Transporte através da membrana celular

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Transporte através da
membrana celular
Transporte através da
membrana celular
- Transporte Passivo
- Transporte Ativo
- O que diferenciam eles é o gradiente de
concentração e o gasto de energia .
- Gradiente de concentração é a diferença
de concentração que vai acontecer entre os
meios, no caso da célula, meio extracelular e
meio intracelular, um meio será mais
concentrado que o outro. O meio mais
concentrado é quem vai influenciar, dizer
como essas moléculas se comportam, a partir
do comportamento do transporte dessas
moléculas eu direi se é passivo ou ativo. No
transporte passivo, o transporte acontece a
favor do gradiente de concentração ou seja as
moléculas vão se movimentar do meio mais
concentrado para o meio menos
concentrado. Já no transporte ativo
ocorrerá contra o gradiente de concentração
ou seja as moléculas vão contra o fluxo, indo
do meio menos concentrado para o meio
mais concentrado.
Quais são os meios de transporte? - Gasto de energia é a necessidade ou não do
uso de uma molécula que será a fonte de
energia para todas as células que é o .
Quando falamos de gasto de energia, nós
diferenciamos o transporte se será sem gasto
de energia ou com gasto de energia. O
transporte passivo ocorre sem gasto de
energia e o transporte ativo com gasto de
energia.
- O gradiente de concentração e o gasto de
energia têm haver uma com a outra, se a
molécula está indo a favor do gradiente, ela
está indo a favor do fluxo, não há a
necessidade de fazer esforço. Mas quando
temos um transporte ativo em que a
molécula está indo contra a correnteza, ela
precisará fazer esforço e vai gastar energia
pra isso.
- No transporte passivo, mesmo eu não
dependendo de uma energia extra, no caso o 
 , eu tenho sim um gasto de energia,
energia cinética que é uma energia do
movimento das moléculas.
ATP
ATP
ATP
- O transporte passivo se dá por meio da
difusão simples ou da difusão facilitada.
Na difusão simples a molécula vai
atravessar a própria bicamada lipídica ou
vai atravessar um tipo de proteína que estará
lá na célula que é chamada de proteína
canal. Na difusão facilitada vai acontecer
através de um outro tipo de proteína
diferente da proteína que realiza a difusão
simples.
- Já no transporte ativo, todos eles
acontecem por meio de proteínas que são
semelhantes estruturalmente a proteína da
difusão facilitada, ela é chamada de proteína
transportadora, não é a mesma proteína da
difusão facilitada, ela tem características
semelhantes. Pode ser chamada de
transporte ativo primário e transporte ativo
secundário.
Tipos de proteínas presentes na membrana
e disponíveis para os transportes
- Temos uma proteína chamada de canal e
outra proteína chamada de transportadora
ou carregadora.
Diferenças entre elas
- A proteína canal é uma proteína que é
transmembrana, atravessa toda a bicamada
e que sua configuração ela permite a
formação de um poro de um canal na
membrana, ela é formada por 5
subunidades que se agrupam e formam esse
canal que vai permitir o contato entre os
meios interno e externo. Como funciona
esse canal? Ele fica aberto o tempo todo?
Todo mundo vai passar por ele? Não,
nem todo mundo consegue passar por uma
proteína canal. 
- No canal possui cargas elétricas na parte
externa e interna que representam uma
forma de selecionar quem vai passar pelo
canal, assim como o próprio tamanho da
partícula e suas cargas que permitirão apenas
a passagem de íons por esses canais. A
proteína canal permite apenas a passagem de
íons, por essa razão eu posso chamar essa
proteína de proteína canal iônica, os canais
iônicos são justamente essas proteínas canais
que através da sua configuração formam esse
poro, esse canal através da membrana e que
vai permitir a passagem de íons, porém por
ela possuir cargas elétricas que selecionam o
que vai passar, nem todo íon irá passar pela
proteína canal. Ela vai selecionar que tipo
de íon vai passar pelo canal por meio das
suas cargas elétricas.
