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Transporte através de membranas celulares Tipos de transporte Exemplos Importância fisiológica (carga e grau de hidratação) ✓ Bicamada lipídica é permeável a gases e moléculas apolares e polares PEQUENAS ✓ Bicamada lipídica é impermeável a íons e moléculas polares GRANDES Transporte através de membranas celulares (32 D) (44 D) (46 D) Uréia (60 D) (180 D) Transporte em membranas - tipos Passivo Difusão simples Difusão facilitada (mediador, transportador) Ativo Primário - ATPases Secundário – uso indireto de energia Não eletrólitos Eletrólitos TIPOS DE TRANSPORTE TRANSMEMBRANA Químico Elétrico Forças responsáveis por transporte de substâncias Gradientes Difusão simples Não eletrólitos – depende de: • Movimento aleatório • Tamanho da substância • Gradiente • Coeficiente de partição Eletrólitos – depende de: • Afinidade elétrica Difusão facilitada – dependente de transportador Transporte passivo Coeficiente de partição (K) K uréia = 0,0002 K dietiluréia = 0,01 Dietiluréia > Uréia Difusão passiva simples (bicamada lipídica) ✓ Soluto ➔ solúvel na região hidrofóbica da membrana ✓ Sem gasto de energia ➔ a favor do gradiente Exemplo de transporte Difusão passiva de gases ✓ Moléculas proteicas atravessam a membrana e atuam como POROS. Quando abertos, permitem a passagem dos solutos. Difusão passiva Difusão passiva Difusão facilitada Difusão facilitada Glicose e alguns aminoácidos ➔ penetram por difusão facilitada Identificadas, até o momento, 14 proteínas capazes de mediar a difusão facilitada da glicose (GLUTs – glucose transporter) Transportadores de glicose – intestino delgado SGLT - Sodium-glucose transporter https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-glucose_transport_proteins Transportadores de aminoácidos resultantes da digestão de proteínas Diferença entre difusão simples e facilitada Sítios de fixação disponíveis 1) Baixas concentrações de soluto sítios de fixação disponíveis intensidade de transporte aumenta 2) Altas concentrações de soluto sítios de fixação tornam-se raros intensidade de transporte reduz 3) Todos os sítios de fixação ocupados SATURAÇÃO transporte é máximo. 1 2 3 1) SATURAÇÃO: proteínas carreadoras têm número limitado de sítios de fixação para o soluto. O transporte máximo ocorre no ponto de saturação, quando todos os sítios de fixação da proteína carreadora estão ocupados com soluto. 2) ESTÉREO-ESPECIFICIDADE: sítios de fixação do soluto na proteína carreadora são específicos. Proteína carreadora possui especificidade química para o composto a ser transportado. 3) COMPETIÇÃO: apesar da especificidade, os sítios de ligação da proteína carreadora podem reconhecer, fixar e até transportar solutos quimicamente relacionados. Exemplo: D-glicose e D- galactose. DIFUSÃO FACILITADA - CARACTERÍSTICAS UNIPORTE ➔ transporte de um ÚNICO soluto de um lado para outro da membrana Classificação dos diferentes tipos de transporte TRANSPORTE ACOPLADO ➔ transporte de dois ou mais solutos simultaneamente ou sequencialmente ✓ Simporte ➔ solutos transportados na mesma direção ✓ Antiporte ➔ solutos transportados em direções opostas Ex. transporte acoplado, tipo simporte Ex. transporte acoplado, tipo antiporte Canais de transferência iônica ✓ Outros exemplos de tipos de transporte biológico ✓ Processo de transporte transmembrana, realizado por proteínas transportadoras, com gasto de energia (ATP) ➔ contra gradiente ✓ Exemplos de transporte ativo: •Bomba de Na+ K+ ATPase •Bomba Ca++ ATPase •Bomba H+ ATPase •Bomba H+ / K + ATPase Transporte Ativo Transporte Ativo Origem Função Permeabilidade seletiva Na - pequena K - moderada Cl - alta K+ - - - - - - - Na+ + + + + PO-4 K+ K+ PO-4 PO-4 PO-4 prot- prot- prot- prot- Na+ Na+ Na+ + + + -+ -+ -+ -+ -+ -+ Distribuição de cargas na membrana Bomba Na+/K+ Utiliza a fosforilação de uma molécula transportadora como fonte de energia Bomba Na+/K+ Ca+2 ATPase (Bomba de Ca+2) ✓ Membranas do retículo sarcoplasmático, membranas mitocondriais e outros tipos de células ✓ Bombeia Ca++ contra