Membrana Celular e Transporte de Substâncias

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FISIOLOGIA DAS MEMBRANAS
ARACAJU - SE
2019
FACULDADE UNINASSAU
Disciplina: Fisiologia Humana
PROF. ÍTALO JOSÉ ALVES MOREIRA
Membrana Celular
Estrutura e Função
Visão Geral da Célula
A Célula
Membrana Celular - conceito 
A membrana celular é uma
bicamada lipídica responsável por
delimitar a estrutura da célula do meio,
bem como sua composição química.
Membrana Celular - composição
Fosfolipídeos
(principal componente)
Proteínas
(3 tipos) 
Colesterol
(rigidez) 
Carboidratos
(adesão) 
Membrana Celular - composição
Fosfolipídeo
Membrana Celular - características
Modelo do Mosaico 
Fluido
Lipoproteica
Bicamada de lipídios
Proteínas integrais e 
periféricas
Membrana Celular - funções
DELIMITAÇÃO 
(meio intra e extracelulares 
independentes)
PERMEABILIDADE 
SELETIVA 
(controla entrada e saída de 
substâncias)
SINALIZAÇÃO
(reconhecimento, 
comunicação)
Membrana Celular - função
Assimetria da membrana
Meio externo/interno
(formato oval, cilíndrico, 
achatado, etc.)
Membrana plasmática - resumo
❑Compartimentalização 
❑Base para atividade 
biológica
❑Barreira seletiva 
❑Transporte 
❑Responder a sinais externos 
❑ Interações entre células 
Transporte transmembrana
✓ Transporte Passivo
✓difusão simples
✓difusão facilitada
✓osmose
✓ Tansporte Ativo
Transporte através da membrana
Transporte Passivo
É o transporte no qual moléculas lipofílicas
transitam livremente pela membrana plasmática
sem o auxílio de proteínas transportadoras.
Difusão Simples
As moléculas se movimentam a favor do gradiente de concentração
Difusão Simples
Difusão Simples
Hormônios (testosterona e progesterona), O2 e Colesterol
 Concentração do produto (soluto) no meio
Difusão Simples – etapa limitante
Difusão Facilitada
Transporte onde moléculas hidrofílicas transitam por
intermédio de uma proteína carreadora SEM gasto de
energia (a favor de gradiente).
➢Mediado por carreador (moléculas neutras)
➢Mediado por canal iônico (moléculas carregadas)
Difusão Facilitada
Transporte de Glicose
Difusão Facilitada
Canal para potássio (K+)
Difusão Facilitada – etapa limitante
Concentração do soluto;
Ativação do transportador;
Fluxo do solvente de uma
solução pouco concentrada
em direção a outra mais
concentrada, que se dá
através de uma membrana
semipermeável.
Osmose
Osmose
Osmose
Transporte Ativo
Transporte Ativo
Transporte de íons ou moléculas por intermédio de
proteínas carreadoras COM gasto de energia.
 Contra gradiente de concentração e eletroquímico.
Transporte Ativo
Bomba de Sódio/potássio (Na+/K+ ATPase)
Transporte Ativo
Bomba de Sódio/Potássio
K+
Na+
ATP
 Concentração do soluto;
 Ativação do transportador;
 Energia disponível para o transporte.
Transporte Ativo – etapa limitante
Modalidades de transporte
Potencial de Membrana
Potencial de Repouso da Membrana
É a diferença de potencial que existe através da
membrana das células excitáveis, nos intervalos entre
potenciais de ação.
Ex.: células neurais e musculares (faixa: -70 a –90 mV)
Formação do Potencial de Repouso
Diferença de permeabilidade da membrana aos diversos íons.
Assimetria iônica entre os dois lados da membrana.
Bomba de Na+/K+.
Equação de Nernst
A diferença de potencial elétrico entre as duas faces de
membrana que impede a difusão de um determinado íon é
chamada de potencial de equilíbrio do íon ou Potencial de
Nernst.
A equação de Nernst permite que seja calculado o
potencial de equilíbrio de um íon.
Equação de Nernst
Potencial de Repouso
EK+ = -90mV
ENa+ = +60mV
Membrana somente permeável ao K+
Membrana somente permeável ao Na+
ECl- = -60 mV Membrana somente permeável ao Cl
-
Equação de Goldman
Considera ambos os gradientes de concentração e a permeabilidade
relativa da célula a cada íon.
Potencial de Repouso
LIC
+++++++++++
-------------------
LEC
Ecélula = -65 mV
Potencial de membrana em repouso 
(segundo a equação de Goldman)
Potencial de Repouso
Não há diferença de
potencial elétrico
(ddp= 0mV) quando os
eletrodos estão do lado
de fora.
