Transporte entre membranas biológicas Prof. Dr. Marcio F. M. Alves Biofísica Transporte entre membranas biológicas Prof. Dr. Marcio F. M. Alves

Transporte Passivo na Membrana Movimentar substâncias de um ponto a outro do organismo é fundamental para a função dos seres vivos Transporte É fundamental para o aporte de nutrientes para as células e a eliminação de dejetos do organismo Convecção é o transporte de substâncias em massa (Ex, massa de sangue na corrente sanguínea) Difusão é o transporte em pequenas distâncias (predominante)

Difusão Difusão simples É um movimento de componentes de uma mistura qualquer, de acordo com a segunda lei da termodinâmica “De onde tem mais vai para onde tem menos”

Difusão Importância A passagem de substância através da membrana celular e das paredes dos capilares depende do processo de difusão Estas estruturas restringem muito a convecção As distâncias são pequenas Ex. Uma gota de tinta em um copo de água

Difusão A difusão resulta da agitação térmica das partículas Na escala molecular não há repouso dos átomos e moléculas Devido a temperatura (energia térmica), as partículas adquirem energia cinética (movimento browniano) Somente na temperatura de zero absoluto esse movimento cessa

Difusão A difusão depende de vários fatores Os principais são número, o tamanho e a forma das partículas número: quanto maior o número de partículas, maior a concentração e quanto maior o gradiente de concentração, mais rápida é a difusão

Difusão A difusão de pende de vários fatores Volume: partículas menores se difundem mais rapidamente Ex. Dois sacos furados: um de açúcar e outro de feijão Forma: partículas cilíndricas se difundem mais rapidamente que as esféricas Temperatura: quanto maior a temperatura, maior a difusão, porque as moléculas possuem maior energia cinética

Difusão Gradiente de concentração Na gota de tinta colocada em um copo com água A concentração é máxima no interior da gota e zero na água pura A taxa com que a concentração decai com a distância é o gradiente de concentração

Difusão Difusão na membrana A membrana cria uma barreira ao movimento das moléculas O fluxo de substâncias passa então a depender da sua eficiência em atravessar a membrana A substância precisa penetrar ou solubilizar-se na membrana A substância precisa mover-se (ou difundir-se) dentro da membrana

Difusão Difusão na membrana Depende das características da substância e da natureza físico- química da membrana Se o interior da membrana é hidrofóbico e a substância é hidrofílica, a substância vai precisar de muita energia para penetrar na membrana, pois terá de se desfazer da sua camada de água de solvatação, ou seja, será pouco solúvel na membrana

Difusão Difusão na membrana A passagem de uma molécula ou íon através da membrana requer três etapas: Solubilização dessa molécula na membrana Translocação da molécula através da membrana Saída da molécula da membrana para o meio aquoso no lado oposto da membrana

Difusão Difusão na membrana celular Moléculas solúveis em água são pouco solúveis na membrana celular, devido ao caráter apolar da matriz lipídica da membrana Ex. O2 e CO2 (gases respiratórios) são moléculas solúveis na membrana celular Ex. Hormônios lipossolúveis, como a aldosterona

Difusão Facilitada

Osmose Osmose através de membranas seletivamente permeáveis “difusão efetiva” de água Diferença da concentração efetiva da água através da membrana Isso faz com que a célula inche ou encolha dependendo da direção do movimento da água Esse processo efetivo de movimento da água causado por diferença de concentração é chamado de osmose

Permeabilidade Permeável Impermeável Semipermeável Permite a passagem de soluto e solvente Impermeável Não permite a passagem de soluto e de solvente Semipermeável Permite a passagem de solvente, mas não de soluto Seletivamente permeável Permite a passagem de solvente e de alguns solutos

Transporte Transporte passivo Sempre o corre de um local de maior concentração para um de menor concentração A favor do gradiente de concentração Ocorre até a concentração de partícula seja uniforme

Transporte Transporte passivo Difusão simples Difusão facilitada Osmose

Transporte Osmose A água se movimenta livremente através da membrana, sempre do local de menor concentração de soluto para o de maior concentração

Transporte Osmose Solução isotônica Solução hipotônica Quando duas soluções tema a mesma concentração Solução hipotônica Menos soluto, menor pressão osmótica Solução hipertônica Mais soluto, maior pressão osmótica

Transporte Transporte ativo Transporte com gasto de energia (ATP) Contra o gradiente de concentração (químico ou elétrico) Ex. Bomba de sódio (Na+) e potássio (K+)

Transporte Transporte ativo Bomba de sódio e potássio Funciona como uma “porta giratória” Para que o Na+ saia da célula, o K+ tem que ser transportado para o seu interior (transporte acoplado) Para cada molécula de ATP gasta, três íons sódio são removidos da célula e dois íons K são levados para dentro dela A cada ciclo uma carga positiva é transferida para o meio extracelular Gera um potencial trans membrana