Transporte Através das Membranas celulares

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Transporte Através das Membranas celulares 
Fisiologia: 
 
 É o estudo de como funciona o nosso corpo; 
 Estudo das funções; 
 
Membranas celulares: 
 
 Tem como função limitar o que está dentro e fora 
da célula. 
 Meio intracelular e extracelular; 
 
Composição Lipídica: 
 
 Colesterol 
 Glicolipídeos 
 Fosfolípideos 
 
 
Composição Proteica: 
 Atravessa toda membrana; 
 Proteína periférica ou integral 
Funções: 
 Enzimática; 
 Capaz de ativar determinadas reações químicas 
dentro e fora da célula; 
 
TRANSPORTE: vice versa, Dentro e fora; 
RECEPTORES: se ligam a moléculas que geram uma 
resposta interna dentro das células; 
 
LEC e LIC 
 Liquido extracelular e intracelular; 
Composição: 
 
 Cloreto; 
 Potássio; 
 Sódio; 
(Principais, inicialmente) 
 
 O líquido extracelular contém grande quantidade de 
sódio, mas somente pequena quantidade de potássio. 
 Contém grande quantidade de íons cloreto, enquanto 
o líquido intracelular contém quantidade muito 
pequena. 
 As concentrações de fosfato e de proteínas no líquido 
intracelular, são consideravelmente maiores do que 
no líquido extracelular. Essas diferenças são muito importantes para a vida 
das células, essas diferenças são produzidas pelos 
mecanismos de transporte das membranas 
celulares. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Barreira Lipídica da Membrana Celular e as 
Proteínas de Transporte da Membrana 
Celular 
MEMBRANA 
 Consiste quase que inteiramente em uma bicamada 
lipídica, com um grande número de moléculas de 
proteínas incrustadas nos lipídios. 
 
 A bicamada lipídica não é miscível nos líquidos extra 
e intracelular, ela constitui barreira para os 
movimentos das moléculas de água e de substâncias 
hidrossolúveis, entre os compartimentos dos líquidos 
intra e extracelular. 
 
 Algumas substâncias podem atravessar essa bicamada 
lipídica dispersando-se, de modo direto, através da 
substância lipídica. 
Composição celular 
Exemplo: Célula bacteriana 
 Composto por 70% de água e 30% de substancias 
químicas. 
 Rico em proteínas; 
 Substâncias proteicas podem funcionar como proteínas 
transportadoras. 
 Diferentes proteínas funcionam de modos distintos. 
 
 Algumas contêm espaços aquosos por toda a extensão 
da molécula, permitindo o livre movimento da água, 
bem como de íons ou de moléculas selecionados= 
 PROTEÍNAS CANAIS. 
 
 
 = se ligam às PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
moléculas ou aos íons a serem transportados. 
 
 Essas proteínas são: extremamente seletivas para os 
tipos de moléculas ou de íons que será permitido 
atravessar a membrana. 
 
O transporte através da membrana celular, tanto diretamente, 
através da bicamada lipídica, como por meio de proteínas, 
ocorre por um de dois processos básicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Difusão: 
 Difusão significa o movimento molecular aleatório de 
substâncias, molécula a molécula, através dos espaços 
intramoleculares da membrana ou em combinação com 
proteína transportadora. 
 
 Todas as moléculas e íons no corpo, inclusive as moléculas 
de água e as substâncias dissolvidas nos líquidos corporais, 
estão em constante movimento, cada partícula movendo-se 
por seu percurso distinto. 
 
 Quanto maior a movimentação, maior a temperatura e o 
movimento nunca cessam. 
Transporte ativo: 
 Significa o movimento dos íons ou de outras substâncias, 
através da membrana em combinação com uma proteína 
transportadora. 
 
