transporte de membrana

Disciplina: Teorias Fundamentais de Saúde
Professora: Roberta Merino Masina
Aula 5
Transportes de Membrana
Citologia:
Ø
Etmologia: do grego kytos = célula e logos = estudo.
Ø
Conceito: parte da Biologia que se ocupa do estudo da célula
relativamente à sua estrutura, suas funções e sua importância.
Descobertas:
Ø
Robert Hooke (1665) – primeira observação de células em
fragmento de cortiça.
Ø
Theodor Schwann (1839) – conclui que todos os seres vivos
são formados de células.
Ø
Rudolf Virchow (1858) – afirma que toda célula é proveniente
de outra célula.
Membrana Plasmática : Funções gerais e Propriedades
As células encontram-se individualizadas, separadas do meio
externo através de envoltórios. Estes devem ter características tais
que, se por um lado isolam o interior da célula do meio externo, por
outro propiciam trocas de substâncias com este meio. Sem trocar
substâncias com este meio externo ( intersticial, espaço entre as
células), a célula não pode se manter viva, pois precisa receber
nutrientes e oxigênio e eliminar resíduos do seu metabolismo. O
envoltório presente em todos os tipos de células é a membrana
plasmática.
A estrutura de todas as membranas externas e internas das
células está baseada num mesmo padrão conhecido hoje como modelo
do mosaico fluido. A membrana plasmática é constituída por uma
dupla camada fosfolipídica que delimita a célula, e por proteínas
que encontram-se imersas em sua camada fluída de lipídios que
formam verdadeiras “portas” de passagem.
Ação de cada categoria de compostos orgânicos na superfície
celular:
a) Fosfolipídios:
Esses componentes são responsáveis pela fluidez das membranas e
são moléculas polares e por isso interagem bem tanto com compostos
lipossolúveis como hidrossolúveis. São duas camadas de fosfolipídios
formadoras das membranas.
Outros lipídios diferentes dos fosfolipídios podem ser encontrados nas
membranas celulares. Podemos citar os glicolipidios (2% do total de
lipídios) voltados para a face externa da membrana e o colesterol
abundantes nas células animais.
b) Proteínas:
Embora as proteínas correspondam a 50% do peso da
membrana elas tem dimensões bem maiores que os fosfolipídios e
conseqüentemente o numero de moléculas de proteínas é bem menor
que o de lipídios. A proporção é de 1 para 50 ou menos. As proteínas
são os componentes mais versáteis funcionalmente e além de
sustentarem a membrana, agem como canais de passagem de certas
moléculas, receptores de sinais químicos, enzimas, permeases e
bombas para transportes ativos. As proteínas existentes no mosaico
fluido dão identidade a cada célula. Dependendo da posição da
proteína na membrana podemos chamá-la de periférica ou integral.
c) Glicídios e o Glicocálice:
Os ramos de muitas proteínas e fosfolipídios que ficam voltados
para o meio externo estão cobertos de açúcares. Essa capa de
açúcares na membrana é chamada de glicocálice e é componente
intimamente associado à proteção e ao reconhecimento de substâncias
que aproximam-se das células.
O reconhecimento celular adequado é muito importante para
realização de processos biológicos como a defesa do corpo por
leucócitos, organização das células em tecidos e órgãos durante o
desenvolvimento embrionário e a inibição por contato percebido
durante o processo de cicatrização de tecidos lesionados.
 Esse conjunto de características estruturais das camadas de
lipídios e proteínas imersas, conferem a membrana plasmática a
sua chamada permeabilidade seletiva: a medida que é isolada
do meio externo, controla o que pode ou não passar.
Funções gerais da membrana plasmática:
a) Proteção do conteúdo citoplasmático;
b) Definição da forma da célula;
c) Controle de entrada e saída de substancias da célula;
Das funções apresentadas, pode-se afirmar que a mais nobre é o
controle das trocas de substâncias entre os meios intracelular e
extracelular. A membrana pode ativamente evitar a entrada de um
composto indesejável, a saída de uma substância vital, e
bombeamento constante de resíduos e de nutrientes. Para que ela
desempenhe essa importante função, há necessidade da existência
da propriedade de semipermeabilidade da membrana.
Por semipermeabilidade entende-se a capacidade da membrana
deixar passar facilmente, através dela, certas substâncias e outras
com maior dificuldade ou mesmo não atravessá-la. Essa propriedade é
derivada da própria estrutura porosa da membrana. Assim líquidos e
gases não encontram obstáculos para atravessar a superfície celular
enquanto materiais sólidos dependendo do tamanho, carga elétrica e
forma passarão pela membrana com maior ou menor facilidade.
Concentração de Substâncias:
Moléculas dissolvidas em água ou em qualquer outro líquido
formam uma solução. As moléculas dissolvidas recebem o nome de
soluto, e o líquido recebe o nome de solvente.
