba de sódio 
potássio
Íon sódio
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O transporte através da membrana também pode ocorrer por meio da formação de vesículas pela membrana.
Este transporte pode se realizar por: 
Endocitose;
Exocitose;
Transcitose. 
 
 
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Transporte através de vesículas
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A endocitose envolve o englobamento de solutos, moléculas, partículas, células e pedaços de tecidos do meio extra para o intracelular.
Dependendo do tipo de elemento englobado pode ser chamado de fagocitose ou pinocitose.
 
 
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A endocitose envolve o englobamento de solutos, moléculas, partículas, células e pedaços de tecidos do meio extra para o intracelular.
Dependendo do tipo de elemento englobado pode ser chamado de fagocitose ou pinocitose.
 
 
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A fagocitose envolve o englobamento de partículas, células mortas ou cancerígenas, pedaços de tecidos ou micro-organismos.
São partículas sólidas que, por suas dimensões, são visíveis ao microscópio óptico.
A célula forma pseudópodos (falsos pés) e no seu interior passa a existir um fagossomo.
 
 
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A pinocitose envolve o englobamento de líquido e solutos dispersos.
Ocorre pela invaginação de uma área localizada da membrana plasmática, formando-se pequenas vesículas que são puxadas pelo citoesqueleto e penetram no citoplasma. Forma-se um pinossomo.
 
 
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A exocitose é o mecanismo por meio do qual são transportadas grandes quantidades de material do meio intracelular para o extracelular.
Permite que a célula excrete produtos do seu metabolismo, como da digestão intracelular (clasmocitose).
 
 
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A transcitose envolve mecanismos de transporte de substâncias de um polo ao outro da célula.
Substâncias são englobadas na superfície da célula e a vesícula formada transita até o outro polo da célula, liberando seu conteúdo para o meio extracelular.
 
 
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A membrana plasmática também participa de alguns processos de comunicação intercelular, por meio da sinalização celular. 
Um dos principais mecanismos que garantem o funcionamento integrado nos organismos pluricelulares é o da sinalização celular. 
As células se comunicam mandando sinais elétricos ou químicos, que regulam as atividades celulares, respostas a estímulos do meio ambiente, e outras. 
 
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Sinalização celular
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A sinalização celular pode ocorrer de diferentes formas:
Sinalização dependente de contato: Proteínas ligadas à membrana plasmática de uma célula podem interagir com receptores de uma célula adjacente. 
Junções Gap: Os sinais são transmitidos para células imediatamente adjacentes através  das membranas (por componentes lipídicos ou proteicos).
 
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Sinalização parácrina: As moléculas sinalizadoras (mediadores locais) agem em múltiplas células-alvo, próximas do local de sua síntese, como por exemplo os neurotransmissores. 
Sinalização autócrina: A célula responde a substâncias liberadas por ela mesma. 
Sinalização endócrina: Os sinais são hormônios transmitidos a diversas localidades do organismo por meio da corrente sanguínea.
 
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Comunicação autócrina
(Fígado regenerando)
Comunicação parácrina
(feridas em cicatrização)
Comunicação endócrina
Células alvo distantes
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As moléculas sinalizadoras são classificadas em: 
Hidrossolúveis: são moléculas polares, que podem ser pequenas e derivadas de aminoácidos ou grandes como os peptídeos. O hormônio insulina e o neurotransmissor adrenalina são exemplos. 
Lipossolúveis: são moléculas apolares e de pequeno tamanho, derivadas do colesterol, de aminoácidos ou são compostos gasosos. Os hormônios sexuais e da tireoide são exemplos
 
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Receptores proteicos interagem com as moléculas sinalizadoras.Os receptores podem estar na membrana plasmática, no citoplasma ou no núcleo celular.
 
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Biologia Celular
Prof. William Volino
Atividade
Exercício
O transporte de glicose para dentro da célula ocorre através de permeases presentes na membrana plasmática. É um exemplo clássico de:
Difusão simples
Difusão facilitada
Osmose
Transporte ativo
Endocitose
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