FISIOLOGIA MEMBRANA CELULAR

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Jamila Cury-Rad 
O TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR 
 A membrana consiste em uma bicamada lipídica, que constitui uma barreira para 
os movimentos de moléculas de água e de substâncias hidrossolúveis para dentro ou fora 
da célula. Substâncias lipossolúveis podem atravessar essa bicamada lipídica. 
 Há um grande número de proteínas seletivas incrustadas nessa bicamada lipídica 
da membrana, podendo ser: 
 Proteínas transportadoras: 
 Interrompem a continuidade da bicamada lipídica, representando uma via 
alternativa através da membrana celular. 
 Se ligam às moléculas ou aos íons a serem transportados e alteram sua estrutura 
para mover substâncias para o outro lado da membrana. 
 Proteínas canais: 
 Contém espaços aquosos que permitem o livre movimento da água, bem como de 
íons a serem transportados. São seletivamente permeáveis a certas substâncias e muitos 
dos canais podem ser abertos ou fechados por comportas. 
Comportas controlam a permeabilidade iônica dos canais. A abertura desses canais 
podem ser controladas por dois modos: 
 Variações da voltagem - a conformação molecular reage através do potencial 
elétrico através da membrana. 
 Controle químico (por ligantes) - quando a comporta depende de ligações 
químicas entre substâncias e a proteína, alterando sua conformação para abrir ou 
fechar a comporta. Ex: canal de acetilcolina. 
 Calor é a movimentação das partículas, quanto maior a movimentação, maior é a 
temperatura. 
TIPOS DE TRANSPORTE: 
 Difusão 
 Movimento celular aleatório de substâncias, através dos espaços intramoleculares 
ou por meio de um proteína transportadora, com uso da energia cinética normal da 
matéria. 
 Difusão simples - movimento cinético das moléculas ou dos íons ocorre através 
de uma abertura na membrana ou através de espaços intramoleculares, sem que 
ocorra qualquer interação com proteínas transportadoras. 
Pode ocorrer por duas vias: (1) por meio da bicamada lipídica se a substância for 
lipossolúvel. (2) pelos canais aquosos que penetram na membrana por meio de alguma 
proteína transportadora. 
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* As lipossolubilidades do oxigênio, nitrogênio, do álcool e do dióxido de carbono são 
altas, então essas moléculas podem se dissolver diretamente na bicamada lipídica para 
se movimentar na membrana celular. 
 Difusão facilitada - requer a interação com uma proteína transportadora. Essa 
proteína ajuda a passagem das moléculas por meio de ligação química com elas, 
transportando-as em movimento "vai e vem" através da membrana. 
OBS: Apesar da velocidade da difusão simples aumentar em proporção direta à 
concentração de substância difusora, na difusão facilitada a velocidade da difusão tende a 
um máximo (Vmáx), a medida que a substância difusora aumenta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
O que limita a velocidade da difusão facilitada? 
 A proteína transportadora possui um poro suficiente grande para transportar a 
molécula específica por parte do seu trajeto. Há também um receptor de ligação no 
interior da proteína. A molécula a ser transportada torna-se ligada, mudando a 
conformação da proteína em fração de segundos, fazendo com que o poro se abra do 
lado oposto da membrana. Em razão de a ligação do receptor ser fraca, a movimentação 
térmica da molécula faz com que esta se separe e seja liberada do lado oposto da 
membrana. A velocidade com que moléculas podem ser transportadas não pode se 
maior do que a velocidade de alteração da molécula de proteína transportadora. 
Ex: glicose 
 Transporte ativo 
 Movimento dos íons ou outras substâncias, através da membrana em combinação 
com uma proteína transportadora, fazendo com que a substância se mova em direção 
OPOSTA ao gradiente de concentração. Requer fonte adicional de energia, além da 
energia cinética. Nessa caso a proteína transportadora é capaz de transferir energia para 
a substância transportada para movê-la contra o gradiente eletroquímico. 
 Transporte ativo primário - a energia é derivada diretamente da degradação do 
ATP ou de qualquer outro composto de fosfato com alta energia. Ex: Bomba de 
sódio-Potássio. 
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 Transporte ativo secundário - a energia é derivada secundariamente da energia 
armazenada na forma de diferentes concentrações iônicas de substâncias, entre os 
dois lados da membrana celular, gerada originalmente por transporte ativo 
primário. 
 
