TRANSPORTE DE MEMBRANA

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AULA 3 – TRANSPORTE DE MEMBRANA 
 Membrana celular 
 É uma barreira que separa o compartimento intracelular do compartimento extracelular. 
 Funções gerais: isolamento físico, regulação de trocas com o meio, comunicação entre 
a célula e o meio interno, suporte estrutural com o citoesqueleto e junções 
especializados entre células adjacentes. 
 Modelo de mosaico fluido: a membrana consiste da bicamada de fosfolipídios com uma 
variedade de proteínas inseridas parcial ou completamente na bicamada e carboidratos 
encontra-se na superfície externa. 
 A variação entre proteínas e lipídeos varia amplamente dependendo da origem da 
membrana. 
 Constituição da membrana: 
 Colesterol: quanto mais colesterol mais rígida e impermeável é a membrana 
 Fosfolipídios 
 Carboidratos 
 Proteínas 
OBS: 
Lipídeos biliares: junção dos colesteróis e 
fosfolipídeos 
Glicolipídeos: junção dos lipídeos e carboidratos 
Glicoproteínas: junção dos lipídeos e proteínas 
 Proteínas de membrana: 
 A composição da membrana confere suas características de sua 
permeabilidade: a variação está principalmente nos tipos de proteínas e a 
quantidade de colesterol que vai ter na membrana. 
 Tipos de proteínas de acordo com a estrutura: 
 Proteínas integrais: atravessam a membrana 
o Proteínas Transmembrana: podem mover-se lateralmente dentro da membrana 
plasmática dependendo das direções das fibras do citoesqueleto. Essa restrição 
confere polaridade à membrana, portanto diferentes propriedades. 
 Proteínas associadas à membrana (periférica): ficam expressas apenas de um lado 
da membrana 
 Tipos de proteínas de acordo com a função: 
 Transportador de membrana: função de transportar algo de um lado para outro 
o Carreadores: quando troca de conformação para transportar uma substância. 
Os glicolipídeos e as glicoproteínas possuem a função de 
dar estabilidade funcional para célula, reconhecimento 
celular e da resposta celular imune. 
 
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o Canal: formam canais através da membrana que permite a passagem da 
substância. 
 Canais abertos: ficam abertos o tempo inteiro permitindo a passagem ex.: 
aquaporina – passagem de água 
 
 Canais com portões: 
Mecanodependetes  de acordo com o estímulo mecânico se abrem ou se 
fecham 
Voltagem dependentes  alteração na voltagem na membrana permite 
abertura ou fechamento 
Quimiodependentes  algum receptor desse canal recebe um estímulo químico 
para ele se abrir. 
 Estruturais: participam dos juncões celulares (oclusivas ou comunicantes) e 
citoesqueleto 
 Enzimas de membrana: participam do metabolismo celular e da transferência de 
sinal entre células diferentes. 
 Receptor de membrana: fazem comunicação entre células a partir do momento 
que ela se liga a um receptor. 
 
 TRANSPORTADORES DE MEMBRANA 
 Proteínas de canais transporta principalmente água e íons; os canais de íon podem 
ser específicos para um ou mais íons e podem permitir que íon de tamanho e carga 
similares passem. 
OBS: A seletividade do canal é dada pelo diâmetro e pelos aminoácidos que compõem o canal 
(tem aminoácidos com carga positivas e aminoácidos com carga negativa). 
 Os canais podem ser classificados em abertos ou fechados 
o Abertos: passam a maior parte do tempo aberto permitindo que íon se movam sem 
restrições 
o Fechados: permitem regulação do movimento das moléculas entre o fluido 
intracelular e extracelular 
 Estado fechado  ele não permite a passagem de nada, mas pode ser 
estimulado e se tornar aberto permitindo a passagem. 
 Estado inativo  está aberto, mas tem uma comporta que inativa esse canal até 
que volte sua conformação fechado e se estimule para abrir 
 Estado aberto  está aberto e permite a passagem de algumas substâncias. 
 
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 O que controla a abertura e o fechamento de canais? 
a) Moléculas mensageiras intracelulares ou por ligantes extracelulares (quimicamente 
sensível); 
b) Por estado elétrico da célula (eletricamente sensível) 
c) Por mudança física (ex.: mudança de temperatura ou tensão) 
 Proteínas carreadores: elas mudam sua conformação quando determinado substrato 
se liga aquela proteína de um lado da membrana (funciona como um sistema de 
comportas), ou seja, formam canais com duas portas pois não criam passagem continua 
como os canais iónicos e por isso é mais lento. Além disso, possui sítios de ligações 
específicos para determinados substratos. 
 
