estudo da membrana plasmática

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BIOFÍSICA DO TRANSPORTE 
ATRAVÉS DA MEMBRANA
Unidade 2 – parte II
COMPOSIÇÃO 
DOS LÍQUIDOS 
INTRACELULAR 
(LIC) E 
EXTRACELULAR 
(LEC)
Guyton, 12ª. Ed, 2011.
Diferença de concentração
Berne & Levy, 2009.
Tipos de transporte através da 
membrana:
Endocitose;
Exocitose;
Osmose;
Difusão;
Transporte ativo;
Co-transporte;
Contratransporte.
Transporte pela membrana
Transporte de substâncias através da 
membrana
 As substâncias se deslocam através da
membrana celular por:
 Difusão (transporte passivo).
 Transporte ativo.
DIFUSÃO X TRANSPORTE ATIVO
Vias de transporte através da membrana e seus 
mecanismos básicos de transporte.
 DIFUSÃO
 Características:
• É um transporte passivo (não há gasto de
energia).
• Ocorre a favor de um gradiente de
concentração (do meio mais concentrado
para o meio menos concentrado).
• A única fonte de energia é o movimento
cinético das moléculas.
• Termina quando atinge um equilíbrio
dinâmico.
A B A B
DIFUSÃO
Simples Facilitada
 Interstícios da 
Bicamada Lipídica
Canais Protéicos 
(canais aquosos)
Proteína 
Carreadora
DIFUSÃO SIMPLES
Substâncias 
apolares, 
hidrofóbicas
Substâncias 
polares, 
iônicas, 
hidrofílicas
1. Interstícios da Bicamada Lipídica:
• Substância difusora é lipossolúvel.
2. Canais Protéicos:
• Substância difusora é hidrossolúvel.
• A maioria dos canais da membrana são
iônicos.
NATUREZA DAS SUBSTÂNCIAS QUE 
FAZEM DIFUSÃO SIMPLES:
 Características dos Canais Protéicos:
• São seletivamente permeáveis a certas
substâncias.
• Fatores: diâmetro, formato e natureza das
cargas elétricas ao longo das superfícies
internas dos canais.
• Muitos dos canais podem ser abertos ou
fechados por comportas.
Canais seletivos a sódio e a potássio
Na+
K+
DIFUSÃO FACILITADA
Proteína 
carreadora
 Difusão Facilitada
 Exige a interação de uma proteína carreadora
com as moléculas e íons.
 Ocorre fixação química.
 Ocorre alteração conformacional.
MECANISMO DA DIFUSÃO FACILITADA
DIFUSÃO FACILITADA DA GLICOSE
GLICOSE
GLICOSE
FORA DA CÉLULA
DENTRO DA CÉLULA
Fatores que afetam a velocidade efetiva de 
difusão de moléculas e íons através da 
membrana
Efeito da diferença de concentração:
Efeito da diferença do potencial elétrico que
fetam os íons negativos.
Efeito da diferença de pressão para causar a
difusão das moléculas e íons através da
membrana
DIFUSÃO
DIFUSÃO 
SIMPLES 
DIFUSÃO 
FACILITADA 
VELOCIDADE DE DIFUSÃO:
DIFUSÃO SIMPLES X DIFUSÃO 
FACILITADA
A velocidade aumenta 
proporcionalmente com o 
aumento da concentração da 
substância a ser 
transportada.
A velocidade aumenta até
atingir um valor máximo 
(Vmáx.) com o aumento 
da concentração da 
substância transportada. 
 TRANSPORTE ATIVO
 Características:
• Ocorre contra um gradiente de concentração
(do meio menos concentrado para o meio
mais concentrado).
• Há gasto de energia.
Transporte 
passivo
Transporte 
ativo
Menos 
concentrado
Menos 
concentrado
Mais 
concentrado
Mais 
concentrado
Íons LIC LEC
Na+
K+
10mEq/L
140mEq/L
142mEq/L
4mEq/L
 Por difusão estas diferenças tenderiam entrar
em equilíbrio.
