Fisiologia - Membranas

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Referências bibliográficas: 
GUYTON, A.C. e Hall J.E.– Tratado de Fisiologia 
Médica. Editora Elsevier. 13ª ed., 2017. 
SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma 
Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed, 2017. 
Imagens: google ou livro. 
MEMBRANA CELULAR 
Bicamada lipoproteica; 
DIFUSÃO 
• Moléculas movimentam-se pela cinética normal 
da matéria; 
• Sem gasto energético adicional; 
• Movimento browniano das moléculas; 
DIFUSÃO FACILITADA: interação com proteína 
carreadora (liga-se quimicamente a moléculas e íons 
→ passagem) 
DIFUSÃO SIMPLES: passagem pelos espaços 
intermoleculares ou por meio de abertura na 
membrana (não usa as proteínas carreadoras) 
1. Substância Lipossolúvel: passa pelos interstícios 
da membrana 
2. Substância Hidrossolúvel: por meio de canais 
aquosos de proteínas transportadoras 
DIFUSÃO SIMPLES 
▪ Substâncias Lipossolúveis 
Lipossolubilidade: 
Alta: Oxigênio; Nitrogênio; Dióxido de Carbono; 
Álcool 
▪ Hidrossolúveis 
Aquaporinas: 
➔ poros proteicos p/ passagem só de água; 
 
CANAIS PROTEICOS: 
- Poros: proteínas integrais de membrana celular → 
tubos abertos 
Diâmetro do poro e sua carga elétrica = seletividade 
Permeabilidade Seletiva das proteínas: 
Depende de: diâmetro; forma; natureza das cargas; 
ligações químicas no canal; 
Podem ser abertos ou fechados por comportas 
- Elétricas: Canais dependentes de voltagem 
- Químicas: dependentes de ligantes 
Comportas das proteínas canais 
Controle da permeabilidade; 
1. Variações de Voltagem: um potencial elétrico 
provoca mudanças na conformação 
molecular/ligações químicas; 
2. Controle Químico/Ligantes: ligações com 
substâncias químicas (ligantes); provoca 
alterações conformacionais da proteína ou 
de suas ligações; 
- exemplo: acetilcolina; → abre a comporta → poro 
carregado negativamente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTADO ABERTO X FECHADO 
Canais controlados por voltagem seguem a lei do 
tudo ou nada, visto que ou eles conduzem corrente 
ou eles não conduzem; 
DIFUSÃO FACILITADA 
Observação: 
- Difusão simples: velocidade aumenta conforme o 
aumento da substância difusora; 
- Difusão Facilitada: tende a um máximo 
 → Glicose; Aminoácido 
FATORES QUE AUMENTAM A VELOCIDADE 
DA DIFUSÃO 
VELOCIDADE EFETIVA DA DIFUSÃO 
• A intensidade da difusão efetiva é proporcional 
à diferença de concentração através da 
membrana 
A velocidade em que a substância vai se difundir para 
o lado interno é proporcional à concentração no lado 
externo (a concentração determina quantas 
moléculas atingem a parede da membrana por 
segundo) 
Canais de Na+ e K+ 
O canal de K+ tem estrutura tetramérica, formando 
quatro subunidades proteicas idênticas. 
No topo do poro existem alças: filtro de 
seletividade estreita. 
Oxigênios carbólicos que revestem a alça vão 
interagir com a água que envolve os íons de K+. 
Os íons vão perder essa água → entrar 
Esses oxigênios ficam afastados, de modo que, o 
Na+ não consegue penetrar, por exemplo. 
Canal de Na+ → superfície com carga - → puxa 
carga + do Na+, afastando moléculas de água que 
o circudam 
 
Difusão efetiva ∝ (Co – Ci) 
Concentração Externa/ Concentração interna 
POTENCIAL DE NERNST 
➔ Existe uma diferença elétrica na membrana, 
essa diferença auxilia na regulação da 
concentração de íons, assim como a 
diferença de concentração. 
➔ Conforme a concentração aumenta em um 
lado, devido à atração elétrica → o aumento 
da concentração vai causar repulsão, e a 
diferença de cargas vai causar atração → 
forças vão se contrabalanceando; 
A equação de Nernst: calcula a diferença elétrica que 
vai contrabalancear a diferença de concentração; 
FEM (em milivolts) = +/- 61log C1/C2 
 
