TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA

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Gabriely Pansera – Medicina UCPel 
Fisiologia – P1 – Flávia 
TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA 
PLASMÁTICA 
GUYTON – CAP 4 
A bicamada lipídica atua como barreira entre o 
LEC e LIC; 
As moléculas de proteína presentes na membrana 
apresentam propriedades diferentes para o 
transporte de substâncias; 
As estruturas das proteínas (proteínas integrais) 
interrompem a continuidade da bicamada lipídica, 
apresentando uma via alternativa através da 
membrana; 
Essas proteínas penetrantes atuam como 
proteínas transportadoras; 
Elas contem espaços aquosos que permitem a 
passagem de água, íons e moléculas selecionados = 
chamadas proteínas canais; 
Proteínas carreadoras se ligam a moléculas ou 
íons a serem transportados e através de alterações 
estruturais nessa molécula, movem através da 
membrana; 
Movimentação de partículas = calor; 
Quanto maior a movimentação = maior a 
temperatura; 
Zero absoluto = movimento cessa; 
Movimento aleatório das moléculas; 
Um fator determinante da velocidade de difusão 
na membrana é a lipossolubilidade da substancia; 
O2, Co2, N e álcool passam livremente através da 
membrana por serem lipossolúveis; 
A água passa através de poros chamados 
aquaporinas, específicos para sua passagem. Sua 
passagem é rápida, apesar de passar apenas uma 
molécula por vez; 
A difusão pode ser simples ou facilitada: 
 
DIFUSÃO SIMPLES 
A difusão simples é quando o movimento cinético 
das moléculas ou dos íons ocorre através de 
aberturas ou de espaços intermoleculares na 
membrana, sem que ocorra interação com as 
proteínas carreadoras da membrana; 
A intensidade da difusão é determinada pela 
quantidade de substancia disponível, velocidade 
do movimento cinético e numero e tamanho das 
aberturas na membrana; 
Pode ocorrer por duas vias: 
1) Pelos interstícios da bicamada, no caso de 
substancias lipossolúveis que se difundem; 
2) Pelos canais aquosos que penetram toda a 
membrana por meio de grandes proteínas 
transportadoras. 
 
DIFUSÃO FACILITADA 
A difusão facilitada requer a interação com uma 
proteína carreadora da membrana; 
Essa proteína ajuda na passagem das moléculas 
ou dos íons por meio de ligações químicas com eles; 
 
DIFUSÃO POR CANAIS PROTEICOS E COMPORTAS 
Os poros são compostos de proteínas integrais da 
membrana que formam tubos que ficam sempre 
abertos; 
O diâmetro e a carga elétrica do poro fornecem 
sua seletividade; 
As proteínas canais tem duas características 
importantes: 
 
CONSIDERAÇÕES GERAIS 
Difusão: passa a favor do gradiente; 
Transporte ativo: passa contra o gradiente. 
DIFUSÃO 
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1) Seletivamente permeáveis; 
2) Muitos canais podem ser abertos ou fechados 
por comportas, que são reguladas por sinais 
elétricos ou químicos; 
 
A seletividade das proteínas canais resultam das 
características do próprio canal; 
Ex.: quando íons potássio hidratados entram no 
filtro de seletividade dos canais de potássio, 
interagem com oxigênios carbonílicos e perdem a 
maioria das suas moléculas de água ligadas, 
permitindo a passagem dos íons K desidratados 
pelo canal; 
Ex.: o canal de sódio tem uma superfície interna 
com forte carga negativa, que puxam os íons 
sódio desidratados para dentro desses canais, na 
verdade afastando os íons sódio das moléculas de 
água que o hidratam 
As comportas das proteínas canais são meio de 
controle da permeabilidade iônica dos canais; 
Podem ocluir a abertura do canal ou ser removidas 
dessa abertura por alteração na conformação da 
própria molécula de proteína; 
A abertura e fechamento desses canais pode ser 
controlada de duas formas: 
 