Potencial de Repouso
Quando o eletrodo
(vermelho) atravessa a
membrana, o voltímetro
acusa a existência de uma
DDP de 90mV sendo que a
face interna da membrana
citoplasmática é negativa
em relação à externa .
-80 mV
0 mV
+ +++ ++
- --- --
+ +++ ++
- --- --
TIPO CELULAR Em (mV)
Neurônio -70
Músculo esquelético -80
Músculo cardíaco -80
Músculo liso -55
Potencial de Repouso
Transporte Ativo
Potencial de Repouso
É gerado, devido a membrana apresentar: diferença de
permeabilidade aos diversos íons (assimetria iônica entre os lados
intra e extracelular).
O potencial de repouso de uma célula tem sua origem em 
dois mecanismos: 
1) difusão de íons através da membrana (Na+ e K+)
2) contribuição da bomba de Na+/K+.
Potencial de Repouso
Canais iônicos de extravasamento (de repouso)
Canais iônicos dependentes de ligante
Canais iônicos dependentes de voltagem
Potencial de Repouso 
(Bomba Na+/K+)
É eletrogênica, ou seja, cria uma diferença de potencial elétrico
entre o citosol e o meio extracelular, por bombear para o meio
externo mais cátions (Na+) do que para o meio interno (K+),
contribuindo para criação do potencial transmembrana.
A manutenção desse gradiente é importante para manter o
potencial de repouso da célula.
Potencial de Repouso
Potencial de 
Repouso
Potencial de Ação
Potencial de Ação
As informações nervosas são transmitidas por meio de
potenciais de ação, que corresponde à variação
rápida do potencial de repouso da célula.
Potencial de Ação
Para que serve o potencial de ação?
 Estimular a contração muscular
 Estimular a liberação de neurotransmissores
 Estimular a secreção de outras substâncias por células
neurais e neuroendócrinas
Potencial de Ação
Canais iônicos de extravasamento (de repouso)
Canais iônicos dependentes de ligante
Canais iônicos dependentes de voltagem
Potencial de Ação
Fases do potencial
 Fase de repouso – corresponde ao potencial de repouso da
membrana. Nesta fase, a célula está “polarizada”, por apresentar
uma diferença de potencial entre os lados da membrana sendo o
seu interior negativo.
Potencial de Ação
Fases do potencial
 Fase de despolarização – o potencial de repouso torna-se menos
negativo em relação ao que possuía no estado de repouso. O
potencial intracelular aumenta de -90 mV, ultrapassando a
voltagem de 0 mV e tornando-se positivo. Isto ocorrerá se houver
um estímulo elétrico que eleve o potencial da membrana até a
voltagem limiar.
Potencial de Ação
Fases do potencial
 A fase de repolarização se deve a um aumento da condutância
da membrana aos íons K+, ocorrendo uma saída excessiva de K+
da célula para o meio extracelular, fazendo com que ela
hiperpolarize, restabelecendo o potencial normal negativo de
repouso da membrana.
Potencial de Ação
Potencial de Ação
1- repouso (polarizada)
2- Despolarização
(> permeabilidade ao Na+)
3- Repolarização
(fechamento dos canais de Na+ e
abertura do de K+) 
4- Pós potencial hiperpolarizante1
2
3
4
Potencial de Ação - Etapas
Ativação do Canal de
Na voltagem dependente
(-70 a -50 mV- abrem
a comporta de ativação)
Inativação do Canal de
Na voltagem dependente
A mesma voltagem que abriu a Comporta
de Ativação, fecha a de inativaçãosó que
Décimos de Milésimo de Segundo depois,
um pouco mais lento
Potencial de Ação - Etapas
Ativação do Canal de
K+ voltagem dependente
Quando o PR começa a variar
isso abre o canal e o K+ sai
Inativação do Canal de
K+ voltagem dependente
Como são muito lentos eles ficam abertos
apenas quando os canais de Na+
começam a se fechar
Potencial de Ação - Etapas
LIMIAR
REPOUSO
LIMIAR
LIMIAR
LIMIAR
Potencial de Ação - Resumo
1- A fibra nervosa conserva o potencial de repouso por causa da
difusão de Na+ e K+ a favor de seus gradientes de concentração, e
também pela atividade das bombas celulares que mantêm altos os
seus gradientes.
2- Os neurônios recebem estimulação, provocando potenciais
localizados, que podem se somar para atingir o limiar.
Potencial de Ação - Resumo
3 - Os canais de sódio no local membrana estimulada se abrem.
Íons sódio se difundem para o interior (influxo), despolarizando a
membrana.
4 - Os canais de potássio se abrem em seguida.