 O transporte ativo é responsável por manter o
gradiente de concentração dentro e fora da
célula.
 Tipos de transporte ativo:
 Primário
 Secundário
 Em ambos os casos o transporte depende da
proteína carreadora.
 Diferenciam de acordo com a fonte de
energia usada para promover o transporte.
TRANSPORTE ATIVO
PRIMÁRIO SECUNDÁRIO
ATP Energia de difusão 
do sódio
 TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
 Característica:
• A energia é usada diretamente da degradação
da adenosina trifosfato (ATP).
• Exemplos típicos de transporte ativo
primário: Bomba de sódio-potássio, bomba
de cálcio e bomba de hidrogênio.
BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO
 Composição da bomba Na+/K+/ATPase:
 É composta por duas proteínas carreadoras. A
maior delas com três características
específicas:
• Três locais receptores para a fixação dos íons sódio
na porção interna.
• Dois locais receptores para a fixação dos íons
potássio na porção externa.
• A porção interna da bomba de sódio-potássio, tem
atividade ATPase.
 Função da Bomba de sódio e potássio:
 É responsável por bombear os íons Na+ para
fora das células e os íons K+ para dentro.
 É responsável por manter as diferenças de
concentração do sódio e potássio através da
membrana celular.
 É responsável por estabelecer um potencial
elétrico negativo no interior da célula.
 Função da Bomba de sódio e potássio:
 É responsável pelo controle do volume
celular: dentro da célula existe um grande nº de
proteínas carregadas negativamente que atraem
íons positivos para dentro da célula. A membrana é
mais permeável aos íons K+ que aos íons Na+,
assim os íons Na+ tendem a permanecer do lado de
fora estabelecendo uma concentração maior de
carga positiva fora da célula.
 Funcionamento da bomba:
 Funcionamento da bomba:
 Três íons sódio (Na+), no citosol, e dois íons
potássio, no líquido extracelular, prendem-se
à proteína da bomba.
 Essa fixação ativa a função ATPase da
proteína da bomba.
 A clivagem de uma molécula de ATP em
ADP, libera energia contida em uma ligação
fosfato de alta energia.
ATP ATPase ADP
-Pi (alta energia)
 Essa energia acarreta alteração química e
conformacional da molécula da proteína
carreadora com liberação dos três íons sódio
no líquido extracelular (LEC) e dois íons
potássio no citosol.
 Nesse ponto, a bomba volta a sua
conformação original e o ciclo recomeça.
NATUREZA ELETROGÊNICA DA 
BOMBA DE Na+ E K+
Na bomba de Na+ e K+ o saldo é de uma
carga positiva no exterior das células para
cada 3 Na+ que sai e 2 K+ que entra na célula.
Isso resulta em positividade do lado externo
da célula e em negatividade do lado interno.
Como consequência cria-se um potencial
elétrico através da membrana: lado de fora
carregado positivamente e lado de dentro
carregado negativamente.
Esse potencial elétrico é requisito básico nas
fibras musculares e nervosas para a
transmissão dos sinais musculares e nervosos.
NATUREZA ELETROGÊNICA DA 
BOMBA DE Na+ E K+
Em condições normais, os íons cálcio (Ca2+) são
mantidos em concentração extremamente baixa no
citosol intracelular de todas as células do corpo e
em concentração 10000 vezes maior nos líquidos
extracelular.
A proteína transportadora de íons cálcio atua
como enzima ATPase utilizando ATP como fonte
de energia.
BOMBA DE CÁLCIO
Existem duas bombas de cálcio:
Uma na membrana celular responsável por
transportar íons cálcio para fora das células.
Outra em vesículas intracelulares da célula, como
retículo sarcoplasmático das células
musculares, e nas mitocôndrias de todas as
células.