1) Dependentes de voltagem (variações na 
voltagem): a conformação molecular do canal ou 
 das suas ligações químicas reage ao potencial 
elétrico através da membrana; 
Ex.: uma forte carga negativa do lado interno 
poderia fazer com que as comportas externas do 
canal de sódio permanecessem fechadas, já se o 
lado interno perdesse sua carga negativa, essas 
comportas se abririam, permitindo a entrada do 
sódio; 
2) Dependentes de ligantes (por controle químico): 
dependem da ligação de substancias químicas 
com a proteína, que causa alteração 
conformacional na molécula da proteína que 
abre ou fecha sua comporta; 
Ex.: neurotransmissores, hormônios e canal de 
acetilcolina: a acetilcolina abre a comporta desse 
canal, formando poro negativamente carregado, 
que permite a passagem de moléculas sem carga 
ou de íons positivos menores que o diâmetro da 
acetilcolina; 
 
A difusão permanece constante ate que os dois 
lados se estabilizem, o que permite a diferença de 
íons dentro e fora das células são as comportas 
 
DIFUSÃO FACILITADA E PROTEINAS CARREADORAS 
Difusão facilitada = difusão mediada por carreador 
porque a substancia que é transportada por esse 
processo se difunde através da membrana com a 
ajuda de uma proteína carreadora especifica; 
O carreador facilita a difusão da substancia para 
o outro lado; 
Diferente da difusão simples, a facilitada tende a 
um máximo. Enquanto a concentração da 
substancia difusora aumenta, a intensidade da 
difusão simples continua a aumentar, já na 
facilitada, a velocidade da difusão não pode 
aumentar acima do nível máximo; 
A velocidade com que moléculas podem ser 
transportadas por esse mecanismo nunca pode ser 
maior que a velocidade da proteína carreadora de 
se alterar entre suas duas conformações; 
Ex.: GLUT: proteína canal que faz a difusão 
facilitada da glicose 
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OSMOSE – DIFUSÃO EFETIVA DA ÁGUA 
A água é tão precisa que seu movimento efetivo é 
zero. Consequentemente o volume da célula 
permanece constante; 
Osmose: quando ocorre diferença da 
concentração da água através da membrana, 
passa a existir um movimento efetivo de água 
através da membrana, fazendo com que a célula 
inche ou encolha 
Exemplo: mais sódio de um lado desloca água para 
outro lado, ficando mais água pura do outro: há 
mais moléculas de água se chocando do lado onde 
tem mais água = passam por osmose para a solução 
de cloreto. 
 
 
PRESSÃO OSMÓTICA 
Pressão: soma de todas as forças das diferentes 
moléculas se chocando com a determinada área de 
superfície em certo instante; 
Pressão osmótica é a quantidade de pressão 
necessária para interromper a osmose; 
Exemplo: faz com que o nível do liquido fique cada 
vez mais diferente até que a diferença de pressão 
desenvolvida entre os dois lados da membrana seja 
intensa suficiente para se opor ao efeito osmótico. 
NÚMERO DE PARTÍCULAS NA PRESSÃO OSMÓTICA 
A pressão osmótica exercida pelas partículas em 
solução é determinada pelo número dessas 
partículas e não pela massa das partículas; 
A massa é desprezível, pois partículas com 
grande massa se movem lentamente e partículas 
com menor massa se movem rápido, logo as 
energias cinéticas se equivalem e são as mesmas; 
Número de partículas = concentração molar; 
 
OSMOLALIDADE 
Osmol é a unidade que expressa a concentração; 
1 osmol = 1 molécula. Exemplo: 180 gramas de 
glicose = 1 molécula grama = 1 osmol; 
Osmolalidade normal do LEC e LIC é cerca de 300 
miliosmóis por kg de água. 
 
OSMOLARIDADE 
É a concentração osmolar expressa em osmóis 
por litro de solução, em vez de por kg de água; 
 
Transporte contra um gradiente de concentração; 
Não podem ocorrer por difusão simples, pois nela 
há equilíbrio dos dois lados com o passar do tempo; 
Dividido em dois tipos de acordo com a fonte de 
energia usada para facilitar: transporte ativo 
primário e secundário; 
Nos dois casos o transporte depende de 
proteínas carreadoras, mas nesse caso são 
capazes de transferir energia para a substancia 
transportada. 
 
