Transporte de Substâncias -FISIO 1

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CLARA SILVA MED UC1/ FAP 
Transporte de Substâncias 
 através das Membranas Celulares 
 
• A bicamada lipídica + proteínas inseridas na 
bicamada lipídica formas meios de transporte 
de substâncias 
• As diferentes proteínas atuam funcionam de 
modo distintos, como algumas: 
 Possuem espaços aquosos por toda 
extensão, permitindo livre movimento 
da água, bem como íons ou outras 
moléculas selecionadas, são as 
proteínas canais 
 Se ligam às moléculas ou aos íons a 
serem transportados e acontecem 
alterações estruturais nas moléculas, 
assim movem as substâncias através 
do interstícios da proteína até o outro 
lado, são as proteínas carreadoras 
• O transporte através da membrana celular 
ocorrem por um de dois processos básicos: 
difusão ou transporte ativo 
• Difusão: segue o gradiente de concentração, 
logo a energia envolvida no processo é a 
movimentação cinética normal da matéria. 
• Transporte ativo: contra o gradiente de 
concentração, logo requer uma fonte adicional 
de energia, além da cinética normal. 
DIFUSÃO 
Esse movimento contínuo de moléculas umas contra as 
outras, nos líquidos ou nos gases, é chamado de difusão. 
• Importante para manter o meio isotônico 
Fatores determinantes 
• Quantidade de substâncias 
• Velocidade do movimento cinético 
• Número e tamanho das aberturas 
• Lipossolubilidade das subst. 
• Diâmetro da molécula 
• Espessura da membrana 
 
DIFUSÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR 
Pode ser: 
• Difusão simples: movimento cinético das 
moléculas ou dos íons são pela abertura na 
membrana de espaços intermoleculares, sem 
que ocorra interação com as proteínas 
carreadoras. Ocorrem: 
 (1) Através dos interstícios da 
bicamada, no caso dos lipossolúveis 
 (2)Através dos canais aquosos que 
penetram por toda espessura da 
membrana, penas proteínas 
transportadoras. 
 
• Difusão facilitada: se dá pela interação com 
uma proteína carreadora que vai se ligar 
quimicamente a eles, transportando-os em 
movimentos de vaivém. 
Difusão das substâncias 
lipossolúveis através da 
bicamada lipídica 
A velocidade da difusão de cada substância nesses 
casos é diretamente proporcional a sua 
lipossolubilidade. 
Por exemplo, a lipossolubilidade do oxigênio é alta, logo 
grandes quantidades de oxigênio são transportadas para 
o interior das células quase como se não existisse 
membrana celular. 
 
CLARA SILVA MED UC1/ FAP 
Difusão das moléculas de 
Água e de outras moléculas 
insolúveis em lipídios pelos 
canais proteicos 
• Água: ela passa com facilidade pelos canais das 
moléculas de proteínas que passam por toda 
espessura da membrana. Além disso, muitas 
membranas celulares possuem poros proteicos 
chamados aquaporinas que permite essa 
passagem rápida da água. 
• Outras moléculas: podem passar pelos canais 
dos poros das proteínas do mesmo modo que a 
água caso sejam hidrossolúveis e 
suficientemente pequenas. 
 
Difusão pelos canais 
proteicos e as “comportas” 
desses canais 
São diferenciadas por duas características: 
• São seletivamente permeáveis a certas 
substâncias 
• Muitos canais podem ser abertos ou fechados 
por comportas que são reguladas por sinais 
elétricos (canais dependentes de voltagem) ou 
sinais químicos que se ligam a proteínas do 
canal (canais dependentes de ligantes). 
 
