Membrana Plasmática e transporte entre a membrana

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CONFERÊNCIA BIOLOGIA CELULAR E HEREDITARIEDADE – MEMBRANA PLASMÁTICA 
→ Todas as células do nosso organismo são compostas por membrana plasmática.
→ A membrana é encontrada também dentro da célula em organelas específicas: Retículo
endoplasmático, complexo de golgi, mitocôndrias, entre outros, que possuem a mesma
composição que a membrana plasmática. 
→ Bactérias também possuem membrana plasmática, que delimitam sua estrutura junto com a
parede celular.
INTRODUÇÃO
→ CARACTERÍSTICAS GERAIS
• Espessura da membrana: 6 – 10 nm → não é visível em microscopia óptica, apenas em
microscopia eletrônica.
• São estruturas dinâmicas, fluidas, que permitem que suas moléculas se movimentam no
plano da membrana.
• Estrutura é atribuída exclusivamente a propriedades especiais das moléculas lipídicas
Se reúnem espontaneamente em bicamadas → as moléculas lipídicas vão se reunir de
forma espontânea (menor gasto energético) para formar as camadas lipídicas.
QUAL LIPÍDIO QUE COMPÕE A MEMBRANA PLASMÁTICA?
São os FOSFOLIPÍDIOS
Podem ser classificados em:
• Fosfoglicerídeos: Possui molécula de glicerol conectando o ácido graxo com fosfato e
grupamento radical (pode variar).
Exemplos de fosfoglicerídeos: fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, fosfatidilcolina
• Esfingolipídeos: possui a molécula de esfingosina ao invés do glicerol.
Exemplos: esfingomielina, esfingosina
OBS. Cada tipo de célula terá uma quantidade variável de cada fosfolipídio.
→ COMPOSIÇÃO E ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL
• Fosfolipídeos
Moléculas anfipáticas, ou seja, possuem:
-Grupamento polar (hidrofílico) que se relaciona com a água e,
-Uma região apolar (hidrofóbica) que não interage com a água, se
relacionando apenas com moléculas apolares → esta região é
representada pelas caudas de hidrocarbonos.
As caudas de hidrocarbonos podem possuir uma ou mais ligações duplas
em cis → sendo insaturadas
Podem não apresentar ligações duplas (apenas simples) → saturada
• A característica anfipática (região polar e região apolar) da membrana
plasmática, permite com que ela se organize espontaneamente em meio
aquoso para formar as bicamadas lipídicas.
• POR QUE ISSO OCORRE?
As moléculas hidrofílicas possuem afinidade com a água, pois devido a sua organização
geométrica, possuem “cargas mais expostas” que interagem por meio da atração entre as
cargas (positivo atrai negativo e vice e versa), levando a uma aproximação mais intensa. 
Assim, a região polar do fosfolipídeo vai tender a ter uma interação forte com a água,
tendendo a estar em contato com ela devido essa atração entre as cargas.
Já as moléculas hidrofóbicas, possuem uma organização geométrica em que ocorre a
anulação da eletronegatividade entre as moléculas, ou seja, elas não possuem “cargas
expostas”, portanto, possuem baixa atração por moléculas que possuem polaridade
(água). Com isso, essas moléculas hidrofóbicas (“carga nula”) vão tender a se agrupar,
visto que não interagem com moléculas polares e formam interações intermoleculares do
tipo dipolo induzido (Forças de Van der Waals).
Essas forças de Van der Waals, ocorrem porque o elétron no átomo é dinâmico e está em
movimento, em certo momento, os elétrons se acumulam em uma região da molécula,
levando a uma breve atração entre as cargas dessas moléculas apolares, fazendo com
que elas se interagem.
→ COMO AS MOLÉCULAS SE AGRUPAM?
Existem diferentes tipos de lipídios e dependendo de sua estrutura ele vai tender a formar
determinada molécula.
