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Transporte de Substâncias

através da Membrana Celular

Profa. Me. Rosângela B. Vasconcelos

MEMBRANAS CELULARES

Componente

essencial por

envolver todos os

tipos de células,

separando o meio

intra e extra-celular

assim como delimita

as várias organelas

nas células

eucarióticas.

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Propriedades da membrana

Assimetria: as duas fases da membrana não possuem a mesma composição lipídica, glicídica e proteica. As cargas elétricas também tem distribuição diferente, sendo a face citoplasmática negativa.

Fluidez: seus componentes não ocupam posições definidas e são susceptíveis de deslocações bidimensionais, isso, por não haver ligações fortes entre as moléculas.

Permeabilidade seletiva

Continuidade: nunca apresentam bordas livres.

Resistência à tração.

Funções da membrana

Individualização da célula

Transportes moleculares e iônicos

Recepção de informação

Transmissão de informação

Reconhecimento celular

Orientação de reações químicas em cadeia: enzimas localizadas na superfície da membrana.

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Bicamada lipídica (fosfolipídeos onde encontram-se imersas moléculas de

proteínas que apresntam uma mobilidade, podendo se deslocar lateralmente

ou atravessar a bicamada lipídica, projetando-se nas superfícies internas ou

externas da membrana plasmática FLUIDEZ.

Membrana Plasmática

Mosaico Fluido – Singer e Nicholson

Composição da Membrana

LIPÍDEOS Fosfolipídeos

afinidade diferencial

com a água.

Cabeça hidrofílica:

voltada para o meio

extracelular e para o

citoplasma.

Cauda hidrofóbica:

voltada para a parte

interna da membrana.

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Composição da Membrana

LIPÍDEOS Fosfolipídeos

Fosfatidilcolinas e esfingomielinas

Fosfatidilserina e fosfatidiletanolamina

Fosfatidilglicerol, fosfatidilinositol

Bifosfato de fosfatidilinositol (transdução sinal)

Colesterol

Tampão de fluidez

Glicolipídeos

Receptores ou antígenos

(ex. repceptor da toxina cólera, antígenos dos grupos

sanguíneos A e B nos eritrócitos)

Composição da Membrana

PROTEÍNAS Integrais

Embebidas na bicamada lipídica por interações

hidrofóbicas e podem ser rompidas com detergentes.

Periféricas Associadas à superfície da membrana por interações

por carga com as ptnas integrais e são facilmente

removidas.

Glicoproteínas Localizadas na superfície externa e conferem a carga

negativa da superfície celular.

Ex: Fibronectina que contribui para a adesão das

células, via integrinas, às proteínas da matriz

extracelular e permite comunicação entre elas.

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Funções das proteínas na membrana

celular Incluem as enzimas, proteínas de transporte,

receptors, neurotransmissores.

Membrana Celular - O GLICOCÁLIX

O glicocálix é um envoltório externo à membrana plasmáticadas células animais formado por polissacarídeos.

*proteção da superfície celular contra lesões

mecânicas e químicas

*adsorção de água: superfície celular lisa

*reconhecimento célula-célula

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5. Membrana Celular

Figura esquemática da Membrana

Celular

5. Membrana Celular

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PERMEABILIDADE DA MEMBRANA

A membrana plasmática seleciona as moléculas que

podem atravessá-la.

O critério de seleção das moléculas está baseado no

tamanho das moléculas e na carga elétrica.

Moléculas menores atravessam a membrana com

mais facilidade.

Moléculas apolares atravessam a porção lipídica da

membrana e as polares pelas proteínas, exceto as

muito pequenas e fracamente polares.

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TRANSPORTES PASSIVOS OSMOSE: deslocamento do solvente (água) do

meio menos concentrado para o mais concentrado, através de uma membrana semipermeável.

DIFUSÃO SIMPLES: espalhamento do soluto no solvente, do mais para o menos concentrado. Ocorre pela porção lipídica.

DIFUSÃO FACILITADA: É a difusão do soluto através da membrana com auxílio da PERMEASE, com velocidade maior do que a devida a diferença de concentração.

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TRANSPORTE PASSIVO

DIFUSÃO Ocorre devido o movimento

térmico/browniano de átomos e moléculas.

Resulta na Distribuição uniforme de

átomos ou moléculas.

Ou seja, quando há diferença de concentração de

um íon entre dois meios separados por uma

membrana há a tendência em o íon mover-se do

meio mais concentrado para o de menor

concentração até encontrar o equilíbrio.

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TRANSPORTE PASSIVO

Difusão Simples

Concentração

Tamanho da molécula

Lipossolubilidade O2,

CO2, vitaminas

lipossolúveis.

Moléculas hidrossolúveis

somente as muito

pequenas e sem carga.

Canais proteicos

Permeabilidade seletiva

comportas

TRANSPORTE PASSIVO

DIFUSÃO

Extensão da difusão A difusão é rápida para distâncias microscópicas (1ms

para difundir 1um), no entanto o tempo necessário para

a difusão aumenta com o quadrado da distância na qual

ela acontece...

O aumento da distância em 10 vezes aumenta o tempo

de difusão em 100 vezes.

Coeficiente de difusão (D) É proporcional à velocidade com que a molécula em

difusão pode se mover... Quanto maior for a molécula e

mais viscoso o meio, menor será o D.

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TRANSPORTE PASSIVO

Difusão Simples: é o movimento cinético pelos orifícios ou pelos

espaços intermoleculares da membrana, sem necessidade de fixar-se a

uma proteína carreadora.