seu gradiente eletroquímico, mantendo baixas as concentrações de íons Ca++ dentro da célula Transporte ativo secundário • Utiliza o gradiente eletroquímico como fonte de energia • O movimento de um íon a favor de gradiente está acoplado ao transporte de outra molécula (nutriente: glicose ou aminoácido) Movimento de solutos na membrana plasmática envolvendo proteínas da membrana ✓ Epitélio do estômago (Antiporte entre HCO3- e Cl- para formação do suco gástrico) ✓ Epitélio do intestino (Simporte entre glicose e Na+) ✓ Célula muscular cardíaca (Antiporte entre Ca++ e Na+) ✓ Sangue (Antiporte entre HCO3 - e Cl- para trocas gasosas) ✓ Formação da urina – néfron ✓ Formação do osso (reabsorção óssea) ONDE OCORRE TRANSPORTE ACOPLADO? Exemplos Formação do suco gástrico (Bomba de prótons H+) Formação do suco gástrico (Bomba de prótons H+) EPITÉLIO DO INTESTINO – ABSORÇÃO DO ALIMENTO 3 Na+ 3 Na+ ATP CÉLULA MUSCULAR CARDÍACA 2 K+ Ca 2+ Antiporte (1) Transporte ativo (2) Eritrócitos (Trocas gasosas) Antiporte (troca de ânions) Tecidos Pulmão Eritrócitos (Trocas gasosas) SANGUE RIM RIM RIM Acidificação da urina RIM Formação do osso Reabsorção Movimento da água • É crítico para sustentar processos biológicos e reações químicas • É facilitado por canais nas membranas biológicas • Depende do balanço de cargas dos solutos e da pressão osmótica da solução. Osmose, movimento da água e regulação do volume celular. OSMOSE ➔ fluxo de água por uma membrana semipermeável, a partir de um compartimento em que a concentração de solutos é menor, para aquele em que a concentração de solutos é maior. Osmose – transporte de solvente Aquaporinas: proteínas transportadoras de água ❖ Proteínas de membrana - Vesículas de aquaporina no citoplasma funcionam como “estoques de poros” em caso de demanda do organismo OUTROS TIPOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA Transporte de macromoléculas 1) Partícula alvo liga-se à superfície da célula (proteína /receptor) 2) Membrana plasmática se expande, envolve e internaliza a partícula 3) Vesículas formadas por fagocitose (fagossoma) - maiores (1-2 mm) que as formadas por endocitose (0,1 -0,2 mm) Processos celulares que permitem a ligação e internalização de macromoléculas e partículas do ambiente Endocitose mediada por receptores ✓Entrada seletiva de pequenas partículas extracelulares. ✓ CLATRINAS → proteínas localizadas sobre a superfície citoplasmática da membrana. Pinocitose ou fagocitose Proteínas de membrana que participam Fagocitose Sistema imune Leucócitos “Polícia biológica” Sistema imune Leucócitos Zymosan – componente da parede de leveduras Fagocitose de uma bactéria por neutrófilo Anticorpo IgG distribuído na superfície do linfócito membrana plasmática do macrófago internaliza completamente a célula Absorção de imunoglobulinas (IgG) por macrófagos Absorção do colesterol Absorção do ferro ✓ Ligante (íons Fe+3) é internalizado e permanece na célula Aula prática: “Fluxo de água em bexiga isolada de rã” Bexiga da rã se comporta como estruturas renais de mamíferos em resposta à vasopressina (hormônio antidiurético HAD) Túbulos (dutos) coletores- presença de receptores de HAD Estrutura renal Estrutura de um néfron Rã- touro Condições testadas na aula: ✓ Concentração de vasopressina (HAD) ✓ Concentração de cálcio Aquaporina ❖ Vesículas de aquaporina migram até a membrana plasmática das células, fundindo-se à ela e auxiliando no transporte de água ❖ Íons Ca+2 auxiliam na migração das vesículas de aquaporina Osmolaridade sérica • Medida da quantidade de substâncias dissolvidas na porção fluida do sangue (soro). • Substâncias que afetam a osmolaridade sérica incluem sódio,cloreto, bicarbonato, proteínas e glicose. A medida da osmolaridade sérica é feita para avaliar o balanço hídrico e eletrolítico. • Concentração normal (humano) = 275-295 miliosmoles/kg (mOSm/kg) O que afeta a osmolaridade? • HAD - hormônio antidiurético ou vasopressina • Produzido pelo hipotálamo e liberado no sangue pela pituitária
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