 Membrana celular: divide a parte interna do corpo em compartimentos: fluido intracelular e 
fluido extracelular, isso faz com que tenha diferentes concentrações de substâncias entre os 
líquidos. 
 Movimento através da membrana: 
 Propriedade da molécula que influenciam o movimento através da membrana: Tamanho 
da molécula e polaridade (solubilidade em lipídeos). 
 Moléculas pequenas e apolares se movimentam com muita facilidade através da 
membrana. 
Ex.: água (por causa das aquaporinas e dos canais de NA, K, CA), oxigénio, dióxido de carbono 
e lipídeos movem-se facilmente através da membrana. 
 Moléculas grandes, como proteínas, íon e moléculas polares encontram dificuldade de 
atravessar a membrana. 
 Permeabilidade da membrana: permeável ou impermeável dependendo da passagem 
pela membrana. 
OBS: proteína só entra e sai na célula por endocitose e exocitose 
 
 Transporte passivo: SEM ATP E A FAVOR DO GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO 
 Difusão Simples: sem gasto de ATP, ou seja, utiliza apenas a energia cinética das 
moléculas geradas pela diferença do gradiente de concentração e não precisa de um 
transportador de membrana. Passa por um canal ou diretamente através da 
membrana. Ex: lipossolúveis 
 Difusão facilitada: sem gasto de ATP, ou seja, utiliza apenas a energia cinética das 
moléculas e utiliza um transportador de membrana, depende de proteína carreadora. 
 
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 Transporte ativo: COM ATP E CONTRA O GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO 
(PRIMÁRIO) E CONTRA O GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO (SECUNDÁRIO) 
 Transporte ativo primário: gasto de energia diretamente do ATP para jogar a 
substância contra o gradiente de concentração.  pode ser uniporte (joga uma 
molécula), simporte/ cootransporte (joga duas moléculas) ou antiporte / 
contratransporte (joga uma substância pra um lado ao mesmo tempo que joga outra 
para o outro. Ex. bomba de sódio e potássio). 
 Transporte ativo secundário: usar a força do gradiente de concentração gerado pelo 
transporte ativo primário para transportar as substâncias. 
o Cootransporte: 
o Contratrasporte / Antiporte: 
 
 TRANSPORTE MEDIADO POR CARREADORES PODE SER PASSIVO OU ATIVO 
- O transporte por carreador for passivo as moléculas movem-se a favor do seu gradiente de 
concentração e para quando o equilíbrio é estabelecido = difusão facilitada 
- O transporte por carreador precisa de energia proveniente do ATP e as moléculas movem-se 
contra o seu gradiente de concentração = transporte ativo 
 Transporte mediado por um carreador passivo ou ativo tem 3 propriedades pois dependem 
da interação do substrato com uma proteína: 
 Especificidade por moléculas intimamente relacionadas 
Ex.: transporte de hexoses (glicose, manose, galactose e frutose) pelo transportador GLUT. Os 
GLUTs são específicos para monossacarídeos de 6 carbonos, não transportam dissacarídeos 
como a maltose. 
 Competição é uma propriedade intimamente relacionada á especificidade. (obs: inibição 
competitiva  a molécula competidora não é transportada, porém bloqueia o transporte. 
Maltose compete pelo sítio de ligação, mas é grande demais para ser transportada através 
da membrana). 
Ex.: cada um dos tipos de transportadores GLUT apresentam preferência por uma das hexoses 
baseada na afinidade da ligação. 
 Saturação ocorre quando os carreadores estão transportando o substrato em sua taxa 
máxima. A saturação depende da concentração do substrato e do número de moléculas 
carreadores disponíveis. 
 
Como as células podemimpedir que o transporte chegue à saturação? 
 