- Como vemos na imagem, temos cargas
elétricas negativas, então possivelmente
algum íon positivo irá passar, mas nem
todos os íons positivos, esses íons são
específicos, eu tenho canais iônicos que são
permeáveis apenas ao sódio, apenas ao
potássio, ao cloreto, eu terei uma seletividade,
mas também uma especificidade.
Como eles irão passar?
- Pode haver canais pelos quais pode
permitir a passagem de dois de íons
específicos, normalmente na há a passagem
de cargas opostas.
-Pode haver canais pelos quais poderão
permitir a passagem de dois de íons
específicos, normalmente não há a passagem
de cargas opostas.
- Irá depender do gradiente de
concentração.
- Abriu canal de potássio significa que ele
está indo para o meio extracelular, pois ele se
encontra em maior concentração dentro da
célula.
- Abriu canal para cálcio, sódio e cloreto,
esses íons vão entrar na célula, pois eles estão
em menor concentração dentro da célula.
Informação adicional
- O canal iônico pode receber um nome de
acordo com o próprio íon que está passando.
Exemplo: Canal de Sódio, Canal de
Potássio, Canal de Sódio Potássio.
- Nem todos os canais estarão abertos
permitindo a passagem desses íons, apenas 
um canal iônico que é a exceção estará com o
poro sempre aberto permitindo vazamento
desses íons é o chamado canal de vazamento
e por esse canal passam sódio e potássio. O
restante dos canais apresentam uma
regulação na abertura desse canal, eles
apresentam as chamadas comportas de
ativação, eu terei estímulos que vão permitir
a abertura e fechamento dessas comportas
para então regular, a hora de abrir e fechar,
elas fazem parte da estrutura do canal. O
que pode abrir? Temos três estímulos, o
primeiro é a ligação de um ligante, esse
ligante seria uma molécula, um mensageiro
químico que vai ter afinidade ao canal, pois
lá na proteína canal, na sua estrutura,
vamos encontrar sítios ativos para que uma
determinada molécula ou mais de uma
molécula se encaixe no modelo chave
fechadura. Exemplo de ligante, acetilcolina.
- Outro tipo de estimulo que pode abrir um
canal é a voltagem. A voltagem representa
a atividade elétrica da célula. A célula
possui atividade elétrica de modo que pela
própria concentração de íons eu vou ter um
ambiente interno mais negativo que o 
externo, essa diferença da voltagem vai ser
mantida em estado de repouso na célula,
quando essa voltagem sofrer uma alteração
ou seja, algum fator levar a inversão da
atividade elétrica deixando a célula
internamente positiva isso leva a mudança
de voltagem tendo a possibilidade de abrir
esses determinados tipos de canais que serão
sensíveis a essa mudança de voltagem.
- O terceiro tipo de estímulo é o
estiramento, é estirar a membrana
plasmática, existem canais que são sensíveis
a essa deformação na membrana, então
alguma força mecânica exercida sobre a
membrana plasmática pode estirar a
membrana e com isso abrir algum canal que
será sensível a esse tipo de deformação
mecânica.
- Pra cada tipo de estimulo que pode abrir
o canal eu vou também então denominar o
canal de acordo com ele, por exemplo: canal
iônico alterado por ligante ou sensível ao
ligante, canal iônico alterado por voltagem
ou sensível a voltagem, canal iônico alterado
por estiramento ou sensível ao estiramento;
- Eu posso ter canais de sódio que poderão
ser operado por ligante ou voltagem ou
estiramento.
- O que difere a proteína transportadora de
um canal, é que a proteína transportadora
não vai formar um poro, um canal, mas
ainda assim as moléculas passam por ela,
ela vai dar um jeito de transportar de um
lado da célula para o outro. Quando for
difusão facilitada, será um transporte a favor
do gradiente, do mais concentrado para o
menos concentrado, quando for transporte
ativo a proteína vai transportar contra o
gradiente.
Proteína transportadora exemplo que transporta apenas glicose,
exemplo a proteína transportadora chamada
de . 