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO 
A energia é derivada diretamente do ATP ou 
qualquer composto de fosfato com alta energia; 
Transporta Cálcio, Sódio, Potássio,Hidrogênio, 
Cloreto e outros íons. 
 
BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO 
Responsável pela manutenção das diferenças de 
concentração de Na e K através da membrana; 
Estabelece voltagem elétrica negativa dentro das 
células; 
É a base para funções nervosas, transmitindo 
sinais nervosos; 
A proteína carreadora tem 3 características: 
 
TRANSPORTE ATIVO 
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1) Contem 3 locais receptores para a ligação de 
íons sódio na porção da proteína que se projeta 
para dentro da célula; 
2) Contem 2 locais receptores para íons potássio 
na porção externa; 
3) A porção interna, perto do local de ligação do 
sódio, tem atividade ATPase; 
 
Quando dois íons K se ligam a parte externa da 
proteína, três íons Na se ligam a parte interna e a 
função ATPase é ativada, clivando uma molécula de 
ATP (formando ADP); 
Essa liberação de uma ligação de P de alta energia 
causa alteração química e conformacional da 
molécula da proteína carreadora, tirando 3 Na e 
colocando 3 K para dentro da célula; 
 
Essa bomba pode funcionar de forma inversa, as 
concentrações de ATP, ADP, P, mais os gradientes 
eletroquímicos de Na e K determinam a direção da 
reação das enzimas; 
 
A bomba de Na e K tem função de controlar o 
volume de cada célula, sem essa função, as células 
do corpo inchariam até estourar; 
Dentro da célula há varias moléculas orgânicas 
que iriam provocar osmose da água para dentro da 
célula ate ela estourar, por isso esse processo 
precisa ser interrompido; 
Esse mecanismo bombeia 3 Na para fora, deixando 
2 K dentro, ficando um saldo positivo de 1 íon, que 
faz que a osmose seja para fora da célula; 
Caso a célula comece inchar por alguma razão, a 
bomba de Na e K ativa, transferindo mais íons para 
fora, que consequentemente carregam mais água 
com eles. 
Essa ação resulta em positividade do lado externo 
da célula, mas produz um déficit no lado interno, 
esse saldo que ela gera, faz com que seja uma 
bomba eletrogênica. 
BOMBA DE CÁLCIO 
Em condições normais os íons Ca são mantidos 
em baixa concentração no citosol intracelular; 
 
Essa manutenção é feita por 2 bombas de Ca: 
1) Uma está na membrana celular transportando 
íons Ca para fora da célula; 
2) Outra bombeia Ca para dentro de organelas 
vesiculares intracelulares, como o reticulo 
sarcoplasmático das células musculares e 
mitocôndrias de todas as células; 
 
Em ambos os casos, a proteína carreadora 
atravessa a membrana e cliva ATP, atuando como 
enzima ATPase; 
A diferença dessa proteína é que ela contém local 
de ligação extremamente especifico para o Ca, em 
vez do Na. 
 
BOMBA DE HIDROGÊNIO 
O transporte de Hidrogênio é importante em duas 
localizações do corpo: 
 
1) Glândulas Gástricas do estomago; 
Nessas glândulas, as células parietais das 
camadas mais profundas têm essa bomba mais 
potente para transportar íons H de qualquer parte 
do corpo; 
Esse mecanismo é a base para secreção de ácido 
clorídrico e das secreções digestivas do estomago; 
Nas extremidades secretoras da glândula 
gástrica, a concentração de H aumenta ate 1 
milhão de vezes, sendo liberada no estomago junto 
com íons cloreto para formar acido clorídrico. 
 
