Transporte através de membranas celulares. Tipos de transporte. Exemplos. Importância fisiológica

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1 Transporte através de membranas celulares Tipos de transporte Exemplos Importância fisiológica

2 Transporte através de membranas celulares (32 D) (44 D) Bicamada lipídica é permeável a gases e moléculas apolares e polares PEQUENAS (46 D) Uréia (60 D) Bicamada lipídica é impermeável a íons e moléculas polares GRANDES (180 D) (carga e grau de hidratação)

3 Transporte em membranas - tipos Passivo Difusão simples Não eletrólitos Eletrólitos Difusão facilitada (mediador, transportador) Ativo Primário - ATPases Secundário uso indireto de energia

4 TIPOS DE TRANSPORTE TRANSMEMBRANA

5 Forças responsáveis por transporte de substâncias Gradientes Químico Elétrico

6 Difusão simples Transporte passivo Não eletrólitos depende de: Movimento aleatório Tamanho da substância Gradiente Coeficiente de partição Eletrólitos depende de: Afinidade elétrica Difusão facilitada dependente de transportador

7 Difusão passiva simples através da bicamada lipídica Soluto solúvel na região hidrofóbica da membrana Sem gasto de energia a favor do gradiente Coeficiente de partição (K) K uréia = 0,0002 K dietiluréia = 0,01 Dietiluréia > Uréia

8 Exemplo de transporte Difusão passiva de gases

9 Difusão passiva Moléculas proteicas se estendem através da membrana e agem como POROS. Quando abertas, permitem a passagem dos solutos

10 Difusão passiva

11 Difusão facilitada

12 Difusão facilitada

13 Glicose e alguns aminoácidos penetram por difusão facilitada

14 Identificadas, até o momento, 14 proteínas capazes de mediar a difusão facilitada da glicose (GLUTS)

15 Transportadores de glicose intestino delgado

16 Transportadores de aminoácidos resultantes da digestão de proteínas

17 Diferença entre difusão simples e facilitada Sítios de fixação disponíveis ) Baixas concentrações de soluto sítios de fixação disponíveis intensidade de transporte aumenta 2) Altas concentrações de soluto sítios de fixação tornam-se raros intensidade de transporte reduz 3) Todos os sítios de fixação ocupados SATURAÇÃO transporte é máximo.

18 DIFUSÃO FACILITADA - CARACTERÍSTICAS 1) SATURAÇÃO: proteínas carreadoras têm número limitado de sítios de fixação para o soluto. O transporte máximo ocorre no ponto de saturação, quando todos os sítios de fixação da proteína carreadora estão ocupados com soluto. 2) ESTÉREO-ESPECIFICIDADE: sítios de fixação do soluto na proteína carreadora são específicos. Proteína carreadora possui especificidade química para o composto a ser transportado. 3) COMPETIÇÃO: apesar da especificidade, os sítios de ligação da proteína carreadora podem reconhecer, fixar e até transportar solutos quimicamente relacionados. Exemplo: D-glicose e D- galactose.

19 Classificação dos diferentes tipos de transporte UNIPORTE transporte de um ÚNICO soluto de um lado para outro da membrana

20 TRANSPORTE ACOPLADO transporte de dois ou mais solutos simultaneamente ou sequencialmente Simporte solutos transportados na mesma direção Antiporte solutos transportados em direções opostas

21 Ex. transporte acoplado, tipo simporte

22 Ex. transporte acoplado, tipo antiporte

23 Canais de transferência iônica Outros exemplos de tipos de transporte biológico

24 Transporte Ativo Processo de transporte transmembrana, realizado por proteínas transportadoras, com gasto de energia (ATP) contra gradiente Exemplos de transporte ativo: Bomba de Na + K + ATPase Bomba Ca ++ ATPase Bomba H + ATPase Bomba H + / K + ATPase

25 Transporte Ativo Origem Função Permeabilidade seletiva Na - pequena K - moderada Cl - alta

26 Distribuição de cargas na membrana Na + Na + Na + Na K + PO -4 PO -4 prot - prot - prot K K + PO -4 PO -4 prot -

27 Bomba Na+/K+ Utiliza a fosforilação de uma molécula transportadora como fonte de energia

28 Bomba Na+/K+

29 Ca +2 ATPase (Bomba de Ca +2 ) Encontrada nas membranas do retículo sarcoplasmático, membranas mitocondriais e de diversos tipos de células Bombeia Ca ++ contra seu gradiente eletroquímico, mantendo baixas as concentrações de íons Ca ++ dentro da célula