- Além dessa característica do sitio ativo
que difere a proteína transportadora da
proteína canal, para a ligação da molécula
ser transportada eu tenho uma outra
característicaimportante na proteína
transportadora que é a mudança
conformacional, alteração na forma, na
estrutura da proteína que é isso que vai
conferir a possibilidade de transportar dela
colocar uma molécula pra fora ou pra dentro
da célula, de que forma? Pra que serve?
Ela vai servir para expor os sítios ativos de
um lado da membrana ou para o outro.
Como ocorre o transporte já que ela não
tem uma abertura?
- Na proteína transportadora vou ter a
presença de sítios ativos de acordo com o tipo
de molécula ou íon que vai ser transportado
por ele.
- Nem todo tipo de molécula passa por ele.
Eu terei proteína transportadora por 
Como acontece a ligação e o desligamento
da proteína?
- Essa é outra característica importante que
é a afinidade desses sítios ativos, quando os
sítios se encontram expostos para o lado em
que eu vou carregar, transportar essa
molécula, esse soluto, a afinidade está alta,
quando ela passa por uma mudança
conformacional e os sítios são expostos para
o lado oposto, há uma perca na afinidade 
GLUT
- Na difusão simples eu tenho duas
possibilidades ou eu posso ter o transporte
através da bicamada lipídica ou eu posso ter
o transporte por meio das proteínas canais.
- Transporte através da bicamada lipídica:
Esse transporte pra que a molécula atravesse
a camada vai depender da sua solubilidade,
se uma molécula é hidrossolúvel, ela não vai
ter facilidade, ela não vai atravessar a
bicamada, pra que uma molécula atravesse
ela precisa apresentar uma lipossolubilidade,
ela precisa apresentar solubilidade em
ambiente lipídico. Outra ponto importante é
o tamanho das partículas, não basta somente
ser lipossolúvel ela precisa ser pequena pra
conseguir passar entre as moléculas de
lipídeos que estão formando a membrana. 
- A difusão simples pela bicamada lipídica,
é o transporte dos nossos gases, o oxigênio e o 
. O oxigênio é a principal fonte de energia
pra que a célula possa funcionar. Ele vem
através da corrente sanguínea e vai entrar
nas células por meio da difusão simples
através da bicamada
- É o tipo de transporte passivo em que a
molécula vai se mover do meio mais
concentrado para o menos concentrado e
como ela segue um fluxo ela vai seguir o
gradiente de concentração, ela não vai
precisar gasta energia extra, ela gasta apenas
energia cinética.
 
MAIS
CONCENTRADO
 
ATP
pra que eu possa desprender, desligar a
molécula e assim ela seja colocada pra
dentro.
Tipos de transporte através da membrana
- Difusão simples
- Difusão facilitada
- Osmose
- Transporte ativo
- Endocitose e exocitose
Difusão Simples
MENOS
CONCENTRADO
 
CO2
lipídica. Em contrapartida os principais
metabólitos que são gerados pelas reações
bioquímicas celulares é o gás carbônico então
ele vai sair do mesmo jeito que o oxigênio
tem facilidade de entrar, pela difusão
simples através da bicamada lipídica. 
- Existem outras moléculas que também
conseguem atravessar como, por exemplo,
hormônios como esteróides que são
lipossolúveis e vão atravessar a bicamada
para que possam atuar dentro da célula.
- Transporte através das proteínas canais:
Nós teremos os íons passando, nós teremos
a especificidade e a seletividade iônica pra
garantir que esses íons então entrem ou
saiam, lembrando que todo transporte por
canal é transporte passivo, o íon sempre vai
a favor do gradiente de concentração do meio
mais concentrado para o meio menos
concentrado.
Difusão Facilitada
lado que o ligante vai se ligar, ela sofre uma
mudança conformacional e uma mudança
na afinidade daquele sítio.
- É um transporte passivo, mas que precisa
ser facilitado, precisa da ajuda da proteína
carregadora.
- Eu terei os sítios ativos dispostos para o
ATP
- Nós temos na imagem o ,
transportador da glicose, um paciente que
apresenta diabetes mellitus como apresentar
alguma alteração desse transportador ou pela
falta de insulina o transportador não fica
disponível na célula.
- A difusão facilitada como é um
transporte passivo não terá gasto de .