 A proteína transportadora faz com que a substância se 
mova em direção oposta à de um gradiente de energia, 
como passando de um estado de baixa concentração para 
um estado de alta concentração. 
Difusão através da Membrana Celular 
A difusão simples 
Significa que o movimento cinético das moléculas ou dos íons 
ocorre através de abertura na membrana ou através dos 
espaços intermoleculares, sem que ocorra qualquer interação 
com as proteínas transportadoras da membrana. 
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, pelas 
quais as moléculas e os íons podem se mover. 
OCORRE POR DUAS VIAS: 
 (1) pelos interstícios da bicamada lipídica, no caso da 
substância que se difunde ser lipossolúvel. 
(2) pelos canais aquosos que penetram por toda a espessura da 
membrana, por meio de alguma das grandes proteínas 
transportadoras. 
A difusão facilitada 
 Requer a interação com uma proteína 
transportadora. 
 A proteína transportadora ajuda a 
passagem das moléculas ou dos íons, 
através da membrana, por meio de 
ligação química com eles. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Canais Proteicos 
 A água é extremamente insolúvel nos lipídios da 
membrana, ela passa com facilidade pelos canais das 
moléculas de proteínas que penetram por toda a 
espessura das membranas. 
 
 Outras moléculas insolúveis em lipídios podem passar 
pelos canais dos poros das proteínas do mesmo modo 
que as moléculas de água, caso sejam hidrossolúveis e 
suficientemente pequenas. 
Difusão pelos Canais Proteicos e as "Comportas” 
 Os canais proteicos demonstraram vias tubulares por 
toda a espessura da membrana entre os líquidos extra e 
intracelular. 
 
 Os poros são compostos por proteínas integrais da 
membrana celular que formam tubos abertos através da 
membrana e que ficam sempre abertos. 
 
 O diâmetro do poro e sua carga elétrica fornecem 
seletividade que permite a passagem de somente 
algumas moléculas. 
 
 Por exemplo, poros proteicos, denominados 
aquaporinas ou canais de água, permitem a passagem 
rápida de água através da membrana celular, mas 
excluem outras moléculas. 
 
 As aquaporinas têm um poro estreito que permite a 
difusão de moléculas da agua através da membrana em 
fila única. 
São distinguidas por duas características 
importantes: 
(1) elas, em geral, são seletivamente permeáveis a certas 
substâncias. 
(2) muitos dos canais podem ser abertos ou fechados por 
comportas que são reguladas por sinais elétricos (canais 
dependentes de voltagem) ou químicos que se ligam a 
proteínas do canal (canais dependentes de ligantes). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Permeabilidade Seletiva das Proteínas Canais 
 Proteínas canais são altamente seletivas para o transporte 
de um ou mais íons ou moléculas específicas. 
 
 Canais de potássio permitem a passagem de íons potássio, 
através da membrana celular, mais facilmente do que 
permitem íons sódio. 
 
 Qual é o mecanismo para essa notável seletividade iônica? 
 Foi descoberto que os canais de potássio têm a estrutura 
tetramérica, consistindo em quatro subunidades proteicas 
idênticas, envolvendo o poro central. 
 
 No topo do poro do canal existem alças que formam fütro 
de seletividade estreita. Revestindo o filtro de seletividade 
encontram-se oxigênios carbonílicos. 
 
 Quando íons potássio hidratado entram no filtro de 
seletividade, eles interagem com os oxigênios carbonílicos 
e perdem a maioria das suas moléculas de água ligadas, 
permitindo a passagem dos íons potássio desidratados pelo 
canal. 
 
 
 Os oxigênios carbonílicos estão muito afastados porém 
para permitir que eles interajam de perto com os íons sódio 
menores e que são, portanto, eficazmente excluídos pelo 
filtro de seletividade na passagem pelo poro. 
 Os diferentes filtros de seletividade para os vários tipos 
de canais iônicos são determinantes, em grande parte, na 
especificidade do canal para cátions ou ânions, ou para 
íons particulares, tais como Na+, K+ e Ca++, que 
ganham acesso ao canal. 
 
 Uma das mais importantes proteínas canais, é o canal de 
sódio, sua superfície interna desse canal tem forte carga 
negativa. 
 
 
 Essas fortes cargas negativas podem puxar os íons sódio 
desidratados para dentro desses canais, na verdadeafastando os íons sódio das moléculas de água que os 
hidratam. 
 Canal de sódio é especificamente seletivo para a 
passagem de íons sódio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
As Comportas das Proteínas Canais 
 Fornecem meio para controlar a permeabilidade iônica 
dos canais. 
 Podem ocluir a abertura do canal ou podem ser 
removidas dessa abertura por alteração da 
conformação da própria molécula de proteína. 
A ABERTURA E O FECHAMENTO DESSES CANAIS 
PODEM SER CONTROLADOS POR DOIS MODOS: 
 Por , onde a VARIAÇÕES DA VOLTAGEM
conformação molecular do canal ou das suas ligações 
químicas reage ao potencial elétrico através da 
membrana celular. 
 Esse é o mecanismo básico para a geração de 
potenciais de ação nas fibras nervosas responsáveis 
pelos sinais nervosos. 
 
