Transporte pelas Membranas
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Transporte pelas Membranas Todas as células do organismo, para sobreviver e praticar suas atividades orgânicas, têm que construir um ambiente favorável e apto. Isto é, ela deve construir um meio individualizado com características próprias que darão suporte a sua funcionalidade e sobrevivência. Diante desse fato, é razoável supor a existência de mecanismos intrínsecos capazes de controlar o ambiente interno das células em relação ao meio externo (plasma). Observe, na tabela abaixo, algumas diferenças do meio extracelular para o meio intracelular: Componente químico Meio extracelular Meio intracelular Na+ 142 mEq/L 10 mEq/L K+ 4 mEq/L 140 mEq/L Glicose 90 mg/dL 0 a 20 mg/dL Proteínas 2 g/dL 16 g/dL Aminoácidos 30 mg/dL 200 mg/dL Concentração no meio extracelular e intracelular Mas como as células conseguem atingir essa diferença? De início, devese lembrar que há uma barreira que limita o meio extracelular e intracelular –membrana celular. A composição de fosfolipídeos dessa membrana garante que ela seja imiscível tanto a componentes internos e externos da célula, dessa forma há a construção de uma estrutura celular que restringe o transito de substâncias. Entretanto, a limitação imposta pela membrana celular é reservada a um grupo de substâncias, outras substâncias, como as lipossolúveis, podem atravessála, criando um novo problema. Para a resolução definitiva, além da membrana, é necessária outra forma de criar a individualização celular com mais eficiência. Dessa forma, proteínas foram inseridas na membrana com função de, justamente, regular a passagem de substâncias a qual a membrana celular é ineficiente. Essas proteínas ficaram conhecidas como proteínas transportadoras. Em resumo, podese assumir que a membrana celular e as proteínas transportadoras são responsáveis pela delimitação de um ambiente interno e controle do gradiente de concentração e do gradiente químico. Difusão simples Esse meio de transporte é o mais simples da célula, onde moléculas pequenas, nãopolares e lipossolúveis se difundem livremente através da bicamada lipídica constituinte da membrana plasmática. Essas moléculas podem ser o O 2 , CO 2 , NO, esteróides, glicerol, ácidos graxos, entre outras moléculas enquadradas nesse sistema. As moléculas grandes, não lipossolúveis ou com presença de cargas elétricas não conseguem
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TransportepelasMembranasTodasasclulasdoorganismo,parasobreviverepraticarsuasatividadesorgnicas,tmqueconstruirumambientefavorveleapto.Isto,eladeveconstruirummeioindividualizadocomcaractersticasprpriasquedarosuporteasuafuncionalidadeesobrevivncia.Diantedessefato,razovelsuporaexistnciademecanismosintrnsecoscapazesdecontrolaroambienteinternodasclulasemrelaoaomeioexterno(plasma).Observe,natabelaabaixo,algumasdiferenasdomeioextracelularparaomeiointracelular:
Componentequmico Meioextracelular Meiointracelular
Na+ 142mEq/L 10mEq/L
K+ 4mEq/L 140mEq/L
Glicose 90mg/dL 0a20mg/dL
Protenas 2g/dL 16g/dL
Aminocidos 30mg/dL 200mg/dL
Concentraonomeioextracelulareintracelular
Mascomoasclulasconseguematingiressadiferena?
Deincio,deveselembrarquehumabarreiraquelimitaomeioextracelulareintracelularmembranacelular.Acomposiodefosfolipdeosdessamembranagarantequeelasejaimiscveltantoacomponentesinternoseexternosdaclula,dessaformahaconstruodeumaestruturacelularquerestringeotransitodesubstncias.Entretanto,alimitaoimpostapelamembranacelularreservadaaumgrupodesubstncias,outrassubstncias,comoaslipossolveis,podematravessla,criandoumnovoproblema.
Paraaresoluodefinitiva,almdamembrana,necessriaoutraformadecriaraindividualizaocelularcommaiseficincia.Dessaforma,protenasforaminseridasnamembranacomfunode,justamente,regularapassagemdesubstnciasaqualamembranacelularineficiente.Essasprotenasficaramconhecidascomoprotenastransportadoras.
Emresumo,podeseassumirqueamembranacelulareasprotenastransportadorassoresponsveispeladelimitaodeumambienteinternoecontroledogradientedeconcentraoedogradientequmico.
DifusosimplesEssemeiodetransporteomaissimplesdaclula,ondemolculaspequenas,nopolareselipossolveissedifundemlivrementeatravsdabicamadalipdicaconstituintedamembranaplasmtica.EssasmolculaspodemseroO2,CO2,NO,esterides,glicerol,cidosgraxos,entreoutrasmolculasenquadradasnessesistema.
Asmolculasgrandes,nolipossolveisoucompresenadecargaseltricasnoconseguem
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sedifundiratravsdessamembranaplasmtica.ocasodeglicose,aminocidos,ons,nucleotdeos,entreoutros.
Essemeiodetransportecoordenadopelogradientedeconcentrao,noqualasmolculasvodomeiomaisconcentradoparaomeiomenosconcentrado.Observeumesquemadessetransporte:
Difusosimples
Nadifusosimplesasmlecuasvodomeiomaisconcentradoparaomeiomenosconcentrado.Nohgastodeenergia.