2) Túbulos distais finais e ductos coletores 
corticais dos Rins; 
Nos túbulos renais há células intercaladas 
especiais; 
Nesse caso, grandes quantidades de íons H são 
secretados do sangue para a urina, para eliminar o 
excesso de H dos líquidos corporais; 
Os íons H podem ser secretados na urina contra 
gradiente de concentração de cerca de 900 vezes. 
 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO 
A energia deriva secundariamente da energia 
gerada por transporte ativo primário; 
Dividido em dois tipos: cotransporte e 
contratransporte: 
 
 
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COTRANSPORTE 
Quando o Na é transportado para fora das células 
por transporte ativo primário, cria-se um gradiente 
de concentração dos íons Na através da membrana; 
Esse gradiente é um reservatório de energia, pois 
o excesso de Na do lado de fora está sempre 
tentando se difundir para dentro; 
Essa energia da difusão do Na pode empurrar 
outras substancias junto, sendo esse transporte 
chamado cotransporte; 
Para que isso aconteça, a proteína carreadora da 
membrana tem um mecanismo de ligação. Ela atua 
como local de ligação para o Na e outra substancia; 
 
CONTRATRANSPORTE 
Do mesmo modo os íons Na tentam se difundir 
para o interior da célula, mas a substancia a ser 
transportada se liga na parte interior da proteína 
carreadora; 
Quando ambos se ligam, a proteína sofre alteração 
conformacional e a energia liberada pelo íons Na em 
sua difusão para dentro da célula, faz com que a 
outra substancia seja transportada para fora. 
 
COTRANSPORTE SÓDIO-GLICOSE 
Glicose e aminoácidos são os mais comuns a 
serem transportados com Na por cotransporte; 
A proteína tem dois locais de ligação na parte 
externa, uma para o Na e outra para a Glicose; 
A alteração conformacional para o transporte não 
ocorre ate que os dois sítios de ligação estejam 
preenchidos com as duas moléculas; 
São importantes para o transporte de glicose 
através dos epitélios de células renais e intestinais; 
 
COTRANSPORTE DE SÓDIO DOS AMINOÁCIDOS 
Ocorre da mesma maneira que para a glicose, 
exceto pelo fato de que participa um conjunto 
diferente de proteínas carreadoras (há + de 5 ≠ 
proteínas transportadoras de aminoácidos); 
O cotransporte de glicose e aminoácidos ocorre de 
modo especial nas células epiteliais do trato 
intestinal e dos túbulos renais para promover absor- 
-ção dessas substancias pelo sangue. 
 
CONTRATRANSPORTE SÓDIO-CÁLCIO 
O contratransporte Na-Ca ocorre através de 
todas ou quase todas as membranas celulares. O 
Na se move para o interior e o Ca para o exterior; 
Ambos são ligados a mesma proteína carreadora; 
Acontece em adição ao transporte ativo primário. 
 
CONTRATRANSPORTE SÓDIO-OXIGÊNIO 
Ocorre em vários tecidos, principal exemplo: 
túbulos proximais dos rins; 
Onde os íons Na se movem do lúmen dos túbulos 
para o interior da célula tubular, enquanto os íons 
H são contratransportados para o lúmen dos 
túbulos. É menos potente que o transporte ativo 
primário pelos túbulos renais distais. 
 
TRANSPORTE ATIVO ATRAVÉS DAS CAMADAS CELULARES 
As substancias também devem ser transportadas 
através de toda a espessura das camadas de 
células em vez de só através da membrana celular; 
Esse transporte ocorre através dos epitélios: 
intestinal; tubular renal; todas as glândulas 
exócrinas; vesícula biliar; membrana do plexo 
coroide do cérebro... 
Mecanismos básicos de transporte de uma 
substancia através da camada celular: 
1) Transporte ativo da membrana celular de 
um lado das células transportadoras nas 
camadas; 
2) Difusão simples ou facilitada através da 
mebrana no lado oposto da célula. 
 
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Gabriely Pansera – Medicina UCPel 
Fisiologia – P1 – Flávia 
O transporte ativo dos íons Na pelas superfícies 
basolaterais das células epiteliais resulta em 
transporte não só de Na, mas também de água; 
É através desses mecanismos que a maioria dos 
nutrientes, íons e substancias são absorvidos do 
intestino para o sangue.