Transporte de Substncias atravs da Membrana Celular Profa

Transporte de Substâncias através da Membrana Celular Profa. Me. Rosângela B. Vasconcelos

MEMBRANAS CELULARES n Componente essencial por envolver todos os tipos de células, separando o meio intra e extracelular assim como delimita as várias organelas nas células eucarióticas.

Propriedades da membrana n n n 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 n n n 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.

Membrana Plasmática Mosaico Fluido – Singer e Nicholson 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.

Composição da Membrana LIPÍDEOS n Fosfolipídeos afinidade diferencial com a água. q q Cabeça hidrofílica: voltada para o meio extracelular e para o citoplasma. Cauda hidrofóbica: voltada para a parte interna da membrana.

Composição da Membrana LIPÍDEOS n Fosfolipídeos q q n Colesterol q n Fosfatidilcolinas e esfingomielinas Fosfatidilserina e fosfatidiletanolamina Fosfatidilglicerol, fosfatidilinositol Bifosfato de fosfatidilinositol (transdução sinal) Tampão de fluidez Glicolipídeos q Receptores ou antígenos n (ex. repceptor da toxina cólera, antígenos dos grupos sanguíneos A e B nos eritrócitos)

Composição da Membrana PROTEÍNAS n Integrais n n Periféricas n n Embebidas na bicamada lipídica por interações hidrofóbicas e podem ser rompidas com detergentes. Associadas à superfície da membrana por interações por carga com as ptnas integrais e são facilmente removidas. Glicoproteínas n n 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.

Funções das proteínas na membrana celular n Incluem as enzimas, proteínas de transporte, receptors, neurotransmissores.

Membrana Celular - O GLICOCÁLIX O glicocálix é um envoltório externo à membrana plasmática das células animais formado por polissacarídeos. *proteção da superfície celular contra lesões mecânicas e químicas *adsorção de água: superfície celular lisa *reconhecimento célula-célula

5. Membrana Celular Figura esquemática da Membrana Celular

PERMEABILIDADE DA MEMBRANA n n 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.

TRANSPORTES PASSIVOS n OSMOSE: deslocamento do solvente (água) do meio menos concentrado para o mais concentrado, através de uma membrana semipermeável. n DIFUSÃO SIMPLES: espalhamento do soluto no solvente, do mais para o menos concentrado. Ocorre pela porção lipídica. n 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.

TRANSPORTE PASSIVO DIFUSÃO n n Ocorre devido o movimento térmico/browniano de átomos e moléculas. Resulta na Distribuição uniforme de átomos ou moléculas. q 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.

TRANSPORTE PASSIVO n Difusão Simples q q Concentração Tamanho da molécula Lipossolubilidade O 2, CO 2, vitaminas lipossolúveis. Moléculas hidrossolúveis somente as muito pequenas e sem carga. Canais proteicos n n Permeabilidade seletiva comportas

TRANSPORTE PASSIVO DIFUSÃO n Extensão da difusão n n n A difusão é rápida para distâncias microscópicas (1 ms para difundir 1 um), 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) n 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.

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.

TRANSPORTE PASSIVO n 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).

Proteína carreadora

Osmose n 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).

Osmose A Solução hipo B Solução hiper

Obs. : A plasmólise de hemácias recebe o nome especial de crenação. Iso- equilíbrio Hiper-perde água

TRANSPORTE ATIVO n n 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.

TRANSPORTE ATIVO n Transporte ativo primário n n n 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 n n 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 n Ocorre contra o gradiente de concentração. É a passagem de uma substância de um menos concentrado para um meio mais concentrado ( contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia. n n n 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++. . .

Transporte ativo n n 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. q q 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/Na. KATPase. html

COTRANSPORTE n n n É o transporte conjunto de duas moléculas 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.

COTRANSPORTE -SIMPORTE Cotransportes 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

Simporte glicose-Na Intestino Soro reidratação oral

Transporte em bloco ou Transporte mediado por vesículas. n 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: q Endocitose: É o transporte de partículas ou macromoléculas por englobamento, ou seja, do meio extracelular para o meio intracelular. Existem dois tipos de endocitose: n n q Fagocitose Pinocitose Exocitose

Fagocitose n n 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.

n Endocitose mediada por receptor q q 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. n Ex: Recptores de LDL nas membranas celulares para endocitose da lipoproteínas e captação do colesterol.

Pinocitose É 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.

EXOCITOSE n 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). n Ex. Liberação dos neurotransmissores nas terminações nervosas.

EXOCITOSE

FIM.