DIFERENÇA DE PRESSÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA 
 
Pressão: moléculas se chocando mais em um lado da 
membrana do que em outro 
• Isso gera mais energia disponível para causar o 
movimento efetivo das partículas de um lado 
para o outro 
OSMOSE 
Membranas seletivamente permeáveis; 
Água é mais permeável → ela contrabalanceia as 
concentrações 
Pressão Osmótica: quantidade de pressão para parar 
a osmose da água para a outra solução 
Conforme a água passa de um lado para o outro, 
gera-se diferenças de pressão, que, ocasionalmente, 
vão parar o movimento osmótico. 
CONCENTRAÇÃO MOLAR E A PRESSÃO 
• Número de partículas osmóticas na pressão 
osmótica; 
• A pressão osmótica é definida pelo número de 
partículas por unidade de volume do líquido, e 
não pela massa das partículas! 
Não importa se é íon ou molécula! 
- Partículas com mais massa vão se mover com 
velocidade menor 
K=( mv2)/2 
A energia cinética é a mesma para cada partícula; 
OSMOLALIDADE 
Osmol: 1 molécula grama de soluto osmoticamente 
ativo; 
1 osmol por Kg de água 
1 molécula de NaCl → 2 osmóis 
OSMOLARIDADE 
Concentração osmolar em osmóis por litro de 
solução; 
TRANSPORTE ATIVO 
É necessário que exista diferenças de concentrações 
na célula entre meios intra/extracelular; 
A difusão simples, com o tempo, equilibra as 
concentrações. Ou seja, só por difusão simples não 
podem ocorrer alguns transportes; 
Transporte ativo: contra gradiente de 
concentração/elétrico/pressão; 
( Na; K; Ca; Fe; H; Cl-; açúcares; aminoácidos) 
 
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO 
OBS: Transporte Ativo → conseguem transferir 
energia para a substância transportada p/ movê-la 
através do gradiente eletroquímico; 
• Energia deriva da quebra de ATP/ ou compostos 
de fosfato que liberem alta energia; 
• Sódio, potássio, cálcio, hidrogênio, cloreto, etc; 
BOMBA DE NA+K+ ATPASE 
• Sai Na+; Entra K+ 
• Regula o sódio e o potássio; 
• Estabelece voltagem negativa na célula; 
• Base para função nervosa; 
 
Proteína Carreadora: 
- complexo de duas proteínas globulares; Maior: alfa; 
Menor: beta; 
Subunidade Alfa: 
1. Três locais receptores para ligação de sódio 
na porção que se projeta para o interior; 
2. Dois locais receptores para potássio que se 
projetam para fora; 
3. Na porção interna: ATPase (atividade 
adenosina trifofatase) 
Funcionamento: 
I. 3 Na+ e 2K+ se ligam nos sítios 
II. ATPase é ativada 
III. Clivagem do ATP → libera ligação de fosfato 
de alta energia 
IV. Essa energia causa alteração química e 
conformacional → liberando os Na e os K 
OBS: pode ocorrer de forma inversa dependendo das 
concentrações de Na e K; 
 
VOLUME CELULAR E Na+ - K+ ATPase 
- controle celular; 
→ fisiologia da membrana: muitas estruturas 
internas negativas (proteínas e moléculas orgânicas) 
→atração de moléculas positivas 
→Na+; K+ ... 
→Osmose: para equilibrar [ ] 
→A bomba de Na+/K+ vai regular o processo 
→3Na+ para fora; 2K+ para dentro 
→Perda de Na+ para fora gera osmose para fora da 
célula 
→Mecanismo de vigilância do volume 
 
NATUREZA ELETROGÊNICA 
- Apenas uma carga + vai de dentro da célula para fora 
da célula 
- Positividade externa na membrana 
-Bombeamento eletrogênico por produzir potencial 
elétrico através da membrana 
ÍONS DE CÁLCIO 
• Bomba de Ca+ → T.A primário; 
2 bombas de cálcio: 
1. Membrana celular → Ca+ p/ dentro 
2. Para organelas vesiculares; como retículo 
sarcoplamático de células musculares e 
mitocôndrias de todas as células; 
Em ambos: a bomba é enzima ATPase; cliva ATP; 
ÍONS HIDROGÊNIO 
Glândulas Gástricas → 
Células parietais de camadas profundas; 
Base para produzir HCl 
Liberação de íons hidrogênio e cloreto; 
Túbulos distais finais e ductos coletores corticais dos 
rins → 
Células intercaladas especiais; 
Sangue: secreções de hidrogênio para a urina; 
Contra gradiente de [ ] 
ENERGIA DO TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO 
Gasto energético é proporcional à [ ] 
Energia proporcional ao logaritmo de grau de 
concentração da substância; 
Energia (em cal por osmol) = 1.400 log C1/C2 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO 
CONTRANSPORTE/SINPORTE: transferência 
simultânea ou sequencial de dois solutos diferentes 
na mesma direção contra um gradiente de 
concentração 
• mediado por proteínas transportadorasou 
carreadoras; 
Após o Na+ ter saído → gradiente de concentração: 
Mais Na+ de fora que quer entrar → gera reservatório 
de energia: o excesso de Na+ está sempre querendo 
difundir → energia da difusão: leva + moléc. 
“ENERGIA → deriva secundariamente da energia 
armazenada na forma de diferentes concentrações 
iônicas, estabelecidas pelo transporte ativo 
primário” 
 
COTRANSPORTE sódio – glicose 
 
ANTIPORTE/CONTRATRANSPORTE: 
transferência simultânea ou sequencial de dois 
solutos de diferentes naturezas em direções 
opostas contra um gradiente de concentração