30 Transporte ativo secundário Utiliza o gradiente eletroquímico como fonte de energia O movimento de um íon a favor de gradiente está acoplado ao transporte de outra molécula (nutriente: glicose ou aminoácido)

31 Movimento de solutos na membrana plasmática envolvendo proteínas da membrana

32 ONDE OCORRE TRANSPORTE ACOPLADO? Exemplos Epitélio do estômago (Antiporte entre HCO 3 - e Cl- para formação do suco gástrico) Epitélio do intestino (Simporte entre glicose e Na + ) Dutos pancreáticos (Formação de bicarbonato de sódio) Célula muscular cardíaca (Antiporte entre Ca ++ e Na + ) Sangue (Antiporte entre HCO 3 - e Cl - para trocas gasosas) Formação da urina néfron Formação do osso (reabsorção óssea)

33 Formação do suco gástrico (Bomba de prótons H + )

34 Formação do suco gástrico (Bomba de prótons H + )

35 EPITÉLIO DO INTESTINO ABSORÇÃO DO ALIMENTO

36 EPITÉLIO DO INTESTINO ABSORÇÃO DO ALIMENTO

37 CÉLULA MUSCULAR CARDÍACA Transporte ativo Antiporte (1) 3 Na + 3 Na + (2) ATP Ca 2+ 2 K +

38 Eritrócitos (Trocas gasosas)

39 SANGUE Eritrócitos (Trocas gasosas) Tecidos Antiporte (troca de ânions) Pulmão

40 RIM

41 RIM

42 RIM Acidificação da urina

43 RIM

44 Formação do osso Reabsorção

45 Movimento da água É crítico para sustentar processos biológicos e reações químicas É facilitado por canais nas membranas biológicas Depende do balanço de cargas dos solutos e da pressão osmótica da solução.

46 Osmose, movimento da água e regulação do volume celular. OSMOSE fluxo de água por uma membrana semipermeável, a partir de um compartimento em que a concentração de solutos é menor, para aquele em que a concentração de solutos é maior.

47 Osmose transporte de solvente

48 Aquaporinas: proteínas transportadoras de água Proteínas de membrana - Vesículas de aquaporina no citoplasma funcionam como estoques de poros em caso de demanda do organismo

49 OUTROS TIPOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA Transporte de macromoléculas Processos celulares que permitem a ligação e internalização de macromoléculas e partículas do ambiente 1) Partícula alvo liga-se à superfície da célula (proteína /receptor) 2) Membrana plasmática se expande, envolve e internaliza a partícula 3) Vesículas formadas por fagocitose (fagossoma) - maiores (1-2 mm) que as formadas por endocitose (0,1-0,2 mm)

50 Endocitose mediada por receptores Entrada seletiva de pequenas partículas extracelulares. CLATRINAS proteínas localizadas sobre a superfície citoplasmática da membrana.

51 Pinocitose ou fagocitose Proteínas de membrana que participam

52

53 Fagocitose Sistema imune Leucócitos Polícia biológica

54 Sistema imune Leucócitos

55 Fagocitose de uma bactéria por neutrófilo

56 Absorção de imunoglobulinas (IgG) por macrófagos Anticorpo IgG distribuído por toda a superfície do linfócito membrana plasmática do macrófago internaliza completamente a célula

57 Absorção do colesterol

58 Absorção do ferro Ligante (íons Fe +3 ) é internalizado e permanece na célula

59 Aula prática: Fluxo de água em bexiga isolada de rã Bexiga da rã se comporta como estruturas renais de mamíferos em resposta à vasopressina (hormônio antidiurético HAD) Túbulos (dutos) coletores- presença de receptores de HAD

60 Estrutura renal

61 Estrutura de um néfron

62 Rã- touro Condições testadas na aula: Concentração de vasopressina (HAD) Concentração de cálcio

63 Aquaporina Vesículas de aquaporina migram até a membrana plasmática das células, fundindo-se à ela e auxiliando no transporte de água Íons Ca +2 auxiliam na migração das vesículas de aquaporina

64 Osmolaridade sérica Medida da quantidade de substâncias dissolvidas na porção fluida do sangue (soro). Substâncias que afetam a osmolaridade sérica incluem sódio, cloreto, bicarbonato, proteínas e glicose. A medida da osmolaridade sérica é feita para avaliar o balanço hídrico e eletrolítico. Concentração normal (humano) = miliosmoles/kg (mosm/kg) O que afeta a osmolaridade? HAD - hormônio antidiurético ou vasopressina Produzido pelo hipotálamo e liberado no sangue pela pituitária

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