- A velocidade da difusão nesse caso é
limitada, pois depende da quantidade de
sítios ativos que estão disponíveis. Não é
proporcional a concentração de soluto. Por
exemplo em um caso de hiperglicemia, nós
estaremos sobrecarregando o transportador,
pois nós temos tanta glicose e o
transportador não dará conta de colocar
para dentro da célula.
ATP
GLUT
-Ainda dentro dos transportes passivos,
temos um importante transporte que temos
um importante transporte que acontece
através da membrana que é a osmose, ela é
um tipo de difusão, mas ela não se enquadra
na difusão simples ou facilitada, pois eles são
transportadores de soluto, a osmose
transporta o solvente.
- Características da osmose: A favor do
gradiente de concentração, sem gasto de
energia, vai do meio mais concentrado para
o menos concentrado, a diferença é que em se
tratando do transporte do solvente, o meio
em que ele está mais concentrado é o meio
que eu tenho menor concentração de soluto
ou seja, o meio que está mais diluído tem
uma maior quantidade do solvente ou da
água, esse meio é chamado de hipotônico,
enquanto que o meio em que vamos
encontrar uma maior concentração desse
soluto é chamado de hipertônico. 
- Quando falamos do soluto, o transporte
do soluto vai acontecer do meio mais
concentrado para o menos concentrado, ou
seja, do meio hipertônico, para o meio
hipotônico com o processo de difusão simples.
- Quando falamos da água, do solvente, o
processo de osmose se move do meio mais
concentrado, para o menos concentrado,
mas em solvente e o meio mais concentrado
de solvente é o meio hipotônico, ele vai passar
do meio hipo, para o meio hipertônico.
- Apesar de ambos os processos serem
transportes passivos a direção é contrário.
- Temos como exemplo de fenômeno de
osmose, o aumento da pressão arterial
causado pelo alto consumo de sal. O sódio é
um dos íons que mais irão influenciar o
transporte de osmose, da água, pois para
onde tem mais sódio a água vai atrás.
Quando ingerimos uma comida muito
salgada, nós iremos absorver esse sal que irá
para a corrente sanguínea, quando esse
sangue for sendo depurado pelos rins, nós
teremos um processo de filtração, remoção de
água de dentro do vazo sanguíneo pra ser
eliminado pela urina, mas quando nos
Osmose
ATP
 deparamos com uma concentração elevada
do sal na minha corrente sanguínea, isso vai
prejudica a passagem de água para a
formação de urina, pois a água irá ser
reabsorvida. Por meio do fenômeno de
osmose, essa água irá passar do meio
hipotônico (túbulo renal), para o meio
hipertônico (vaso sanguíneo) e com isso
maior será o volume sanguíneo e quanto
mais sangue passa, maior será a pressão
exercida no vaso.
- Essa passagem de água se dá por meio de
canais de aquaporinas. Aquaporinas são
canais de água muito parecidos com o canais
iônicos, mas que permitem a passagem das
moléculas de água através da membrana
celular, inclusive existem alguns hormônios
que vão estimular a abertura dessas
aquaporinas então vão aumentar a passagem
de água.
Transporte Ativo
- É aquele que vai acontecer contra o
gradiente de concentração e como ele está
indo contra a corrente, ele precisa de uma
energia extra, dependendo de como essa
energia está sendo oferecida eu tenho uma
classificação do transporte em primário e
secundário.
- A diferença entre transporte ativo
primário e transporte ativo secundário é
justamente a energia que está sendo usada
como energia extra, no transporte ativo
primário eu tenho a energia proveniente do 
 , enquanto que na energia do transporte
ativo secundário, é uma energia secundária
proveniente de outro transporte, exemplo
bomba.
- O transporte ativo primário vai
caracterizar o transporte que acontece com as
bombas que são as proteínas transportadoras,
carregadoras que vão realizar esse transporte
contra o gradiente de concentração e que
apresentam com o característica a utilização
do .
ATP
ATP
- Irá caracterizar o transporte que acontece
com as bombas, que são as proteínas
transportadoras que vão realizar esse
transporta contra o gradiente de
concentraçãoe apresenta como característica
a utilização do como energia pra esse
movimento. Nós temos como principais
bombas a bomba de Na+/K+, bomba de
H+, bomba de H+/K+, bomba de
Ca+². 
- A bomba de sódio e potássio está presente
em todas as células, ela é necessária, pois a
partir dela eu mantenho a homeostasia
celular.
- A bomba de prótons está presente nas
células estomacais, são elas que produzem o
ácido clorídrico.
- Bomba de cálcio que é fundamental para
a recuperação da célula muscular após uma
contração.
Transporte ativo primário
ATP
- Pode ser chamado de bomba ou ase.ATP
Transporte ativo secundário
- Ele tem a característica de transportar
duas ou mais substâncias da proteína
transportadora que está usando energia
secundária, pode ser uma energia do próprio
transporte ativo primário ou ainda o
transporte da difusão facilitada.
- Esse transporte ativo secundário, ele
acontece de duas formas, o co-transporte e
contra-transporte, isso é definido de acordo
com a direção em que as duas ou mais
substâncias estão sendo transportadas no
caso do co-transporte as substancias são
transportadas para a mesma direção, de fora
para dentro. Enquanto que no contra-
transporte as substancias, moléculas a serem
transportadas, estão sendo transportadas de
dentro para fora. Exemplo no sistema
urinário, as proteínas que realizam os
mecanismos de transporte de íons lá nos
túbulos renais, temos a , que é uma
proteína que realiza o transporte ativo
secundário da glicose, é um fenômeno de co-
transporte aonde veremos que junto com a
glicose está sendo transportado o sódio.
SGLT2
-Nós temos dois tipos de transporte que
não necessariamente farão com que as
moléculas atravessem a membrana, mas
sim que elas sejam transportadas pra dentro
ou pra fora da célula, geralmente esse
processo é utilizado quando as moléculas são
maiores de mais, não conseguem atravessa o
canal. Começando com o transporte pra
dentro da célula nós temos a endocitose.
Ela é dividida em dois tipos, a fagocitose
(transporte de partículas sólidas alimentos
não digeridos, agentes estranhos que vão ser
destruídos...) e a pinocitose (representa o
transporte pra dentro da célula que é feita
com a presença de líquido, gotículas de
fluidos que vai levando junto algumas
moléculas nesse transporte. 
- A característica da endocitose é que
quando a molécula vai ser transportada a
membrana plasmática ela vai sofrendo
alterações pra englobar aquela partícula,
forma uma vesícula para transportar pra
dentro da célula.
- Uma vez que o conteúdo está dentro da
célula, o que irá acontecer em seguida
dependerá do que é o conteúdo. Quando se
forma essa vesícula uma importante
organela na célula será responsável por
permitir que aquele conteúdo seja então
disponível pra célula, quer seja necessário
como alimento, como nutriente, caso seja um
agente estranho essa organela terá um papel
importante pra destruir aquele agente
estranho, essa organela é aquela que realiza a
digestão celular, o lisossomo, ele contem
enzimas digestivas dentro dele e a medida
em que é formada essa vesícula, os lisossomos
fundem a sua membrana com a membrana
da vesícula pra formar uma vesícula só e aí
todo aquele conteúdo de enzimas vai ter
contato com aquela partícula que está dentro
da vesícula e vai então digerindo.
Endocitose
-Quando a célula precisa colocar pra fora
esse conteúdo que foi destruído ou então a
própria célula produziu algum conteúdo,
quer seja hormônio, neurotransmissor e ele
vai ser utilizado fora da célula, então agora o
fenômeno que acontece é o de exocitose. É a
liberação do conteúdo para fora da célula.
- As vesículas vão sendo formadas e
atraídas para a membrana pra que agora a
membrana dessa vesícula se funda com a
membrana plasmática pra libera o conteúdo
pra fora da célula. Pra que isso aconteça, eu
precisarei de três elementos, o , o cálcio
que vai ajudar a ativar as proteínas que vão
estar ancoradas na membrana e serão
responsáveis por atrair essas vesículas.
Exocitose
ATP