Membranas biológicas e mecanismos de transprte através da membrana

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FISIOLOGIA MÉDICA E BIOFÍSICA I - Aluno: Gabriel de Melo Corrêa - ATM 2026/2 - UNISINOS 
 
 
ESTRUTURA MEMBRNA: 
Tem uma estrutura delgada e elástica (flexível) com 
espessura de 7,5-10 nm que reveste a célula. Tem 
como principais componentes os Lipídeos, roteínas e 
carboidratos (nesta ordem) 
• Lipídeos – estrutura característica e seletividade 
(natureza lipídica – permeabilidade seletiva) 
• Proteínas – função das membranas (comunicação 
e transporte) 
• Receptores, canais e transportadores 
• Pequena quantidade de carboidratos – 
reconhecimento 
FUNÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA 
1. Isolamento físico- barreira que separa conteúdo 
intracelular do líquido extracelular 
2. Regulação de trocas com meio externo - 
transporte de íons e nutrientes e eliminação de 
resíduos e produtos 
3. Reconhecimento e comunicação intercelular – 
proteínas permitem reconhecer e responder a 
moléculas ou mudanças no meio externo alterando 
funções celulares. 
4. Morfologia (suporte estrutural) e movimento 
celular – proteínas da membrana fixam o 
citoesqueleto (rede estrutural do interior das células 
para manter sua forma) 
PPROTEINAS DE MEMBRANA - funções 
1. formar canais iônicos ou poros 
2. formar carreadores ou transportadores 
3. agir como receptores 
4. funcionar como enzimas 
5. agir como ligantes 
6. funcionar como marcadores de identidade celular 
(glicoproteínas e glicolipídios) 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
• Natureza química = restringe a difusão de moléculas 
através da membrana 
• Compostos lipossolúveis = difundem prontamente 
através da membrana 
• Íons inorgânicos, moléculas polares, macromoléculas 
= não atravessam livremente a membrana - 
Necessitam de mecanismos de transporte 
específicos 
- Proteínas integrais de membrana 
Existem substâncias de: 
• Alta permeabilidade (hormônios, esteroides, O2, 
CO2, N2). 
• Permeabilidade moderada (H2O, uréia, gliquerol) 
• Baixa permeabilidade (glicose, sacarose) 
• Permeabilidade MUITO Baixa (H+, Na+, HCO-³, K+, 
Ca2+Cl-, Mg2+) 
Transporte através da membrana - fatores 
 Tamanho: quanto menor a molécula, mais facilmente 
ela atravessará a bicamada lipídica. Polaridade: como 
Membranas biológicas e mecanismos 
 de transporte através da membrana 
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a natureza da bicamada lipídica é apolar, as moléculas 
apolares têm muito mais facilidade para 
atravessar a bicamada do que moléculas polares. 
Carga: moléculas dotadas de carga, como os íons, não 
atravessam a bicamada lipídica. Concentração 
TIPOS DE TRANSPORTE 
Dividido em dois grandes grupos, o passivo e o ativo. 
PASSIVO: não tem gasto de ATP, e sempre será a 
favo do gradiente de concentração ou gradiente 
elétrico. As moléculas utilizam somente da energia 
cinética para realizar sua movimentação. 
ATIVO: utiliza energia de ATP e acontece contra o 
gradiente de concentração ou gradiente elétrico. 
Transporte passivo – difusão simples 
• Intensidade da difusão depende da quantidade de 
substância disponível e da velocidade do movimento 
cinético. 
• Moléculas de alta permeabilidade 
• Moléculas LIPOSSOLÚVEIS 
• Hormônios esteróides, colesterol, vitaminas 
• Gases 
• CO2, N2 , NO, CO, H2S e O2 
• Moléculas polares neutras muito pequenas 
Princípio da difusão: processo passivo em que ocorre 
uma mistura randômica das partículas em solução por 
causa da energia cinética das partículas. 
Difusão 
• Substâncias podem atravessar a membrana 
passivamente seguindo o seu gradiente de 
concentração por difusão simples ou por difusão 
facilitada. 
• Difusão simples passa através dos lipídios 
• Difusão facilitada usa carreadores 
Difusão simples 
Ocorre sempre da maior para a menor concentração 
• Intensidade da difusão -Gradiente de concentração 
e velocidade do movimento cinético 
Transporte passivo - difusão 
Requer interação com uma proteína de canal (d 
Simples) ou proteína carreadora (d Facilitada) 
Proteínas transportadoras: 
-Carreadoras (permeases) 
-Canais 
Difusão simples mediada por canal 
• São seletivos à diâmetro do poro e carga elétrica 
• Podem ser abertos ou fechados em resposta a 
estímulos específicos 
- ligante 
- alterações de voltagem 
- estímulo mecânico 
Difusão facilitada 
• A difusão facilitada se caracteriza: 
• 1. Pela saturação do transporte 
• 2. Pela menor velocidade 
• 3. Pela maior dependência da temperatura 
• 4. Por competição com antagonistas 
Carreadores 
• Tipicamente para glicose ou Aminoácidos 
 