BOMBA DE CÁLCIO
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO DOS 
ÍONS HIDROGÊNIO (H+)
Importância do transporte ativo primário de
H+:
Nas glândulas gástricas do estômago para
formar o HCl do suco gástrico;
Nos túbulos distais finais e nos ductos coletores
corticais dos rins para secretar H+ do sangue
para a urina eliminando o excesso de H+ dos
líquidos corporais.
 TRANSPORTE ATIVO 
SECUNDÁRIO
 Íons sódio transportados para fora das células
por transporte ativo primário geram um
gradiente de concentração (concentração
muita alta fora das células e concentração
baixíssima em seu interior).
 Esse gradiente representa um depósito de
energia, pois o excesso de sódio para fora da
membrana celular está sempre tentando
difundir-se para o interior.
 A energia de difusãodo sódio pode arrastar
“puxar”, literalmente, outras substâncias,
juntamente com o sódio, através da
membrana celular gerando o Transporte
Ativo Secundário.
Transporte Ativo Secundário
Co-transporte Contratransporte
 Co-transporte
 Substância a ser “puxada” com o sódio
está do lado de fora da membrana (do
mesmo lado que o sódio).
 Proteína carreadora com um ponto de
fixação, tanto para o íon sódio quanto para a
substância que vai ser co-transportada.
 O gradiente de energia do íon sódio provoca
uma alteração conformacional da proteína
carreadora.
 Mecanismo:
 O íons sódio e a outra substância são
transportados para o interior da célula,
simultaneamente.
 Exemplos: Glicose e Aminoácidos
Glicose
Gyton, 12ª. Ed., 2011.
Co-transporte de sódio-glicose
Ocorre nas 
células 
epiteliais renais 
e intestinais.
 Contratransporte
 Substância a ser “puxada” com o sódio está
do lado de dentro da membrana (do lado
oposto do sódio).
 O íon sódio é transportado para o interior e a
outra substância para o exterior da célula,
simultaneamente.
 Exemplos: íons H+ e Ca2+
 Mecanismo:
Contratransporte de sódio-cálcio e 
sódio-hidrogênio
Gyton, 12ª. Ed., 2011.
Ocorre em 
todas as 
células.
Ocorre nos 
túbulos 
proximais 
dos rins.
Tipos de transportes ativos
Transporte 
primário
Co- Transporte Contratransporte
Transporte secundário
Transportes Ativos
 Osmose:
 Movimento da água causado por diferença de
concentração.
 A água se desloca do meio hipotônico (menor
quantidade de soluto) para o meio
hipertônico (maior quantidade de soluto).
Pressão osmótica:
É a pressão exata necessária 
para interromper a osmose.
Pressão osmótica
 Uma solução na qual uma célula mantém seu
volume constante = ISOTÔNICA
 Uma solução cuja concentração de soluto é
menor que a do citosol = HIPOTÔNICA (a
água entra na célula por osmose).
 Uma solução cuja concentração de soluto é
maior que a da célula = HIPERTÔNICA (a
água tende a sair da célula).
Referências bibliográficas:
• Tratado de Fisiologia Médica - Guyton - 12ª 
Edição, 2011.
• Berne & Levy, 2009.
	BIOFÍSICA DO TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA
	Número do slide 2
	Diferença de concentração
	Tipos de transporte através da membrana:
	Transporte pela membrana
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	DIFUSÃO X TRANSPORTE ATIVO
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	Fatores que afetam a velocidade efetiva de difusão de moléculas e íons através da membrana
	Efeito da diferença do potencial elétrico que fetam os íons negativos.
	Efeito da diferença de pressão para causar a difusão das moléculas e íons através da membrana
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	NATUREZA ELETROGÊNICA DA BOMBA DE Na+ E K+
	Número do slide 40
	BOMBA DE CÁLCIO
	BOMBA DE CÁLCIO
	TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO DOS ÍONS HIDROGÊNIO (H+)
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	Contratransporte de sódio-cálcio e sódio-hidrogênio
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	Referências bibliográficas: