Transporte de Substancias através da Membrana Celular

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1 Ester Ratti ATM 25 
Transporte de Substancias 
através da Membrana Celular 
GUYTON CAP. 4 
▪ A membrana celular consiste em uma 
barreira lipídica (bicamada lipídica) com as 
proteínas de transporte de membrana 
celular. 
▪ Essa bicamada não é miscível nos líquidos 
intra e extracelulares. 
▪ Ela serve de barreira contra moléculas de 
água e substancias hidrossolúveis 
▪ Já as substancias lipossolúveis podem 
atravessá-la. 
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS 
PROTEÍNAS CANAIS: contém espaços aquosos por 
toda a extensão da molécula permitindo o livre 
movimento de água, bem como de íons ou 
moléculas selecionadas. 
PROTEÍNAS CARREADORAS: se ligam às moléculas 
ou aos íons a serem transportados e alterações 
estruturais nas moléculas dessas proteína s 
movem, então, a substancia através dos 
interstícios da proteína até o outro lado da 
membrana 
Essas proteínas transportadoras são seletivas ao 
que vão transportar através da membrana 
TRANSPORTE PASSIVO X ATIVO 
DIFUSÃO (PASSIVO): movimento molecular 
aleatório de substancias, molécula a molécula, 
através dos espaços intramoleculares da 
membrana ou em combinação com proteína 
carreadora, favorável ao gradiente de energia. A 
energia causadora da difusão é a energia da 
movimentação cinética normal da matéria 
TRANSPORTE ATIVO: movimento dos íons ou 
outras substancias, através da membrana em 
combinação com proteína carreadora, direção 
oposta ao gradiente de energia, como passando 
de um de baixa concentração para um de alta 
concentração. Esse movimento requer uma 
fonte de energia adicional, além da energia 
cinética. 
 
DIFUSÃO 
Movimento continuo de moléculas, umas contra 
as outras. 
Quanto maior a movimentação das moléculas, 
maior a temperatura (energia cinética, calor); o 
movimento nunca cessa a não ser na 
temperatura zero absoluto. 
Sem gasto energético e a favor do gradiente de 
concentração. 
Se mantém até que o equilíbrio seja alcançado 
DIFUSÃO SIMPLES: 
o movimento cinético das moléculas ou dos íons 
acontece através de abertura na membrana ou 
através de espaços intermoleculares, sem 
 
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proteína carreadora. A intensidade da difusão é 
determinada pela quantidade de substância 
disponível, pela velocidade do movimento 
cinético e pelo número e tamanho das 
aberturas na membrana. Ela pode ocorrer 
através de duas vias: 
➢ Pelos interstícios da bicamada lipídica 
➢ Pelos canais aquosos que penetram por 
toda a espessura da membrana, por 
meio de alguma das grandes proteínas 
transportadoras 
As substâncias com alta LIPOSSOLUBILIDADE 
(como oxigênio, nitrogênio, CO2, gases em geral 
e álcool) podem se dissolver na bicamada 
lipídica diretamente e se difundir através da 
membrana plasmática. Dessa forma, a 
velocidade de difusão através da membrana é 
diretamente proporcional a lipossolubilidade. 
Muitas das membranas celulares do corpo 
contém CANAIS PROTEICOS para a difusão de 
moléculas de agua (AQUAPORINAS , que são 
altamente especializadas) e outras moléculas 
insolúveis em lipídios/ HIDROSSOLÚVEIS (passam 
por CANAIS DE POROS, a medida que suas 
dimensões aumentam, sua penetração diminui, 
por isso precisam ser hidrossolúveis e 
suficientemente pequenas) 
DIFUSÃO PELOS CANAIS PROTEICOS: os poros 
são compostos de proteínas integrais da 
membrana celular que formam tubos através da 
membrana que ficam sempre abertos. No 
entanto, o diâmetro do poro e sua carga elétrica 
fornecem seletividade que permite a passagem 
de somente algumas moléculas. 
As proteínas canais são distinguidas por 2 
características importantes: 
➢ Em geral, são SELETIVAMENTE 
PERMEÁVEIS (seletividade fornecida 
pelas características do canal 
propriamente dito, seu diâmetro, forma 
e a natureza das cargas elétricas e das 
ligações químicas ao longo de suas 
superfícies internas, ex: canais de 
potássio, sódio e cálcio) 
➢ Muitos dos canais podem ser abertos ou 
fechados por COMPORTAS: 
▪ CANAIS DEPENDENTES DE VOLTAGEM: 
comportas que são reguladas por 
sinais elétricos (variações de 
voltagem). Esses canais 
conduzem ou não conduzem 
corrente elétrica, ou seja, “tudo 
ou nada”. Abrem de estalo e, em 
seguida, fecham de estalo, a 
rapidez que isso acontece vau 
depender do nível do potencial 
de voltagem. 
 
▪ CANAIS DEPENDENTE DE LIGANTE: 
comportas reguladas por sinais 
químicos que se ligam a proteína 
do canal (regulada por controle 
químico/ ligantes), causam 
alteração conformacional que 
ocasiona na abertura ou 
fechamento do canal. Ex: canal 
de acetilcolina envolvido na 
contração muscular 
DIFUSÃO FACILITADA 
Requer interação com uma proteica carreadora, 
ajuda a passagem da molécula por meio de 
ligações químicas. A difusão facilitada difere, de 
modo importante, da difusão simples pelo 
seguinte modo: apesar de a velocidade da 
difusão simples, através de um canal aberto, 
aumentar em proporção direta à concentração 
da substância difusora, na difusão facilitada a
 
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velocidade da difusão tende a um máximo, 
designado como Vmáx, à medida que a 
concentração da substância difusora aumenta 
 
A molécula a ser transportada entra no poro e 
se liga. Então, em fração de segundo, ocorre 
alteração conformacional ou química na 
proteína carreadora, de forma que o poro agora 
se abre para o lado oposto da membrana. Em 
razão da ligação do receptor ser fraca, a 
movimentação térmica da molécula ligada faz 
com que esta se separe e seja liberada no lado 
oposto da membrana. A velocidade, com que 
moléculas podem ser transportadas por esse 
mecanismo nunca, pode ser maior do que a 
velocidade, com que a molécula de proteína 
carreadora, pode se alterar entre suas duas 
conformações. 
Entre as várias substâncias, que atravessam a 
membrana das células por difusão facilitada, 
estão a glicose e a maioria dos aminoácidos. No 
caso da glicose, pelo menos 14 membros de 
uma família de proteínas de membrana 
(chamadas de GLUT) que transportam moléculas 
de glicose foram já descobertas em vários 
tecidos. Algumas de estas GLUT podem também 
transportar vários outros monossacarídeos com 
estruturas semelhantes à da glicose, incluindo a 
galactose e a frutose. Uma delas, a molécula 
transportadora de glicose 4 (GLUT4), é ativada 
pela insulina, que pode aumentar em 10 a 20 
vezes a velocidade da difusão facilitada da 
glicose nos tecidos sensíveis à insulina 
 
Fatores que afetam a velocidade efetiva da 
difusão: 
➢ A Intensidade da Difusão Efetiva é 
Proporcional à Diferença de 
Concentração através da Membrana. 
➢ Efeito do Potencial Elétrico da 
Membrana sobre a Difusão dos Íons — O 
“Potencial de Nernst”. 
➢ Efeito da Diferença de Pressão através 
da Membrana. 
OSMOSE 
A substância mais abundante que se difunde 
através da membrana celular é a água. Ela se 
difunde usualmente nas duas direções através 
da membrana da hemácia. Todavia, nas 
condições normais, a quantidade que se difunde 
nas duas direções é tão precisamente 
balanceada que o movimento efetivo da agua é 
zero. Dessa forma, o volume da célula 
permanece constante. Entretanto, sob certas 
circunstâncias, pode-se desenvolver diferença 
da concentração da água através da membrana. 
Quando ocorre essa diferença de concentração 
para a água, passa a existir um movimento 
efetivo de água através da membrana celular, 
fazendo com que a célula inche ou encolha, 
dependendo da direção do movimento da água. 
Esse processo efetivo de movimento da água 
causado por sua diferença de concentração é 
denominado osmose. 
 
 
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PRESSÃO OSMÓTICA
Quantidade de pressão necessária para 
interromper a osmose 
A pressão exercida pelas partículas em solução é 
determinada pelo número de partículas e não a 
sua massa. 
O fator que determina a pressão osmótica é a 
concentração da solução em números de 
partículas (concentração molar) 
OSMOLALIDADEExpressar a concentração da solução em termos 
do número de partículas, a unidade osmol é 
usada no lugar de gramas 
Osmolalidade normal do LIC e LEC é 300 
miliosmois por kg de água 
Já OSMOLARIDADE é a concentração osmolar 
expressa em osmóis por litro de solução, em vez 
de osmóis por kg de água 
TRANSPORTE ATIVO 
Contra o gradiente de concentração, elétrico ou 
de pressão. 
Depende de proteínas carreadoras e utiliza uma 
fonte de energia para facilitar esse transporte. 
Pode ser: 
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO 
A energia usada é derivada diretamente da 
degradação do ATP BOMBAS 
BOMBA DE SÓDIO – POTÁSSIO 
Coloca 3 sódios para fora e 2 potássios para 
dentro 
É uma bomba eletrogênica: mantém o meio 
intracelular negativo e o extracelular positivo 
 
 
Características da proteína para o 
funcionamento da bomba: 
1. Contém 3 locais receptores de sódio na 
porção que se projeta para dentro da 
célula 
2. Contém 2 locais para ligação do potássio 
na porção externa 
3. A porção interna tem atividade ATPase 
(que é ativada quando há ligação de 3 
sódios e 2 potássios) 
 
