4 - MEMBRANAS BIOLÓGICAS

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ELETRICIDADE NA FISIOLOGIA 
CELULAR
MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
MECANISMOS DE TRANSPORTE 
ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR 
POTENCIAIS DE MEMBRANA 
• Meio Interno: As células do nosso organismo 
encontram-se: 
“mergulhadas” em substâncias e elementos, 
com os quais elas fazem trocas de compostos, 
tais como :
• nutrientes, oxigênio, sais minerais, água, etc. 
• Este ambiente no qual as nossas células 
executam o seu metabolismo, denomina-se 
“meio interno”.
Meio Interno
• Homeostasia: É a manutenção das condições 
físicas, químicas e das concentrações das 
substâncias dissolvidas no meio interno.
MEMBRANAS BIOLÓGICAS:
• O líquido do corpo está dividido entre o líquido 
intracelular e o extracelular.
• Estes dois líquidos contêm nutrientes 
necessários ao metabolismo celular, incluindo 
substâncias como:
• a glicose, aminoácidos, ácidos graxos, 
colesterol, lipídios e oxigênio. 
• Por outro lado, as composições iônicas desses 
dois tipos de líquidos são muito diferentes entre 
si. 
• A diferença é a de que o líquido intracelular 
possui grandes quantidades de íons potássio 
e fosfato
• e o líquido extracelular possui grandes 
quantidades de íons sódio e cloreto. 
 
• A membrana celular desempenha um papel 
ativo na manutenção das diferenças de 
composição existentes entre estes dois 
líquidos. 
• Esta função é desempenhada pelo controle do 
transporte de íons e de outras substâncias 
através da membrana. 
MECANISMOS DE TRANSPORTE:
 
• O transporte de substâncias através da 
membrana celular acontece por dois 
mecanismos principais:
 
• Difusão
 
• Transporte Ativo
• Difusão: 
• Podemos conceituar dois tipos de difusão:
 
• Difusão (simplesmente): significa o 
movimento de moléculas ou íons.
• Difusão Efetiva: a difusão efetiva de uma 
substância é a que ocorre apenas de uma área 
de maior concentração para outra área de 
menor concentração. Por exemplo a 
passagem de oxigênio dos pulmões para o 
sangue. Na membrana celular, ocorre a 
difusão efetiva. 
Difusão efetiva
Difusão Efetiva
• OBS: A membrana celular possui uma matriz 
lipídica, através da qual algumas substâncias 
podem se difundir.
• Além da matriz lipídica a membrana possui 
poros, que são canais formados por moléculas de 
proteínas que atravessam toda a barreira lipídica. 
 Encontramos ainda, na composição da 
membrana, fósforo e glicídios, sendo portanto, a 
composição da membrana celular, 
fosfolipoglicoprotèica. 
• Difusão Efetiva:( DE )
 
 A difusão efetiva através da membrana celular 
ocorre de dois modos.
 No primeiro, as substâncias lipossolúveis, como o 
oxigênio, por exemplo, difundem-se diretamente 
pela matriz lipídica da membrana; ou passam 
através dos poros da membrana celular,
 como é o caso da água e das substâncias 
hidrossolúveis. Estes dois tipos de difusão são 
denominados “difusão simples”. 
Difusão simples através de uma membrana 
semipermeável.
• O segundo modo de difusão efetiva através da 
membrana celular, diz respeito àquelas substâncias 
que só conseguem se difundir por meio de um 
mecanismo especial denominado “difusão 
facilitada”. 
• Neste mecanismo, a substância se combina primeiro 
com uma “proteína carreadora” existente na 
membrana celular.
• Isto torna a substância solúvel na membrana, 
permitindo que ela se difunda até a face interna da 
mesma, onde será liberada. 
•  
proteína carreadora
• Transporte Ativo: ( TA )
 
• O transporte ativo de uma substância através da 
membrana celular é um tipo de transporte totalmente 
diferente da difusão, pois implica um mecanismo 
químico específico da própria membrana durante o 
movimento de uma substância através dela.
• No transporte ativo, pode se transportar uma 
substância mesmo quando a concentração dessa 
substância é maior na região para onde está sendo 
transportada.
• O mecanismo de transporte ativo mais 
importante de toda a célula é a “bomba de 
sódio-potássio”, 
• que transporta íons-sódio para fora da célula
• e íons-potássio para dentro.
• É essa bomba que mantém a baixa 
concentração de sódio e a alta concentração 
de potássio no líquido intracelular.
• OBS: Outros íons, tais como o cloreto, o cálcio, o 
ferro e o nitrogênio, também são transportados 
ativamente através das membranas das células. 
 