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As células podem impedir que o transporte chegue a saturação através do aumento de quantidade 
de transportadores que são expressos na membrana e, em outras, as células podem retirar 
transportadores para diminuir o movimento de uma molécula para dentro ou fora da célula 
 
OBS: PROPRIEDADES DA DIFUSÃO 
1. Existência de gradiente de concentração; 
2. É um processo passivo, pois não exige gasto de energia de outra origem (como ATP), usa 
apenas a energia cinética das moléculas; 
3. Ao se equalizar as concentrações há equilíbrio e a difusão para; 
4. A difusão é rápida em distâncias curtas e mais lenta em distâncias grandes; 
5. Está diretamente relacionada com a temperatura; energia cinética 
6. A difusão é inversamente proporcional ao tamanho da molécula; 
7. A difusão pode acontecer em um sistema aberto ou através de uma separação em dois 
sistemas. 
- A difusão pode ocorrer entre dois diferentes sistemas como o compartimento intracelular e 
extracelular, mas somente se a barreira entre os dois compartimentos permitir a difusão das 
moléculas. 
- Substâncias que conseguem atravessar o centro lipídico da membrana celular move-se por 
difusão. A difusão direta através da bicamada fosfolipídica de uma membrana é denominada 
difusão simples. 
PROPRIEDADES DA DIFUSÃO SIMPLES ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR 
1) A taxa de difusão depende da capacidade da molécula de se dissolver na camada lipídica da 
membrana: molécula lipofílica. 
2) A taxa de difusão através da membrana é diretamente proporcional à área de superfície da 
membrana (quanto maior área de superfície da membrana mais moléculas podem se difundir 
por unidade de tempo). 
3) A taxa de difusão através da membrana é inversamente proporcional à espessura da 
membrana. 
LEI DE DIFUSÃO DE FICK: A TAXA DE DIFUSÃO É PROPORCIONAL À: 
Diretamente proporcional: Área de superfície disponível X gradiente de contração 
Inversamente proporcional: Resistência da membrana X espessura da membrana 
 
 Todos os processos descritos movem moléculas através de uma única membrana = 
membrana plasmática. 
 
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 Moléculas que entram e saem do corpo cruzando o epitélio devem atravessar duas 
membranas celulares. 
 
 
 
DIFUSÃO FACILITADA TEM AS MESMAS PROPRIEDADES DA DIFUSÃO SIMPLES 
- O transporte da glicose tende ao Equilíbrio, mas as células podem impedir que a difusão chegue 
ao equilíbrio pela diminuição da concentração do substrato na célula. 
TRANSPORTE ATIVO ATRAVÉS DA MEMBRANA 
- Usa energia que vem direta ou indiretamente da ligação fosfato de alta energia do ATP. 
- O transporte ativo é um processo que transporta moléculas contra um gradiente de concentração; 
a partir de áreas de baixa concentração para áreas de alta concentração. 
- O transporte ativo cria um estado de desequilíbrio porque torna as diferenças de concentração 
mais pronunciadas. 
- Muitos dos carreadores ativos são conhecidos como ATPases. Algumas ATPases são 
denominadas bombas. 
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO OU Na+, k+ , ATPase 
- A bomba de sódio-potássio é o transportador proteico mais importante das células animais porque 
ela mantém o gradiente de concentração de Na+ e k+ através da membrana celular. 
- Em algumas células essa bomba usa cerca de 30% de todo o ATP produzido pela célula para 
exportar 3Na+ e importar 4K+. 
 TRANSPORTE TRANSEPITELIAL 
 As moléculas movem-se através do epitélio usando transporte ativo e passivo. 
 As moléculas cruzam a primeira membrana (membrana apical) quando elas se movem para 
dentro da célula epitelial, proveniente do ambiente externo; e a segunda quando elas deixam 
as células epiteliais (membrana baso lateral) para entrar no fluido extracelular. 
 O transporte vai ocorrer diferente em cada uma dessas membranas, já que a concentração 
iónica é diferente. 
Ex.: em um lado a molécula pode passar por transporte passivo e do outro por transporte ativo. 
 TRANSPORTE TRANSEPITELIAL DA GLICOSE 
 O sódio sai da célula pela bomba de sódio e potássio que é um transporte ativo. Como a 
concentração de sódio do lado de fora da célula fica maior, ele tende a entrar na célula e 
leva a glicose junto. Como o sódio só saiu da célula por causa de um transporte ativo, 
indiretamente a glicose utiliza o transporte ativo secundário. O transporte da glicose pelo 
epitélio intestinal ou renal envolve transporte ativo secundário com o sódio (pois tem mais 
 