-Um tipo de lipídio em que a cabeça polar é maior do que a cauda de hidrocarboneto terá as
forças químicas (Van der Waals) atuando em um formato de cone e quando estes fosfolipídios
começam a se agrupar eles vão formar as micelas.
• Micelas são estruturas compostas por uma única camada de lipídios, com a parte
hidrofóbica voltada para o interior da estrutura → onde conterá apenas componentes
hidrofóbicos. A parte externa da micela irá interagir com o meio extracelular e será apolar.
-Os fosfolipídios possuem forças químicas que interagem em formato cilíndrico, favorecendo a
formação das bicamadas lipídicas. Isso ocorre, pois o formato cilíndrico dessas forças, não
possibilita com que os fosfolipídios se agrupem para fechar e isolar o compartimento hidrofóbico.
Com isso, a parte apolar vai se juntando para tentar isolar as caudas hidrofóbicas, de maneira
que, apenas as extremidades laterais ficam com essas caudas de hidrocarbonetos expostas ao
ambienta polar. 
Ao tentar adquirir uma estrutura de mais favorável energeticamente, essas extremidades
hidrofóbicas se fecham e formam um compartimento (AUTOSELAMENTO), com o meio interno
contendo componentes hidrofílicos que interagem com a cabeça polar do fosfolipídio presente na
monocamada interna. A monocamada de fosfolipídios externa terá a parte hidrofóbica voltada para
o centro da membrana, enquanto a cabeça polar estará voltada para o meio extracelular,
interagindo com os componentes hidrofílicos.
→ VOLTANDO PARA A COMPOSIÇÃO E ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL
As características da membrana plasmática garantem a sua fluidez, que vai possibilitar a
movimentação dos lipídios no plano da bicamada, como os movimentos:
• Difusão lateral: movimento lateral dos lipídios pela bicamada lipídica 
• Rotação: rotação das caudas hidrocarbonadas no eixo no fosfolipídios
• Flexão: “dobramento” das caudas de hidrocarbonetos
• Flipflop: mais raro, é quando um fosfolipídio passa de uma monocamada para outra.
→ A MEMBRANA TAMBÉM POSSUI COLESTEROL
As moléculas de colesterol são rígidas e fornecem a membrana:
• Suporte estrutural para as membranas (rigidez)
• Sustentação mecânica
• Aumenta o grau de fluidez → porque? O colesterol se liga entre os fosfolipídios, nos
espaços criados pelas dobras das ligações duplas e interfere no empacotamento (ligações
entre as caudas hidrocarbonadas), fazendo com que aumente a fluidez da membrana. 
→ PROTEÍNAS DE MEMBRANA
É um grupo fundamental para a função da membrana → apresenta funções diversas, entre as
principais a função de transporte e de sinalização celular.
As proteínas constituem cerca de 50% da massa total da membrana. 
Na membrana plasmática, tem-se a presença de proteínas:
• Integrais (transmembrana) → atravessam por completo a bicamada e podem ser alfa
hélice ou folhas beta pregueadas
• Periféricas → não atravessam a bicamada lipídica, estão associadas a monocamada
(interna ou externa).
→ MODELO DO MOSAICO FLUIDO
É o nome que se atribui a membrana plasmática devido sua constituição e formato. 
O que é a membrana? É uma estrutura composta por lipídios, com proteínas integrais e periféricas
inseridas e carboidratos.
→ ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA
Estão associadas com a função desempenhada pelas células
• Microvilosidades
São importantes em células que realizam absorção (enterócito, epitélio dos túbulos dos
rins), pois aumentam a área da superfície de contato com o meio externo (ou seja,
aumentam a área que está em contato com o conteúdo a ser absorvido).
São projeções semelhantes a dedos.
• Junções comunicantes/ compactas/ de aderência
São características especiais da membrana.
Vai possibilitar a ligação de uma célula na outra e com a lâmina basal.
Haverá junções que unirão as células lateralmente e outras que irão unir a célula com a
lâmina basal. 