• Os açucares e os aminoácidos são ativamente 
transportados através da membrana de algumas 
células.
• “A diferença básica entre o Transporte Ativo e a 
Difusão Efetiva, é que no TA, as diferenças de 
concentração não influenciam o seu 
mecanismo”.
proteína carreadora
POTENCIAIS DE MEMBRANA
• Todas as células do organismo possuem um potencial 
elétrico através da sua membrana, denominado, 
“potencial de membrana”. 
• Este potencial normalmente é negativo no interior da 
membrana e positivo no seu exterior; isto se deve ao 
fato de, as diferenças de concentração dos íons nos 
líquidos intra e extracelular criarem diferenças de 
cargas elétricas, 
• principalmente as concentrações dos íons-sódio e dos 
íons-potássio (bomba de sódio-potássio), além da alta 
concentração de proteínas, que são negativas, no 
interior da célula.
• Os potenciais de membrana são importantes 
na transmissão dos sinais neurais, no 
mecanismo da contração muscular, nas 
funções de secreção glandular e em muitas 
outras funções celulares.
• OBS: A célula nervosa (neurônio) e a célula 
muscular (fibra muscular) possuem além do 
potencial de membrana, um outro potencial, o 
“potencial de ação”, por serem as únicas células 
do organismo que respondem concreta e 
efetivamente aos estímulos recebidos por elas; a 
primeira, desencadeando o impulso nervoso e a 
segunda, se contraindo.
 
Potenciais de Membrana da Célula 
Nervosa:
• Potencial de Membrana (Repouso): 
• quando a célula nervosa está em repouso, a sua 
membrana é quase impermeável aos íons-sódio, 
porém, muito permeável aos íons-potássio.
• A concentração de sódio na face externa da 
membrana é cerca de 10 vezes maior do que na 
face interna e a concentração de potássio é 35 
vezes maior no interior do que fora da célula.
• Potencial de Ação:
• para que um sinal seja transmitido ao longo de 
uma fibra nervosa (axônio e dendritos), o 
potencial da sua membrana sofre uma série de 
variações às quais denominamos “potencial de 
ação”.
• Este potencial de ação se propaga ao longo da 
fibra nervosa e por meio dele, a fibra transmite 
informações de uma parte do organismo para 
outra.
•  
POTENCIAL DE AÇÃO
Condução Nervosa
•Logo a seguir do desencadeamento de um 
potencial de ação, que sempre se produz num 
dendrito ou no corpo celular, a reação se propaga 
em forma centrifuga. Isto é conseqüência da 
existência do período refratário, que impede que o 
estímulo se propague apenas no sentido da região 
da membrana que esteja ainda polarizada. A 
propagação é, então, unidirecional quando 
considerado todo o neurônio e irá se propagar pelo 
axônio celular até o seu extremo.
Propagação do potencial de ação
• O potencial de ação gera o impulso nervoso; e 
ele é produzido toda vez que, por qualquer 
fator, seja aumentada bruscamente a 
permeabilidade da membrana aos íons-sódio.
• Quando a membrana do neurônio se torna mais 
permeável ao sódio, os íons deste elemento penetram 
em maior quantidade no interior da célula e pelo fato 
de possuírem carga elétrica positiva, fazem com que 
este interior se torne positivo. 
• Esse primeiro estágio do potencial de ação é 
denominado “despolarização”.
• Logo a seguir,a membrana da célula retorna ao seu 
estado de repouso; este mecanismo recebe o nome de 
“repolarização”. 
•  
Polarização elétrica durante o potencial de ação mostrando com a 
situação dos canais de Na+ e K+ em cada fase.
Gráfico do Potencial de ação. Observe que o 
potencial começa negativo, torna-se positivo 
(despolarização) e voltar a ser negativo 
(repolarização). 
• Tipos de Estímulos que Excitam a Célula 
Nervosa:
 
• Meios Físicos:
 pressão;
• temperatura;
• luz, etc.
• Meios Químicos: no sistema nervoso central 
(SNC), os impulsos são transmitidos de um 
neurônio para o outro, através da ação de 
substâncias químicas denominadas 
substâncias neurotransmissoras.
As sinapses do sistema nervoso centralAs sinapses do sistema nervoso central
• Quase todas as sinapses utilizadas para a transmissão de sinais no 
sistema nervoso central são sinapses químicas
• O primeiro neurônio secreta uma substância química chamada de 
NEUROTRANSMISSOR na sinapse, e este transmissor, por sua 
vez, atua sobre proteínas receptoras na membrana do próximo 
neurônio para excitá-lo ou inibi-lo.
 Alguns transmissores conhecidos são:
 
 acetilcolina; 
 a Histamina;
 a norepinefrina;
 ácido gama-aminobutírico (GABA);
 e o glutamato
 
• - “LEI DO TUDO OU NADA”: ou um neurônio 
responde plenamente a um estímulo ou ele 
não responde, isto é, ou um estímulo é 
bastante forte para despolarizar toda a fibra 
nervosa ou simplesmente não a despolariza
A estimulação de um neurônio segue a lei do tudo ou nada.
 Isso significa que ou o estímulo é suficientemente intenso para 
excitar o neurônio, desencadeando o potencial de ação, ou nada 
acontece.
 Não existe potencial de ação mais forte ou mais fraco; ele é igual 
independente da intensidade do estímulo.
 O menor estímulo capaz de gerar potencial de ação é denominado 
estímulo limiar.
• - “LIMIAR DE EXCITABILIDADE”: para que um 
neurônio seja excitado, é necessário que o 
estímulo atinja uma certa intensidade, abaixo da 
qual não haverá o desencadeamento do 
potencial de ação. 
• Porém, uma vez atingido este limite mínimo, o 
impulso nervoso percorrerá a fibra nervosa com 
a mesma velocidade, independentemente da 
natureza do fator que gerou o estímulo.
LIMIAR DE EXCITABILIDADE
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