Membrana Plasmática e Transporte - Processos Biológicos _ Professor Carlos Danilo

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MEMBRANA PLASMÁTICA 
E PROCESSOS DE 
TRANSPORTE
Disciplina:
Processos Biológicos
Professor Carlos Cardoso
Biomédico Analista Clínico
Funções das Membranas
 Compartimentalização: 
 Barreira física
 Delimita o espaço interno
 Participa do mecanismo trânsito celular
 Divide o espaço celular interno em compartimentos
 Organiza sequência de reações complexas
 Recebe e envia sinais, comunicação intercelular, 
reconhecimento célula-célula
Modelos de Membrana Celular
 Danielli & Davson (1935):
(Paucimolecular): Hipótese da bicamada
lipídica, com a parte polar voltada para
os meios intra e extra celular e a parte
hidrofóbica voltada para o interior da
membrana.
 Modelo de Robertson (1957):
Membrana unitária. A presença de 
proteínas associadas aos lipídios -
unidade estrutural.
Impossibilita a 
comunicação 
Davson e Danielli
 Modelo de Stein & Danielli (1956):
Propõe a presença de um canal
transmembrana composto por proteínas.
Toda membrana é revestida por proteínas.
Bicamada lipídica fica blindada pela proteína.
Fonte: Garcia, E. A. C. Biofísica.Editora Savier, 2000 (pg. 5).
Modelo de Lenard & Singer (1966): 
Proteínas transmembranas que 
atravessam a bicamada lipídica.
Lenard e Singer
 Singer e Nicolson (1972) - Mosaico Fluido
Fonte:Princípios de Bioquímica (Lehninger 3a edição).
Proteína intrínseca, ou
transmembrana
Proteína extrínseca
O modelo de mosaico fluido indica duas proteínas inseridas na bicamada lipídica
(elipsóides cinzas). A proteína da esquerda é uma proteína extrínseca e a da direita uma
proteína intrínseca. Os fosfolipídios são indicados com a cabeça polar em preto e a cauda
hidrofóbica pelas linhas que saem da esfera preta.
 Modelo de mosaico fluido:
Bicamada lipídica, onde encontram-se
2 tipos de proteínas inseridas na 
membrana: proteína intrínseca
(transmembranar) e extrínseca.
 Singer e Nicolson (1972) - Mosaico Fluido
Bicamada lipídica
Cabeças
polares
Caudas 
hidrofóbicas
Membrana celular
 Estrutura elástica que circunda toda 
célula.
 Estrutura
 Camada lipoproteica
 Barreira à passagem da água e solutos 
hidrossolúveis (camada lipídica)
 Proteínas: “Poros”
 Membrana que separa o líquido 
intracelular do líquido extracelular
Modelo computacional da bicamada 
fosfolipídica da membrana celular.
Composição da Membrana 
• Proteínas transmembranas ou integrais de membrana;
• Proteínas periféricas de membrana;
• Responsáveis por sinalização celular ou transporte de 
substâncias.
Proteínas (25 
a 75%)
• Associados à proteínas ou a lipídeos;
• Sinalização e reconhecimento celular;
• Glicocalix x Lectinas.
Carboidratos
• Fosfolipídeos
• ColesterolLipídeos
Cell membrane
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Permeabilidade da membrana
 A membrana plasmática seleciona as moléculas
que podem atravessá-la.
 O critério de seleção das moléculas está baseado
no tamanho das moléculas e na carga elétrica.
 Moléculas menores atravessam a membrana com
mais facilidade.
 Moléculas apolares atravessam a porção lipídica
da membrana e as polares pelas proteínas,
exceto as muito pequenas e fracamente polares.
 Permeabilidade seletiva
 A bicamada é a barreira que controla o trânsito de substâncias 
e a composição dos compartimentos
Propriedades físico-químicas
Permeabilidade
Passiva
 Ativa
As moléculas movimentam-se do 
mais para o menos concentrado, 
devido a diferença das 
concentrações, não havendo 
consumo de energia (ATP).
É a movimentação de moléculas do 
menos para o mais concentrado, 
com gasto de energia (ATP).
Duas soluções de diferentes concentrações tendem a igualar 
suas concentrações.
Transporte passivo
 Osmose
 Difusão simples
 Difusão 
facilitada
Deslocamento do solvente (água) do meio menos 
concentrado para o mais concentrado, através de 
uma membrana semipermeável.
Espalhamento do soluto no solvente, do mais para o 
menos concentrado. Ocorre pela porção lipídica.
É a difusão do soluto através da membrana com 
auxílio da PERMEASE, com velocidade maior do 
que a devida a diferença de concentração.
Difusão
Difusão, em função dos gradientes de concentração: conceito de 
equilíbrio dinâmico.
Em I, os fluxos A  B > B  A ; em II, A  B = B  A: atingiu-
se o equilíbrio dinâmico
Transporte através da membrana
PASSAGEM ATRAVÉS DA MEMBRANA
DIFUSÃO : PASSAGEM DE ÍONS
SIMPLES FACILITADA
 