1. Permeabilidade seletivas das proteínas canais 
• Possuem filtros de seletividades para os vários 
tipos de canais iônicos, conferindo sua grande 
especificidade para cátions, ânions ou íons 
particulares (como Na+, K+, Ca++). 
• Uma das mais importantes é o canal de sódio, 
que possuem forte carga negativa, que puxam o 
íons de sódio desidratados para dentro dos 
canais, afastando os íons de sódio da água. 
2. Comportas das proteínas de canais 
Fornecem mecanismo para controlar a permeabilidade 
iônica dos canais, funcionam como comportam 
semelhantes das moléculas transportadoras que pode 
fechar canais ou podem ser removidas da abertura por 
alteração da conformação da própria molécula de 
proteína. 
Essa abertura e fechamento podem ser controladas de 
dois modos: 
• Por variações da voltagem. A conformação 
molecular do canal ou das suas ligações 
reagem com o potencial elétrico através da 
membrana. 
Esse processo é o mecanismo básico para geração 
de potenciais de ação nas fibras nervosas que são 
responsáveis pelos sinais nervosos. 
• Por controle químico (por ligantes). Algumas 
comportas das proteínas canais dependem da 
ligação de substâncias químicas (ou ligante) 
com a proteína, que causa uma alteração 
conformacional da proteína que abre ou fecha 
sua comporta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
A DIFUSÃO FACILITADA NECESSITA DE PROTEINAS 
CARREADORAS DE MEMBRANA 
É conhecida como difusão mediada por carreador, 
porque a se difunde através da membrana com a 
facilitação de uma proteína carreadora específica. 
• Difere-se da difusão simples da seguinte forma: 
apesar da velocidade de difusão simples 
aumentar proporcional direta à concentração de 
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substância, na facilitadora ela está limitada a 
um valor de velocidade máxima 
• O que limita a difusão facilitada? 
A reposta é seu mecanismo ilustrado abaixo, mostra que a 
proteína carreadora com poro suficientemente grande para 
transportar a molécula específica, mostra também o 
”receptor” na parte interna da proteína. A molécula a ser 
transportada entra no poro e se liga, então ocorre a alteração 
conformacional ou química na proteína carreadora, de modo 
que o poro abre do lado oposto da membrana. Logo, a 
velocidade com que as moléculas são transportas não pode 
ser maior que a velocidade que ocorre essas duas alterações 
conformacionais na proteína. 
FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE EFETIVA DA 
DIFUSÃO 
A intensidade da difusão efetiva é proporcional à diferença de 
concentração através da membrana. (FIGURA A) 
A velocidade da difusão para o lado interno vai ser 
proporcional à concentração das moléculas do lado externo, 
pois determina a quantidade de moléculas atingindo a 
membrana a cada segundo. 
EFEITO DO POTENCIAL ELÉTRICO DA MEMBRANA SOBRE 
A DIFUSÃO DOS ÍONS – O “POTENCIAL DE NERNST” 
Se um potencial elétrico for aplicado através da membrana 
como na FIGURA B, a carga elétrica dos íons fazem com que 
aja uma movimentação mesmo sem diferença de 
concentração. ? 
Na figura B, aplicou se uma carga positiva na direita em que 
gerou uma atração pelos negativos da esquerda, que após um 
tempo vai resultar em uma diferença de concentração iônica 
EFEITO DA DIFERENÇA DE PRESSÃO ATRAVÉS DA 
MEMBRANA 
Essa diferença ocorre, por exemplo, na membrana 
capilar sanguínea, em todos os tecidos do corpo. A 
pressão é maior dentro do capilar do que fora. 
Assim pressão significa que todas as forças das 
diferentes moléculas se chocando em um área de 
superfície em certo tempo. O resultado é quantidade 
maior de moléculas indo pro lado com menor pressão 
(FIGURA C, que mostra o pistão criando uma alta pressão 
e fazendo com que as moléculas se choquem e se 
difusão para o outro lado) 
 
 
 
 
 
 
OSMOSE– DIFUSÃO EFETIVA DE ÁGUA 
• Fluxo de água através da membrana semipermeável, 
devido a presença de concentração do soluto. Não 
tem soluto, não tem movimento de soluto, tentando 
dissolver o soluto. 
• Passa pelas aquoporinas 
 
Porém existem algumas situações, quando os solutos estão 
separados por uma membrana que só é permeável para água, 
mas não para as moléculas de soluto, as moléculas hídricas 
difundem da solução com menor concentração para a com a 
maior concentração. Esse fenômeno é conhecido por osmose. 
TONICIDADE DAS SOLUÇÕES 
Determina a direção da osmose, importante para o 
equilíbrio do meio. 
• Hipertônico: mais soluto, menos água - célula 
murcha 
• Hipotônico: menos soluto, mais água – célula 
incha 
• Isotônico – soluto e água em concentrações 
iguais– célula constante 
 
 
 