Difusão facilitada: ocorre via canais. Esses “canais” podem ser

abertos ou fechados; voltagem dependentes x quimio dependentes.

Permeabilidade Seletiva

Podem ser abertos ou

fechados por comportas.

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Difusão por proteína carreadora - Algumas

substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos

têm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impede a sua

passagem através dos poros. São, ainda, substâncias não

solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela

matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias

passam através da matriz, por transporte passivo, contando,

para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas

transportadoras).

TRANSPORTE PASSIVO

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Proteína carreadora

Osmose

Fluxo de água de um compartimento com

menor concentração de soluto para um

compartimento com maior concentração, por

meio de uma membrana semipermeável

(permeável a água, mas não ao soluto).

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A

Solução

hipo

B

Solução

hiper

Osmose

Obs.: A plasmólise de hemácias recebe o nome especial de crenação.

Hiper-perde águaIso- equilíbrio

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TRANSPORTE ATIVO

Permitem o transporte de seus substratos

contra gradientes de concentração ou de

potencial eletroquimico. Para isso requerem

energia e devem estar ligados ao

metabolismo energético.

Utilizam ATP diretamente ou indiretamente.

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TRANSPORTE ATIVO

Transporte ativo primário A energia necessária para o transporte de substâncias é

obtida diretamente da hidrólise do ATP.

EX: Bomba de Ca++ no Retículo sarcoplasmático,

Bomba de Na+/K+

Transporte ativo secundário O transporte é realizado graças ao gradiente de

concentração muitas vezes provocado por um

transporte ativo primário.

Ex: absorção de alguns aminoácidos com transporte

acoplado ao Na+

TRANSPORTE ATIVO

Ocorre contra o gradiente de concentração.

É a passagem de uma substância de um menosconcentrado para um meio mais concentrado ( contra ogradiente), que ocorre com gasto de energia.

É feito por proteínas transmembrana chamadas ATPases ou BOMBAS. Quebram ATP e liberam energia.

Transporta sempre íons e moléculas polares.

ATPaes são específicas. Ex. Bomba de Na+; bomba de Ca++...

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Transporte ativo

Bomba de NA+ e K+ Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de concentração.

Encontramos concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e o potássio. Na maioria das células dos organismos superiores a

concentração do sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora desta.

O potássio (K+), apresenta situação inversa, a sua concentração é mais alta dentro da célula do que fora desta.

EXEMPLO DE TRANSPORTE ATIVO

BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO

FONTE: www.octopus.furg.br/ensino/anima/atpase/NaKATPase.html

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COTRANSPORTE

É o transporte conjunto de duas moléculas ou íons

ou íon e molécula através da membrana.

Se ambos são transportados no mesmo sentido é

chamado SIMPORTE.

Se os dois vão em sentido oposto é chamado de

ANTIPORTE. Ex. Bomba de Sódio e Potássio. Ver

figura do Slide .

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COTRANSPORTE -SIMPORTE

Células do intestino tem alta concentração de glicose em seu

interior e pequena concentração na luz do intestino. Mesmo

assim a célula absorve glicose passivamente, usando as altas

concentrações do sódio na luz intestinal que passam para o

interior da célula e arrastam a glicose

Cotransportes

Simporte glicose-Na

Intestino Soro reidratação oral

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Transporte em bloco ou Transporte

mediado por vesículas.

Representa o englobamento ou eliminação de macromoléculas ou partículas maiores que não conseguem atravessar a membrana plasmática por nenhum dos mecanismos já estudados. Em função do sentido no qual as partículas são transportadas, temos dois tipos de transporte em bloco: Endocitose:É o transporte de partículas ou

macromoléculas por englobamento, ou seja, do meio extracelular para o meio intracelular. Existem dois tipos de endocitose: Fagocitose

Pinocitose

Exocitose

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Fagocitose Neste processo, a célula engloba partículas sólidas relativamente grandes. A

célula, entrando em contanto com a partícula, emite pseudópodes que englobam, formando um vacúolo alimentar (fagossomo).

A fagocitose é observada principalmente em células isoladas, como amebas e glóbulos brancos. No caso da ameba, trata-se de um processo nutritivo; no caso dos glóbulos brancos, é um processo de defesa contra bactérias que invadem o organismo.

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Endocitose mediada por receptor

Algumas membranas possuem uma região

especial para a endocitose, essa região é

recoberta por um filamento chamado clatrina e é

chamada depressão revestida.

As depressões revestidas possuem receptores

que reconhecem as moléculas que deverão ser

englobadas endocitose.

Ex: Recptores de LDL nas membranas celulares para

endocitose da lipoproteínas e captação do colesterol.

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PinocitoseÉ um processo mais delicado do que a fagocitose sendo difícil sua

observação ao microscópio óptico. Partículas líquidas muito pequenas são capturadas por esse processo. A membrana plasmática, na região de contato com a partícula, se invagina, aprofundando-se no interior do citoplasma; forma-se um canal. Por fim, a partícula envolvida por um pedaço de membrana solta-se, formando um vesícula de pinocitose ou pinossomo. É provável que a maioria das células seja capaz de realizar a pinocitose; esse processo é então geral, enquanto a fagocitose se restringe apenas a alguns tipos de células.

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EXOCITOSE

Consiste na eliminação de certas quantidades

de material pela célula, como corpos residuais

ou vacúolos excretores (material não digerido)

ou vesículas de secreção (materiais produzidos

pelas células, principalmente glandulares). Ex. Liberação dos neurotransmissores nas terminações

nervosas.

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EXOCITOSE

FIM.