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glicose no lúmem do que na célula) e difusão facilitada para o outro lado (pois terá mais 
glicose na célula do que do outro lado). 
 A DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA E SOLUTOS DO CORPO 
 Difusão acontece até gerar um estado de equilíbrio. 
 Poucas substâncias no corpo são mantidas em estado de equilíbrio porque a membrana 
celular e o epitélio capilar atuam como uma barreira seletiva que impede a difusão de solutos 
livremente pelo corpo. 
 Além disso, o transporte ativo ajuda a criar ou manter as diferenças na concentração dos 
solutos. 
 DISTRIBUIÇÃO DOS SOLUTOS NOS COMPARTIMENTOS DE FLUIDOS CORPORAIS 
 Endotélio: tem permeabilidade ao íon quase que total, mas não é permeável a proteínas 
 Membrana plasmáticas: apenas água e substâncias apolares passam livremente 
OBS: A permeabilidade seletiva das membranas celulares cria um corpo em que os 
compartimentos intracelulares e extracelulares são quimicamente e eletricamente diferenciados, 
porém com igual concentração total de solutos.  a quantidade total de solutos do meio intra e 
extra são iguais, mas com concentrações de cada íon diferente 
Essa igual quantidade de solutos iguais ocorre porque a água movimenta-se livremente entre os 
compartimentos. O corpo pode manter seu equilíbrio osmótico. 
 ÁGUA: A MOLÉCULA MAIS IMPORTANTE DO ORGANISMO 
 A água é essencialmente a única molécula que se movimenta livremente entre os 
compartimentos e alcança um estado de equilíbrio. 
 A distribuição uniforme da água através dos compartimentos corporais é conhecida como 
EQUILÍBRIO OSMÓTICO. 
 A água move-se através de uma membrana semipermeável em resposta a um gradiente de 
concentração = OSMOSE 
 Osmose: movimentação da água com a intenção de atingir o equilíbrio osmótico. 
 CONCENTRAÇÕES FISIOLÓGICAS 
 São expressas como osmolaridade = número de partículas / litro de solução 
 A osmolaridade é expressa em osmoles / litro (osmol / litro ou OsM) 
 Para soluções fisiológicas muito diluídas miliosmoles / litro (mOsM) 
 A osmolaridade normal do corpo humano varia de 280 a 296 miliosmoles / litro 
 Não esquecer da ionização  moléculas que se dissocia  ex.: 1 mol de cloreto de sódio 
gera mais osmolaridade do que 1 mol de glicose 
 
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 OBS: OSMOLALIDADE concentração de miliosmoles de soluto por quilograma de água 
 usado na prática clínica 
 SUBSTÂNCIAS ISOSMÓTICAS: quantidade de partículas que elas geram serão iguais, ou 
seja, mesma osmolaridade  soluções em equilíbrio osmótico  não ocorre movimentação 
efetiva de água. 
 
 TONICIDADE 
 É um termo fisiológico que se refere a soluções e descreve o que acontece com o volume 
celular se uma célula é colo cada na solução. A tonicidade não possui unidade. 
o Se a célula não muda o seu tamanho no equilíbrio = solução isotónica 
o Se a célula ganha água e incha =solução hipotónica 
o Se a célula perde água e murcha = solução hipertônica 
OBS: osmolaridade é pra quando eu falo de duas soluções separadas por uma membrana 
semipermeável e quando a gente compara uma solução com uma célula usa-se a tonicidade 
(comparativa). 
 DISTRIBUIÇÃO DOS SOLUTOS NOS COMPARTIMENTOS DE FLUIDOS CORPORAIS 
 Os compartimentos do corpo estão em equilíbrio osmótico, mas em desequilíbrio químico. 
 a bomba de sódio e potássio interrompe esse equilíbrio elétrico e cria-se um gradiente 
elétrico e um gradiente químico (gradiente eletroquímico)  o equilíbrio osmótico é mantido 
porque a água pode passar livremente em resposta ao movimentodo soluto 
 Os solutos carregam cargas positivas ou negativas = há um pouco de excesso de carga 
negativa no fluido intracelular, enquanto a célula é rodeada por íons positivos do fluido 
extracelular. 
 
 POTENCIAL DE MEMBRANA 
 O gradiente elétrico entre o fluido extracelular e o fluido intracelular é conhecido como 
diferença de potencial de membrana em repouso ou potencial de membrana. 
 Potencial porque o gradiente elétrico criado é uma fonte de energia armazenada ou 
potencial. Repouso porque o gradiente elétrico é observado em todas as células vivas, 
mesma aquelas que aparentam não ter atividade elétrica.