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Pressão Osmótica 
A pressão da água necessária para interromper a 
osmose e é determinada pelo número de moléculas na 
solução. 
• Determina a passagem da água 
• O que determina a pressão osmótica é a 
concentração do número de partículas e não em 
termos de massa de soluto. 
• Pressão na membrana semipermeável 
Pressão Oncótica 
• Pressão que o soluto exerce para que haja o 
direcionamento da passagem da água 
 
TRANSPORTE ATIVO DE SUBSTÂNCIAS DAS 
MEMBRANAS 
• Quando necessita de alguma fonte de energia 
para o deslocamento do íons contra o gradiente 
de concentração. 
• Gasto de ATP 
• Mudança conformacional transporta soluto de 
um lado para outro 
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO E TRANSPORTE 
SECUNDÁRIO 
Dividido de acordo com a fonte de energia: 
• Primário: transporte ÚNICA SUBSTÂNCIA, a 
energia usada é o ATP (energia metabólica) 
• Secundário: transporte DUPLO, a energia é 
derivada secundariamente da energia 
armazenada nas substâncias, gerada por 
transporte primário. (de outras fontes que não a 
metabólica) 
• Funcionam também com proteínas carreadoras 
como na difusão facilitada, entretanto a 
diferença é que no transporte ativo funcionam 
de modo distinto, sendo capazes de transferir 
energia para a substância transportada para 
move-la contra o gradiente. 
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO 
APENAS UMA MOLÉCULA SENDO TRANSPORTADA 
A Bomba de sódio e potássio 
• Processo que bombeiam 3 íons de sódio para 
fora e ao mesmo tempo bombeia 2 íons de 
potássio de fora para dentro. 
• Responsável pela manutenção das diferentes 
concentrações entre sódio e potássio, bem como 
o estabelecimento da voltagem elétrica dentro 
das células. 
• Controle do volume celular 
• Possuem natureza eletrogênica – produzindo o 
potencial elétrico através da membrana, pelas 
diferenças de saída e entrada dos íons 
Transporte Ativo Primário 
dos íons de cálcio 
Íons de cálcio são mantidas em quantidades baixas 
dentro das células diferente da quantidade no extra, 
• essa manutenção resulta de 2 bombas de cálcio. 
Uma na membrana celular, transportando cálcio 
para exterior e a outra bombeia cálcio para 
dentro. 
• As proteínas carreadoras atuam como a enzima 
ATPase da bomba de sódio e potássio mas local 
de ligação especifica para o cálcio 
Transporte ativo dos íons de 
hidrogênio 
• São importantes para: 
 Glândulas gástricas do estômago (1) 
 Nos túbulos distais finais e ductos 
coletores corticais dos rins (2) 
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• (1) Nas glândulas gástricas – possuem células 
que transportam o hidrogênio de qualquer parte 
do corpo. Esse mecanismo é base para secreção 
de ácido clorídrico das secreções digestivas. 
 
• (2) Nos túbulos renais possuem também células 
que transportam esses hidrogênios, assim são 
secretadas do sangue para urina para 
eliminação do excesso de hidrogênio dos 
líquidos corporais. 
 TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO 
• Simporte (cotransporte): duas substâncias 
diferentes sendo transportadas no mesmo 
sentido e sendo contra seu gradiente de 
concentração 
• Antiporte (contratransporte): duas substâncias 
diferentes sendo transportadas para sentidos 
diferentes, cada um respeitando seu gradiente 
de concentração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cotransporte de glicose 
junto com sódio 
A proteína carreadora tem dois locais de ligação em seu 
lado externo, um para sódio e outro para glicose. Além a 
quantidade de sódio é muito externo é muita alta o que 
favorece a energia para o transporte. 
• Uma propriedade especial da proteína 
transportadora : a alteração conformacional 
para permitir que o sódio não ocorre até a 
glicose se ligar. 
• Ocorre principalmente nas células epiteliais do 
trato intestinal e túbulos renais – para 
promover absorção da glicose pelo sangue 
TRANSPORTE DE GRANDES MOLÉCULAS 
 
• Endocitose 
 Fagocitose= pseudópodes, sólidas 
 Pinocitose= envaginarão, líquida 
• Exocitose 
 Excreção de resíduos da digestão das 
partículas ou do seu metabolismo