» Junção compacta → sela o espaço entre uma célula e outra, impedindo a passagem de
substâncias entre essas células → fazendo com que as substâncias sejam
obrigatoriamente selecionadas pelas células (a célula quem decide quem entra e quem
não entra).
» Junção de ancoragem/ aderentes/ desmossomo → possui diferença no tipo de filamento
(citoesqueleto) com o qual se relaciona. Faz a ligação de uma célula com a outra.
» Junções comunicantes/ do tipo fenda: permite a troca de substâncias/ componentes,
intracelularesentre uma célula e outra. 
→ As Junções compactas: impedem a passagem de substâncias entre as células, possibilitando
dessa forma que a membrana plasmática controle a passagem (transporte) de moléculas entre o
lúmen e o interstício. 
Assim, todo o transporte através da célula é controlado pela membrana (transporte transcelular)
Certas substâncias conseguirão passar entre as células (transporte paracelular)
TRANSPORTE CELULAR
A membrana plasmática é uma barreira semipermeável, sendo assim, o que vai atravessar a
membrana plasmática SEM a ajuda de transportadores (proteínas)?
• Moléculas solúveis em lipídeos 
• Moléculas pequenas 
• Assim, quanto menor for as moléculas e mais solúveis em lipídios, mais facilmente
passarão pela membrana. 
OBS. A água é levemente permeável a membrana, mas ela também passará por transportadores
proteicos (aquaporinas)
O que não atravessa a membrana?
• Moléculas grandes, exemplo: glicose
• Íons inorgânicos, exemplo: K+, Mg²+
• Moléculas com carga, exemplo: proteínas, ácidos nucleicos 
→ BARREIRA SEMIPERMEÁVEL
A membrana plasmática é permeável a certos componentes e impermeável a outros.
Essa permeabilidade seletiva faz com que a célula mantenha concentrações de soluto presentes
no citosol diferente das concentrações no fluido extracelular. 
Alguns componentes, como por exemplo os íons inorgânicos, não atravessam a membrana
plasmática e vão utilizar de transportadores proteicos para passarem por ela.
→ PROTEÍNAS DE MEMBRANA
Possuem diversas funções, entre elas:
• Reconhecimento celular
• Recepção de sinais
• Transporte de substâncias
• Catálise enzimática
• Junção membranar
→ TRANSPORTE DE MEMBRANA
Toda vez que ocorre um transporte entre a membrana a célula está tentando entrar em um
equilíbrio eletroquímico. 
Quando houver a alteração do equilíbrio entre o meio interno e externo, ativará algum tipo de
transporte. Isso acontece porque a célula sempre vai tender a entrar em equilíbrio, tanto em
questão de concentração de solutos e também com relação à diferença de gradiente elétrico.
• Transporte NÃO mediado por proteínas
→ Difusão Simples
Transporte de pequenas moléculas apolares (hidrofóbicas)
Transporte solventes polar sem carga (exemplo: a água)
• Transporte MEDIADO por proteínas
→ Difusão facilitada
Canais proteícos
Proteínas transportadoras (carreadores)
→ Transporte ativo
Proteínas transportadoras
→ TRANSPORTE NÃO MEDIADO POR PROTEÍNAS
DIFUSÃO SIMPLES (OSMOSE)
É a passagem de solvente de um meio menos concentrado (hipotônico) para outro mais
concentrado (hipertônico), através da membrana semipermeável.
E como isso afeta as células?
Meio HIPERTÔNICO
A água tende a sair de dentro da célula para ir para o meio (onde tem mais soluto) deixando a
célula “mucha” que ganha o nome de crenada.
Meio ISOTÔNICO
A célula realiza trocas de água entre o meio interno e externo de maneira igual, assim, a célula
permanece normal.
Meio HIPOTÔNICO
Tem baixa concentração de soluto, portanto a água vai migrar para o interior da célula, que é o
local onde está mais hipertônico, deixando esta célula “inchada”.