No interior da célula, moléculas como açúcares, aminoácidos,
íons e outras estarão dissolvidas em água.
A quantidade de soluto dissolvida em uma quantidade de
solvente nos dá um valor que chamamos de concentração da
solução. A concentração de uma solução será maior quanto mais
soluto estiver dissolvido em uma mesma quantidade de solvente.
Quando compararmos duas soluções, a que possuir maior
concentração (mais soluto) será chamada de solução hipertônica, e
a que tiver menor concentração (menos soluto e mais solvente) será
denominada solução hipotônica. Já uma solução que apresenta
equilíbrio de concentração é conhecida como solução isotônica.
Transportes de Membrana:
O transporte de substâncias que há entre as células e o meio
que as circunda pode ser passivo ou ativo.
Transporte passivo: não exige consumo de energia no nível da
membrana. A membrana, nesse caso, permite a livre passagem de
substâncias. Em outras palavras, o fluxo de partículas é espontâneo,
no sentido de igualar as concentrações do meio intracelular e
intersticial. São exemplos de transporte passivo a difusão simples, a
difusão facilitada e a osmose.
Difusão Simples: Algumas substâncias passam para dentro ou para
fora de uma célula dissolvendo-se na bicamada lipídica sem qualquer
participação de proteínas carreteadoras ou formadoras de poros. Esse
tipo de movimento depende unicamente das diferenças de
concentrações de uma determinada substância nos meios intracelular
e extracelular. É o que acontece com o oxigênio e o gás carbônico. O
oxigênio penetra nas células porque sua concentração é maior no meio
extracelular do que no meio intracelular. A célula utiliza esse oxigênio
na respiração, processo que libera gás carbônico. Com isso, a
concentração desse gás aumenta dentro da célula e ele passa por
difusão simples para fora dela. À medida que o oxigênio vai sendo
consumido na respiração, sua concentração dentro da célula diminui,
havendo novamente entrada de oxigênio por difusão. Este processo é
contínuo. A difusão só pára quando a concentração das moléculas é
igual dentro e fora das células.
 Movimento de moléculas do ponto onde elas estão mais
concentradas para onde estão menos concentradas, no sentido
de igualar a concentração
Osmose : A substância mais abundante dentro e fora das células é a
água. A água é o principal solvente onde estão dissolvidos os solutos.
A molécula de água consegue atravessar as camadas da
membrana plasmática, pois a molécula de água é muito pequena e
não possui carga elétrica. A osmose ocorrerá quando duas soluções,
de concentrações diferentes separadas por uma membrana
semipermeável que permita a passagem do solvente mas não do
soluto, haverá passagem de água, através dessa membrana, da
solução hipotônica (menos concentrada) para a solução hipertônica
(mais concentrada), no sentido de igualar a quantidade de água entre
as duas soluções.
Se a célula não se deforma quando colocada numa solução, é porque a
concentração desta solução é igual à do conteúdo celular. Esta solução
é dita isotônica em relação do conteúdo celular.
Curiosidade: Você já deve ter percebido que ao temperarmos
uma salada (sal) com antecedência as verduras murcham. Isso
acontece porque, ao temperarmos a salada, estamos submetendo as
células das verduras a um meio hipertônico. Assim sendo, as células
perdem, por osmose, água para o meio e murcham.
Difusão facilitada : Muitas substâncias são impedidas de penetrar
nas células através da camada de lipídios. Algumas dessas substâncias
entretanto, conseguem passar com o auxílio de proteínas
transportadoras ou carregadoras. É um transporte que ocorre a favor
do gradiente de concentração.
Um exemplo são as glicoses que são pouco solúveis em lipídeos. Em
condições normais, no entanto, atravessam a matriz lipídica com
relativa facilidade. Isso se deve à presença das proteínas
carregadoras.
Transporte Ativo: Os processos ativos são aqueles que ocorrem
através da membrana plasmática graças ao fornecimento de energia
do metabolismo celular (gasto de ATP). Nesses processos observa-se o
movimento de solutos contra o gradiente de concentração, ou
seja, da solução menos concentrada para a mais concentrada.
Medindo-se a concentração de dois íons para a célula, sódio e
potássio, verifica-se maior concentração de íons sódio no líquido
extracelular, quando comparado ao meio intracelular, acontecendo o
contrário com os íons potássio. Esses íons atravessam normalmente a
membrana celular através do processo de difusão facilitada. O
processo ativo que permite a manutenção da concentração diferencial
é chamado de bomba de sódio e potássio. Importância da bomba de
íons:



Manutenção de alta concentração de K+dentro da célula
importante na síntese de proteínas e em algumas etapas da
respiração
Manutenção do equilíbrio osmótico através do bombeamento de
Na+ para fora da célula
Estabelecimento de diferença de cargas elétrica na membrana,
especialmente nas células nervosas e musculares, propiciando a
transmissão de impulsos elétricos .