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Fatores que afetam a velocidade efetiva da 
difusão 
• Gradiente de concentração 
• Potencial elétrico da membrana 
(equação de Nernst) 
Transporte ativo 
• Transporte de moléculas contra o seu gradiente de 
concentração (ou gradiente eletroquímico) 
• Necessita de gasto de energia 
-Transporte ativo primário 
-Transporte ativo secundário 
Transportadores ativos primários 
• Bomba de Sódio-potássio – antiporte 
• Bomba de Ca2+- ATPase – uniporte 
• H+- ATPase ou bomba de próton - uniporte 
• H+- K+ - ATPase -antiporte 
K-H ATPase 
Transporte de íons hidrogênio importante no 
estômago e rim 
Transporte ativo primário 
• Um gradiente de prótons é usado para realizar o 
transporte de neurotransmissores para dentro das 
vesículas sinápticas 
Transporte ativo secundário 
• Usa a energia cinética de uma molécula que se move 
a favor do seu 
gradiente de concentração (por ex Na+) para 
empurrar outras moléculas contra seus gradientes 
de concentração. 
• Como a água represada de uma queda de água pode 
ser usada como fonte 
de energia estocada para ser convertida a 
eletricidade 
• O gradiente iônico criado pelo transporte ativo 
primário pode ser usado para realiza o trabalho 
• O gradiente de sódio criado pela Na/K-ATPase é 
usado como fonte de 
energia livre para transportarem substâncias contra 
seu gradiente de 
concentração – transporte ativo secundário 
• Maioria dos transportadores dependentes de sódio 
• SIMPORTE – Na-glicose, Na- aminoácidos, Na- sais 
biliares (intestino delgado), Na – neurotransmissor 
• ANTIPORTE – Na-H, Na -Ca 
Osmose 
• Movimento de moléculas de água causado pela sua 
diferença de 
concentração através de uma membrana 
seletivamente permeável. 
• COMO A ÁGUA SE MOVIMENTA ATRAVES DAS 
MEMBRANAS? 
– Livremente- canais iônicos cheios de água ou canais 
especiais formados por aquaporinas. 
Osmose 
• O fluxo ocorre de onde a concentração do soluto é 
MENOR para onde a concentração do soluto é MAIOR 
Osmose 
• Dois compartimentos separados por uma 
membrana que é permeável à Água, mas não a soluto 
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• A água se move por osmose para a solução mais 
concentrada. 
• A pressão osmótica é a pressão que deve ser 
aplicada para opor-se à osmose. 
Pressão osmótica 
• Pressão Osmótica da Solução como sendo igual 
aquela Pressão Hidrostática que EQUILIBRA O 
SISTEMA 
• Pressão osmótica -Unidade – atmosferas ou 
milímetros de mercúrio (mm Hg). 
Partículas versus Moléculas 
• Osmose reversa 
• A pressão osmótica (p) é derivada da osmolaridade!!!! 
• Osmolaridade representa o número de partículas 
de uma solução por litro. 
Osmose 
• Molaridade (M) – numero de moles de soluto 
dissolvido por litro de solução (mol/L) . Um mol – 
contem 6,02 X 10 23 moléculas. 
• Osmolaridade – numero de partículas (íons ou 
moléculas intactas) por litro de solução (osmoles/L) 
• Molaridade (mol/L) X numero de 
partículas/molécula = osmolaridade (osmol/L) 
• Osmolaridade normal corpo humano aprox. 300 
mOsM 
Tonicidade 
• Definição menos específica: Capacidade de uma 
solução de reduzir ou 
aumentar o volumecelular 
• Tonikos – elasticidade 
• A tonicidade de uma solução descreve a 
mudança de volume de uma célula colocada 
nessa solução 
• Solução hipotônica – célula incha 
• Solução hipertônica – célula murcha 
• Solução isotônica – não muda de tamanho 
• Não tem unidades, é apenas um termo Comparativo 
 
 
 
CORRELAÇÕES CLÍNICAS: 
Por que administrar uma solução hipertônica a um 
paciente com edema cerebral? 
O que acontece após a administração de uma solução 
hipotônica a um paciente desidratado? 
 
Os eritrócitos e outras células do corpo 
são lesados ou destruídos se forem 
expostos a soluções hipertônicas ou 
hipotônicas. Por esse motivo, a maioria 
das soluções intravenosas (IV), líquidos 
infundidos em uma veia, é isotônica. 
Exemplos são o soro fisiológico (NaCl a 
0,9%) e soro glicosado a 5%. 
Algumas vezes, a infusão de uma 
solução hipertônica como manitol 
(açúcar alcoólico) é útil para o 
tratamento de pacientes com edema 
cerebral, excesso de líquido intersticial 
no encéfalo. As soluções hipotônicas, 
administradas por via oral ou venosa, são 
utilizadas para tratar pessoas 
desidratadas.