Meio muito HIPOTÔNICO
Em um meio muito hipotônico, a água vai continuar entrando constantemente nesta célula até que
essa membrana chegue a se rompe, ocorrendo a lise celular (lisada).
DIFUSÃO SIMPLES (SOLUTO)
-NÃO mediado por proteínas → pela membrana plasmática, moléculas pequenas, apolares e que
não possuem cargas.
É um transporte passivo (sem uso de energia) de substâncias pela membrana celular
Ocorre a favor de um gradiente de concentração (ou seja, vai ocorrer de um lugar que tem alta
concentração de um soluto para outro local que tem baixa concentração desse soluto) → busca
sempre pelo equilíbrio da concentração de substâncias entre os ambientes.
Este gradiente de concentração é gerado a partir da diferença de concentração dessa substância
entre a célula e o ambiente externo.
Qual a relação da difusão simples de solutos com a osmose?
A água se move para um local onde há variação da concentração de soluto, seguindo em direção
aonde o soluto está mais concentrado.
Portanto...se essa célula quer absorver água, ela varia sua concentração de solutos (aumenta)
para que a água seja atraída por osmose ao seu interior. Quando ela necessita perder água, essa
concentração também é variada, diminuindo no interior da célula e aumento no ambiente externo,
para que a água vá por osmose ao local aonde tem mais soluto. A água acompanha o movimento
dos solutos.
OBS. O sódio está ligado com a atração da água
→ TRANSPORTES MEDIADOS POR PROTEÍNAS
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
-Quando for a favor do gradiente de concentração → é um transporta PASSIVO
-Quando for contra o gradiente de concentração → é um transporte ATIVO (usa ATP)
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
• Simporte: transporta mais de uma molécula em um único sentido
• Antiporte: transporta moléculas em sentidos inversos
• Uniporte: transporte apenas uma molécula em um sentido
DIFUSÃO FACILITADA
Transporte passivo (sem gasto de energia) de moléculas através de proteínas 
Existem duas principais classes de proteínas de membrana:
• Proteínas transportadoras → possuem especificidade para cada soluto
• Proteínas de canal → selecionam a molécula por tamanho e carga
»PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE MEMBRANA
Transportam um soluto específico → moléculas polares
Essas proteínas, na presença do soluto específico, sofrem mudanças conformacionais que
possibilitam a passagem do soluto.
Cada proteína transporta uma determinada classe de moléculas
Esse transporte vai ocorrer a favor do gradiente de concentração, sem que ocorra o gasto de
energia. 
» PROTEÍNAS DE CANAL
• Interagem mais fracamente com o soluto → o canal não vai sofrer uma alteração
conformacional em decorrência do soluto (simplesmente se abrem e fecham) → o filtro de
seletividade possibilita a passagem de moléculas de acordo com seu tamanho e carga.
• Formam poros aquosos (hidrofílicos) através da bicamada lipídica → possibilitando a
passagem de moléculas polares, como íons inorgânicos
• Exemplo: canais de água ou aquaporinas (H2O)
→ EXISTEM DIFERENTES TIPOS DE PROTEÍNAS DE CANAIS:
-Proteína de canal controlado por voltagem → alterações na carga intracelular e 
extracelular modulam a abertura e fechamento dos canais (Despolarização da membrana).
-Proteínas de canal controlado por ligante extracelular → molécula se liga ao canal em um 
receptor voltado para o meio extracelular e causa a sua abertura.
-Proteína de canal controlado por ligante intracelular → molécula se liga a um receptor 
presente no canal voltado para o meio intracelular e leva a sua abertura.
-Proteína de canal controlado mecanicamente → por exemplo, uma compressão ou 
descompressão da membrana celular, levando a abertura deste tipo de canal.