SEM CARREADORES PROTEÍNA CARREADORA
PERMEABILIDADE SELETIVA
COMPORTAS
SUBSTÂNCIA DIÂMETRO PERMEABILIDADE
MOLÉCULA DE AGUA 0,3 1,0
URÉIA 0,36 0,0006
ÍON CLORETO HIDRATADO 0,386 0,0000001
POTÁSSIO HIDRATADO 0,396 0,000000006
SÓDIO HIDRATADO 0,512 0,000000002
Difusão facilitada
Difusão simples Difusão facilitada
Osmose
 A água flui nos 2 
sentidos, mantendo 
o volume constante 
da célula.
Crenada Normal Túrgida Lisada
 Exemplo de osmose
Equilíbrio
 Célula em meio hipotônico
 Passagem da água por osmose
 Aumento do volume intracelular 
(Inchaço)
 Diminuição do volume 
extracelular
 Diluição das substâncias 
dissolvidas no intracelular
 Concentração aumentada das 
substâncias dissolvidas no 
líquido extracelular
Equilíbrio
 Célula em solução hipertônica
 Passagem da água, por osmose, 
para fora da célula.
 Diminuição do volume intracelular
 Aumento do volume extracelular
 Concentração do líquido 
intracelular
 Diluição do líquido extracelular
Equilíbrio osmótico entre líquido 
Intracelular e extracelular
Hiper
Hipo
Transporte de Substâncias por via protéica 
através das membranas biológicas
 Poros ou canais
Canais de sódio, potássio, cloro, cálcio.
 Zonas de difusão facilitada
Alta concentração de moléculas de mesma 
espécie
 Ex: Região para lipídeos tem alta concentração de 
moléculas lipídicas
 Sistema imune  Permeando Ag-Ac
 Hormônios esteróides 
Estruturas Básicas da Membrana
Estruturas Básicas da Membrana
 Receptores
Substância se liga e causa uma série de
processos celulares
 Ex. Receptor para insulina, Glucagon
 Hormônios protéicos, adrenalina, acetilcolina
 Calmodulina: Ca+2
 Atropina se liga aos receptores muscarínicos da 
acetilcolina e bloqueia os efeitos da Ach.
 Operadores
Transporte de substâncias em sentido único
Transporte ativo
 Poros ou canais
Canais de sódio, potássio, cloro, cálcio.
Estruturas Básicas da Membrana
Transporte ativo
 Ocorre contra o gradiente de concentração.
 É feito por proteínas transmembranas chamadas
ATPases ou bombas.
 Quebram ATP e liberam energia.
 Transporta sempre íons e moléculas polares.
 ATPases são específicas. Ex. Bomba de Na+;
bomba de Ca++.
Transporte Ativo
 Bomba de NA+ e K+: quando íons como o sódio (Na+) e 
o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um 
gradiente de concentração.
 Na maioria das células a concentração do sódio (Na+) é 
bem mais baixa dentro da célula do que fora desta. 
 O potássio (K+) apresenta situação inversa, sua 
concentração é mais alta dentro da célula do que fora.
BOMBA SÓDIO POTÁSSIO
Transporte ativo
 Uniporte: As proteínas que transportam
somente um tipo de soluto
 Cotransporte: Proteína que depende do
transporte de um outro soluto, atuando
como carreadores acoplados:
Simporte: transferência do segundo soluto
na mesma direção.
Antiporte: transferência do segundo soluto
na direção oposta.
Transporte ativo
Modelo de co-transportador de glicose
Exemplo de transporte ativo
 Células do intestino tem alta concentração
de glicose em seu interior e pequena
concentração na luz do intestino.
 Mesmo assim a célula absorve glicose
passivamente, usando as altas
concentrações do sódio na luz intestinal
que passam para o interior da célula e
arrastam a glicose
Transporte de macromoléculas
 Os processos citados anteriormente só
transportam moléculas pequenas ou
quantidade pequenas de substâncias.
 Macromoléculas ou células inteiras são
transportadas através da membrana pelos
processos de:
Endocitose (entrada)
Exocitose (saída). Na prática são os processos de fagocitose,
pinocitose e exocitose
Transporte de macromoléculas
 Fagocitose:
Após a endocitose do material o mesmo fica em
um vacúolo alimentar ou fagossomo a quem se
funde o lisossomo formando o vacúolo digestivo.

Protozoários = alimentação
Células Animais = defesa
(macrófagos e neutrófilos)
Transporte de macromoléculas
 Pinocitose:
 É o englobamento de substâncias líquidas (soluções
ou suspensões) por invaginação.
 Formam-se canais de pinocitose que são cortados
formando vesículas de pinocitose que vão aos
endossomos e posteriormente são parte dos
lisossomos.
 Pode ser seletiva ou não seletiva
Transporte de macromoléculas
 Exocitose:
Consiste na eliminação de certas quantidades
de material pela célula, como corpos
residuais ou vacúolos excretores (material
não digerido) ou vesículas de secreção
(materiais produzidos pelas células,
principalmente glandulares).
Mais animações...
Transporte Ativo
Partículas sólidas Partículas líquidas
Resumo
 Transporte Passivo
Difusão simples
Difusão Facilitada
Osmose
 Transporte Ativo
Bomba sódio-potássio
Fagocitose
Pinocitose
REFERÊNCIAS
 OKUNO, Emico.; CALDAS, Ibere Luiz,; CHOW, Cecil,. 
Física para ciências biológicas e biomédicas. São 
Paulo: Harbra, c1982. 490 p
 HENEINE, Ibrahim Felippe.; DANIEL, José Pereira.; 
NASCIMENTO, Maria Conceição Santos.; HENEINE, 
Luiz Guilherme Dias. Biofísica básica. São Paulo: 
Atheneu, 2005. 391 p. 
 DURÁN, José Enrique Rodas. Biofísica: fundamentos e 
aplicações. São Paulo: Prentice Hall, 2003. 318p. 
REFERÊNCIAS
 Guyton, Arthur C. Tratado de fisiologia médica. 11ª. 
edição. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 20.
 Lehninger, A L. Principios de Bioquimica 4a. Edição. 
Sarvier 2003. 
 Garcia, EAC. Biofísica. São Paulo. 1a. Edição. Sarvier. 
2000.