 Por (por ligantes). Algumas CONTROLE QUÍMICO 
comportas das proteínas canais dependem da ligação 
de substâncias químicas (ou ligante) com a proteína; 
isso causa alteração conformacional da proteína ou de 
suas ligações químicas na molécula da proteína que 
abre ou fecha sua comporta. 
Difusão Facilitada 
 Ou difusão mediada por transportador; 
 A substância que é transportada por esse processo 
se difunde através da membrana usando uma 
proteína transportadora específica para auxiliar. 
 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 velocidade da difusão tende a um 
máximo. 
O QUE LIMITA A VELOCIDADE DA DIFUSÃO 
FACILITADA? 
 A proteína transportadora com poro 
suficientemente grande para transportar a molécula 
específica por parte de seu trajeto. 
 Mostra também um “receptor” de ligação na parte 
interna da proteína transportadora. A molécula a 
ser transportada entra no poro e se liga. 
 Entre as substâncias mais importantes que 
atravessam a membrana das células por difusão 
facilitada estão a glicose e a maioria dos 
aminoácidos. 
 
 
Fatores Que Afetam a Velocidade Efetiva da 
Difusão 
A INTENSIDADE DA DIFUSÃO EFETIVA É 
PROPORCIONAL À DIFERENÇA DE 
CONCENTRAÇÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA. 
A membrana celular com a substância com maior 
concentração no lado externo e concentração mais 
baixa no lado interno. 
A velocidade com que a substância vai se difundir 
para o lado interno é proporcional à concentração das 
moléculas no lado externo, porque essa concentração 
determina quantas moléculas atingem a parte externa 
da 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, a carga elétrica dos íons faz com que eles 
se movam através da membrana mesmo que não exista 
diferença de concentração para provocar esse 
movimento. 
EFEITO DA DIFERENÇA DE PRESSÃO 
ATRAVÉS DA MEMBRANA. 
Algumas vezes, diferenças consideráveis de pressão se 
desenvolvem entre os dois lados de membrana 
difusível. 
Pressão na verdade significa a soma de todas as forças 
das diferentes moléculas que se chocam com a 
determinada área de superfície em certo instante. 
 
 
Transporte Ativo de Substâncias através 
das Membranas 
É quando a membrana celular transporta as moléculas ou 
íons “para cima” contra um gradiente de concentração 
(ou “para cima”, contra um gradiente elétrico ou de 
pressão). 
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO E SECUNDÁRIO 
 No transporte ativo primário, a energia é 
derivada diretamente da degradação do trifosfato 
de adenosina (ATP) ou de qualquer outro 
composto de fosfato com alta energia. 
 
 No transporte ativo secundário, a energia é 
derivada secundariamente da energia 
armazenada na forma de diferentes 
concentrações iônicas de substâncias 
moleculares secundárias ou iônicas entre os dois 
lados da membrana da célula, gerada 
originariamente por transporte ativo primário. 
NOS DOIS CASOS, O TRANSPORTE DEPENDE DE 
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS QUE 
PENETRAM POR TODA A MEMBRANA CELULAR, 
COMO OCORRE NA DIFUSÃO FACILITADA. 
Transporte Ativo Primário 
Entre as substâncias que são transportadas por transporte 
ativo primário estão o sódio, o potássio, o cálcio, o 
hidrogênio, o cloreto e alguns outros íons. 
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO: 
 Processo de transporte que bombeia íons sódio para 
fora, através da membrana celular de todas as 
células, e ao mesmo tempo bombeia íons potássio de 
fora para dentro. 
 É responsável pela manutenção das diferenças de 
concentração entre o sódio e o potássio através da 
membrana celular, bem como pelo estabelecimento 
da voltagem elétrica negativa dentro das células. 
A BOMBA DE NA+ -K +: 
É Importante para o Controle do Volume Celular, uma 
das mais importantes funções.