Os íons potássio se difundem para fora (efluxo), repolarizando a
membrana.
Potencial de Ação - Resumo
5 - O potencial de ação resultante produz uma corrente elétrica que
estimula as porções adjacentes (vizinhas) na membrana.
6 - Uma série de potenciais de ação acontecem sequencialmente ao
longo do comprimento da fibra nervosa, o que é chamado de impulso
nervoso.
7- A bomba de Na+/K+ restaura o gradiente de concentração alterado
pelo potencial de ação.
Potencial de Ação - Propagação
Potencial de Ação – Períodos Refratários
•O Período refratário 
ABSOLUTO não
depende da 
intensidade do 
estímulo
•O período refratário 
RELATIVO depende
da intensidade do 
estímulo
 HALL, J. E. (2011) Guyton & Hall: Tratado de Fisiologia Médica, 12ª ed., Ed. Elsevier, Rio de
Janeiro, RJ.
 BERNE, R. M., LEVY, M. N., KOEPPEN, B. M. & STANTON, B. A. (2004). Fisiologia, 5ª ed., Ed.
Elsevier, Rio de Janeiro, RJ.
 COSTANZO, L. S. (2011). Fisiologia, 4ª ed., Ed., Elsevier, Rio de Janeiro, RJ.
 AIRES, M. M. (2012) Fisiologia, 4ª ed., Ed. Guanabara Koogan/GEN, Rio de Janeiro, RJ.
italofarma@yahoo.com.br
Bibliografia
Exercícios
Exercício 01
Por que o potencial de ação é “tudo ou nada”?
Como a intensidade de um estímulo é codificado em
potenciais de ação?
Exercício 02
UFF - Um estímulo aplicado em um ponto de um nervo desencadeia a
formação de um impulso nervoso, caracterizado por despolarização
seguida de repolarização da membrana dos axônios. Esse fenômeno,
denominado potencial de ação, se propaga pelo nervo. Após um
determinado período de tempo, em presença de ouabaína - um
inibidor específico da enzima Na+/K+ ATPase, qual seria o efeito na
formação do potencial de ação? Justifique sua resposta.
Exercício 03
(UFPE) As figuras abaixo mostram um segmento de neurônio durante
um impulso nervoso (A) e a representação gráfica desse fenômeno
(B). Analise-as e assinale a única alternativa INCORRETA.
Exercício 03
A) A fase (a) da figura B representa a despolarização, ocasionada pela entrada de Na+.
B) O segmento 1 da figura A pode ser representado por (b) na figura B.
C) A fase (b) na figura B representa a repolarização, ocasionada pela saída de K+.
D) O segmento 2 na figura A está representado por (a) na figura B.
E) A fase (a) da figura B corresponde ao segmento 1 na figura A.
Exercício 01
Por que o potencial de ação é “tudo ou nada”?
Como a intensidade de um estímulo é codificado em
potenciais de ação?
Exercício 01- Resposta
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.
Exercício 02
UFF - Um estímulo aplicado em um ponto de um nervo desencadeia a
formação de um impulso nervoso, caracterizado por despolarização
seguida de repolarização da membrana dos axônios. Esse fenômeno,
denominado potencial de ação, se propaga pelo nervo. Após um
determinado período de tempo, em presença de ouabaína - um
inibidor específico da enzima Na+/K+ ATPase, qual seria o efeito na
formação do potencial de ação? Justifique sua resposta.
Exercício 02 - Resposta
Os potenciais de ação não poderão mais ser
formados. Com a inibição da bomba de sódio e
potássio, o potencial de repouso não será
reestabelecido e um novo potencial de ação não
poderá ocorrer.
Exercício 03
(UFPE) As figuras abaixo mostram um segmento de neurônio durante
um impulso nervoso (A) e a representação gráfica desse fenômeno
(B). Analise-as e assinale a única alternativa INCORRETA.
Exercício 03
A) A fase (a) da figura B representa a despolarização, ocasionada pela entrada de Na+.
B) O segmento 1 da figura A pode ser representado por (b) na figura B.
C) A fase (b) na figura B representa a repolarização, ocasionada pela saída de K+.
D) O segmento 2 na figura A está representado por (a) na figura B.
E) A fase (a) da figura B corresponde ao segmento 1 na figura A.
Exercício 03 - Resposta
A) A fase (a) da figura B representa a despolarização, ocasionada pela entrada de Na+.
B) O segmento 1 da figura A pode ser representado por (b) na figura B.
C) A fase (b) na figura B representa a repolarização, ocasionada pela saída de K+.
D) O segmento 2 na figura A está representado por (a) na figura B.
E) A fase (a) da figura B corresponde ao segmento 1 na figura A.