Controla o volume celular: Dentro da célula, 
existe grande número de proteínas e de outras 
moléculas orgânicas que não podem sair das 
células. Em sua maioria, essas proteínas e outras 
moléculas orgânicas têm carga negativa, 
atraindo grande número de potássio, sódio e 
outros íons positivos. Todas essas moléculas e 
íons vão provocar a osmose de água para o 
interior da célula. A menos que esse processo 
seja interrompido, a célula vai inchar até 
estourar. O mecanismo normal para impedir 
esse resultado é o da bomba de Na+−K+. Esse 
mecanismo bombeia três íons Na+ para fora da 
célula a cada dois íons de K+ que são 
bombeados para o interior da célula. A 
membrana também é bem menos permeável 
aos íons e sódio do que aos íons potássio; desse 
modo, uma vez que os íons sódio estão do lado 
de fora, eles apresentam forte tendência a 
permanecerem ali. Portanto, esse processo 
representa perda real de íons para fora da 
célula, o que inicia a osmose da água para fora 
da célula. 
 
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BOMBA DE CÁLCIO 
Esse íon é mantido em baixo nível por duas 
bombas: uma que está presente na membrana 
celular que o joga para fora; outra que está 
presente na membrana do REliso das células 
musculares e nas mitocôndrias, que bombeia 
esse íon para dentro 
BOMBA DE HIDROGÊNIO 
Glândulas gástricas do estomago secretam 
ácido clorídrico (HCl, células parietais) 
Túbulos renais: células intercaladas especiais 
nos túbulos distais finais e nos ductos coletores 
corticais: secretam H do sangue para a urina 
ENERGÉTICA DO TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO: a 
quantidade de energia necessária para 
transportar ativamente é determinada pela 
concentração da substancia durante o 
transporte 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO 
A energia é derivada secundariamente da 
energia armazenada na forma de diferentes 
concentrações iônicas de substancias 
moleculares secundárias ou iônicas entre os dois 
lados da membrana, gerada originalmente pelo 
transporte ativo primário 
COTRANSPORTE 
Quando o sódio é transportado para fora da 
célula, por transporte ativo primário, em geral 
cria-se grande gradiente de concentração dos 
íons sódio, através da membrana celular — alta 
concentração fora da célula e concentração 
interna muito baixa. Esse gradiente representa 
reservatório de energia porque o excesso de 
sódio, do lado de fora da membrana celular, 
está sempre tentando se difundir para o 
interior. Sob condições apropriadas, essa 
energia da difusão do sódio pode empurrar 
outras substâncias, junto com o sódio, através 
da membrana celular. Esse fenômeno é referido 
como cotransporte. 
Para isso, é necessário um mecanismo de 
ligação, que é realizado por meio de outra 
proteína carreadora na membrana celular. O 
carreador, nesse caso, atua como local de 
ligação para o íon sódio e para a substância a ser 
cotransportada. Uma vez que ambos estejam 
ligados, o gradiente de energia do íon sódio faz 
com que o íon sódio e a outra substância a ser 
transportada entrem para o interior da célula. 
Cotransporte de Glicose e Aminoácidos junto 
com os Íons Sódio 
 
CONTRATRANSPORTE 
Os íons sódio tentam outra vez se difundir para 
o interior da célula devido a seu grande 
gradiente de concentração. Entretanto, dessa 
vez a substância a ser transportada está na 
parte interna da célula e deve ser transportada 
para o lado externo. Por essa razão, o íon sódio 
se liga à proteína carreadora onde se projeta 
para o exterior da membrana, enquanto a 
substância a ser contratransportada se liga à 
projeção da proteína carreadora no interior da 
célula. Uma vez que ambos já se ligaram, ocorre 
alteração conformacional, e a energia liberada 
pela ação do íon sódio, em sua difusão para 
dentro da célula, faz com que a outra substância 
seja transportada para o exterior. 
 
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Contratransporte de Sódio e dos Íons Cálcio e 
Hidrogênio
 
TRANSPORTE ATIVO ATRAVÉS DAS CAMADAS 
CELULARES 
Em vários locais do corpo, as substâncias devem 
ser transportadas através de toda a espessura 
das camadas de células, em vez de 
simplesmente através da membrana celular. 
Esse tipo de transporte ocorre através dos 
epitélios 
▪ intestinal; 
▪ tubular renal; 
▪ de todas as glândulas exócrinas; 
▪ da vesícula biliar; 
▪ da membrana do plexo coroide do 
cérebro, juntamente com outras 
membranas. 
O mecanismo básico de transporte de uma 
substância através da camada celular é 
➢ Transporte ativo através da membrana 
celular de um lado das células 
transportadoras nas camadas; 
➢ Difusão simples ou difusão facilitada 
através da membrana no lado oposto da 
célula.