 Osmose 
Processo de movimentação da água causado por diferença de concentração. A 
movimentação vai a favor do maior gradiente de concentração. 
Pressão Osmótica é a quantidade exata de pressão para interromper a osmose. 
A concentração molar é um fator que determina a pressão osmótica de uma solução. 
OSMOLALIDADE 
É a concentração osmolar expressa em osmóis por grama de solução. 
 O Osmol é um termo usado para expressar a concentração de uma solução em 
número de partículas. A unidade é usada no lugar de gramas. Um osmol é o peso de 
uma molécula grama de soluto ativo. 
Ex: 180 gramas de glicose é igual a 1 osmol de glicose, pois esta não se dissocia em dois 
íons. 
Osmolalidade de 1 miliosmol por quilograma* - A osmolalidade normal dos líquidos extra e 
intracelular é de cerca de 300 miliosmóis por quilograma de água. 
OSMOLARIDADE 
É a concentração osmolar expressa em osmóis por litro de solução. 
Na temperatura normal do corpo, 37°C, a concentração de 1 osmol por litro vai causar 
19.300mmHg de pressão osmótica na solução. De modo que 1 miliosmol por litro equivale 
a 19,3mmHg de pressão osmótica. 
TRANSPORTES ATIVOS PRIMÁRIOS: 
 Bomba de Sódio-Potássio (Na+-K+) 
 
 É um processo de transporte ativo primário, que bombeia íons sódio para fora, 
através da membrana celular de todas as células, e, ao mesmo tempo, bombeia 
íons potássio de fora para dentro. 
 É responsável pela manutenção das diferenças de concentração entre o sódio e o 
potássio através da membrana, bem como pelo estabelecimento da voltagem 
elétrica negativa dentro das células. 
 É a base para funções nervosas, transmitindo sinais nervosos para o corpo. 
 Mecanismo: 
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(1) Quando dois íons de potássio se ligam à parte externa da proteína transportadora e 
três íons de sódio se ligam à parte interna, a função de ATPase da proteína torna-se 
ativada. 
(2) Dessa forma, cliva-se uma molécula de ATP, dividindo em ADP e liberando uma 
ligação fosfato e alfa energia. 
(3) Acredita-se que essa energia liberada muda a conformação da proteína 
transportadora, jogando três íons de sódio para fora e 2 íons de potássio para dentro da 
membrana. 
 Uma das mais importantes funções da bomba de sódio-potássio é controlar o 
volume e cada célula. - controle da osmose gerada pelo grande número de 
proteínas e moléculas que não podem sair da célula. 
 Produz potencial elétrico através da membrana (eletrogênico). 
 
 Bomba de Cálcio 
 Nas condições normais os íons de Cálcio são mantidos em baixas concentrações 
no citosol (10.000 vezes menos do que no líquido extracelular). Esta condição resulta no 
transporte ativo primário por meio de duas bombas de cálcio. (1) Uma na membrana 
celular, transportando cálcio para o exterior e (2) outra bombeia os íons cálcio para dentro 
de uma ou mais organelas da célula. 
 Nesses casos a proteína transportadora atravessa a membrana e atua como 
ATPase. Essa proteína contém um local de ligação extremamente específico para o 
cálcio. 
 Transporte ativo dos íons de Hidrogênio. 
 Em dois locais do corpo esse transporte é muito importante: (1) nas glândulas 
gástricas do estômago e (2) nos túbulos distais finais e nos ductos coletores corticais dos 
rins. 
(1)Nas glândulas gástricas o hidrogênio é base para secreção de ácido clorídrico. 
(2) Nos túbulos renais existem células intercaladas que transportam hidrogênio por 
transporte ativo primário. Nesse caso grandes quantidades de íons de hidrogênio são 
secretados do sangue para a urina, promovendo a eliminação do excesso desses íons 
nos líquidos corporais. 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO: 
 Co-transporte de Glicose e Aminoácidos junto com os íons de Sódio 
 A proteína transportadora tem dois locais de ligação em seu lado externo, um para 
o sódio e outro para a glicose. A concentração de sódio também é muito alta no lado 
externo em comparação ao lado interno da membrana, o que fornece energia para o 
transporte. A conformação da proteína não muda até que a glicose (ou aminoácido) 
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também se ligue, quando ambos estão ligados a conformação muda de forma automática, 
possibilitando o transporte para a parte interna da célula em um só tempo. 
 Ocorre de modo especial nas células epiteliais do trato intestinal e dos túbulos 
renais, para promover absorção dessas substâncias pelo sangue. 
 Co-transporte de Sódio e íons de Cálcio e Hidrogênio 
 O co-transporte de sódio-cálcio ocorre através da membrana com íons sódio se 
movendo para o interior e os íons de cálcio para o exterior, ambos ligados a uma mesma 
proteína transportadora. Isso acontece em adição ao transporte ativo primário de cálcio 
que ocorre em algumas células. 
 O co-transporte de sódio-hidrogênio ocorre em vários tecidos, como nos túbluos 
proximais dos rins, onde os íons de sódio se movem do lúmen dos túbulos para o interior 
da célula tubular, enquanto os íons hidrogênio são co-transportados para o lúmen do 
túbulo.