TRANSPORTE ATIVO 
Para o transporte ser realizado vai ser utilizado uma fonte de energia, pode ser:
• Transporte ativo primário → uso de ATP
• Transporte ativo secundário → utiliza um gradiente de íons criado pelo transporte primário
O transporte é realizado por “bombas” que apresentam a capacidade de bomber (transportar) íond
e solutos contra o gradiente eletroquímico (contra a concentração e a carga).
A atividade da proteína transportadora é direcional 
→ Transportador acoplado
É bombeado um tipo de soluto para um lado, ao mesmo tempo este transportador vai carregar
outro soluto junto.
• A direção em que vai ser carregada essas moléculas poderão ser em sentidos opostos
(enquanto uma vai para o citosol a outra vai para o meio extracelular) ou no mesmo
sentido (os dois solutos vão para o citosol ou para o meio extracelular)
→ BOMBA DE Na+ e K+
Essa bomba é a principal responsável pelo estabelecimento do gradiente eletroquímico na
membrana plasmática
Possui papel fundamental na regulação da osmolaridade →pois vai ser importante para outros
vários tipos de transportes.
A bomba transporta 3 sódio para fora da célula ao mesmo tempo que transporta 2 potássio para o
interior da célula → isso faz com que o sódio fique mais concentrado no meio extracelular e o
potássio em maior quantidade no meio intracelular. Com isso, a célula vai tender a estabelecer o
equilíbrio → o sódio vai tender a entrar na célula e o potássio a sair da célula, sempre tentando
estabelecer o equilíbrio eletroquímico.
A diferença de concentração vai levar a existência de um gradiente eletroquímico que será muito
importante para o desempenho de algumas funções da membrana, como por exemplo, a
despolarização da célula (propagação do impulso nervoso).
→ TRANSPORTE DE GLICOSE E SÓDIO 
• O sódio está mais concentrado no meio extracelular em decorrência da ação da bomba de
Na+ e K+.
• A glicose presente no lúmen intestinal, vai se ligar ao cotransportador, no entanto, este
transportador só vai ter ativado na presença do sódio.
• O sódio vai facilitar o transporte da glicose, visto que ela está em alta concentração no
meio intracelular.
• Assim, a glicose se liga ao cotransporte que mantém o sítio de ligação aberto e quando o
sódio se liga este transportador sofre uma mudança conformacional (não possibilitando
mais a ligação de outros solutos) e essa mudança leva a liberação do sódio e da glicose
no interior da célula → o transporte é do tipo secundário, pois o gradiente de sódio gerado
pela bomba de Na+ e K+ quem possibilitou com que esse movimento aconteça (“sódio
puxando a glicose” para dentro da célula).
→ Transporte de açucares
SGLT 1 → cotransporte de Na+ e glicose por meio de transporte ativo secundário
GLUTs → transporte de glicose
E DEPOIS O QUE ACONTECE COM A GLICOSE?
• A glicose mandada para dentro da célula vai ser direcionada para o meio extracelular e
depois para a corrente sanguínea.
• Ela vai ser transportada por meio de difusão facilitada, por uma proteína (GLUT) presente
na membrana basolateral que vai transportar a glicose a favor do seu gradiente de
concentração. 
• A glicose não vai utilizar energia para passar para o interstício pois ela está em grande
concentração no interior da célula e baixa concentração no meio extracelular, fazendo com
que ela seja direcionada a favor do seu gradiente de concentração.
→ SORO CASEIRO
-O soro caseiro é constituído por açúcar (glicose) e sal (Na+)
-A glicose e o Na+ vão passar para o interior da célula por meio do cotransporte ativo secundário
(SGLT)
-O movimento desses solutos vão atrair a água por meio da osmose
-A água vai passar por via paracelular (entre as células) e intracelular (difusão pela membrana e
através de canais de aquaporinas)
-Assim, ao solutos serem transportados eles vão atrair a água e fazer com que ela seja
direcionada para o interstício e depois para a corrente sanguínea → reidratação mais efetiva do
que apenas com água.