DifusofacilitadaAdifusofacilitadaseassemelhaaopadrodefuncionamentodadifusosimples,isto,ocorreemvirtudedogradientedeconcentrao,domaisconcentradoparaomenosconcentrado.Entretanto,adiferenaqueadifusofacilitadautilizaprotenascarreadoras,quedependendodomeiopodeseapresentarfechadasouabertas.
Asprotenascarreadorassoaquelasinseridasnabicamadalipdica(protenasintegrais)quefornecemumcaminhopassivo,isto,semcustoenergtico,paraqueasmolculassemovimentematravsdamembrana.Essetipodetransporteocorreemsolutosdealtopesomolecular,comcargaeltricaenolipossolveis,comoocasodaglicose,ons,gua,entreoutros.
Aprincipalfunodessetransportecontrolaropotencialeltricodasmembranas,umavezqueapassagemdemolculasseddemaneirarpidaosuficienteparagerarumpotencialdemembranaqueproduzirefeitosfisiolgicosimportantes,comooimpulsoeltrico.
Cadaprotenacarreadorapossuiumaestruturaqumicaeconformacionaldiferente,istoagregaseletividadeaocanaltransportador.Ouseja,havercanaisseletivosparacadamolculaqueprecisaratravessarnamembranacelular.Almdisso,aconformaoabertaoufechadadessasprotenasdependedediversosfatores,como:
Nomedocanal FatordesencadeanteFatoresdesencadeantesdaaberturadoscanais
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Canaisdependentesdevoltagem
Mudananopotencialeltriconamembrana.
Canaisdependentesdeligante
Ligaooutrosligantes,comonucleotdeos,neurotransmissores,toxinas,etc.
Podemosobservarumesquemadessetipodetransporte:
Difusofacilitada
Adifusofacilitadaparecidacomasimples.Adiferenaqueadifusofacilitadausaprotenascarregadoras.Tambmnohgastodeenergia.
Outracaractersticaimportante,queinfluencianadifusofacilitada,osmecanismosdeaoparaotransportepelamembrana.Podemostertrsdiferentesmecanismos,sendo:
Uniportadores(outransportadoresuniport):transportamumnicotipodesubstrato,seguindoogradientedeconcentrao.Umexemplodissoaprotenadetransporteparaaglicose(carreadorGLUT)Antiportadores(outransportadoresantiports):fazematranslocaodedoistiposde
substratosdiferentesemdireoopostas,usandoogradientedeconcentraodeumdelesparaimpulsionarooutrocontraogradientedeconcentrao.UmexemplodissootrocadorNa+/Ca2+,oqualosdioentranaclula(afavordogradientequmico)eoclciosaidaclula(contraogradientequmico)Simportadores(outransportadoressimport):fazematranslocaodedoissubstratos
diferentesnamesmadireo,usandoogradientedeconcentraodeumdelesparaimpulsionarooutrocontraoseugradientequmico.UmexemplodissoocarreadorNa+/Glicosenointestino(carreadorSGLT1)oqualdeixaentrarsdioemfunodogradientequmico,eimpulsionaaentradatambmdeglicose(contraogradientequmico).
TransporteativoOtransporteativootransportedesubstnciascontraseugradientedeconcentrao.Essefatorequerogastodeenergia,ATP,eprotenasintegraisespeciais,conhecidascomobombas.
BombassoprotenasintegraisquetransportamonseoutrassubstnciasatravsdabicamadalipdicacomgastodeATP,traduzidocomoenergia.Essegastoenergtico
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essencialparaamudanadaconformaodasbombaseseuconseqenteimpulsodesubstratocontraogradientequmico.Observeoesquemaabaixo:
Transporteativo
Notransporteativohgastodeenergia(ATP),poisassubstnciassotransportadascontraoseugradientedeconcentraoatravsdeprotenasintegraisespeciais.
Assubstnciasenvolvidasnessetipodetransportegeralmentesoonsquedevemsercontroladosdemaneiraintermitente,comoocasodosdio,potssio,clcio,cloreto,entreoutros.
BombadesdioepotssioAbombamaisconhecidaabombadeNa+/K+,cujafunomanteropotencialeltricoeascondiesfisiolgicasessenciaisparaasobrevivnciadasclulas.Essabombabombeiasdiodomeiointracelularparaomeioextracelular,isto,contraseugradientequmico.Concomitanteaesseprocesso,essamesmabombacarregapotssioomeioextracelularparaomeiointracelular,tambmcontraogradientequmico.
Curiosidade
Asclulaspodemgastar,aproximadamente,100molculasdeATPsporsegundosomenteparamanterasconcentraesfisiolgicasdeonsintracelularmente.ParasupriressademandanecessrioingeriralimentosquetenhamocombustvelnecessrioparaamanutenodesseATP.Amolculaglicose,porexemplo,capazdeproduzir36ATPslivresparaoconsumo.
Ointeressantesurgequandodescobrimosqueumcorpohumanotem,aproximadamente,100trilhesdeclulasemconstantecontrolefisiolgico.Jimaginouotantodeenergiadespendidasomenteparaocontroledeconcentraes?NopodemosnosesquecerdeoutrasatividadescelularesqueprovocamtambmgastodeATP,comoaconcentraomuscular,raciocnio,entreoutrasatividadesnormais.Imaginouquantocombustveltemosqueingerirdiariamentesparaasnecessidadesbsicas?
