Mecanismos de transporte pelas membranas celulares

Question 1

1. Descreva a estrutura das membranas celulares

Answer 1

As membranas celulares são compostas, primariamente, por lipídios e proteínas. O componente lipídico é formado por fosfolipídios, colesterol e glicolipídios, sendo responsável pela alta permeabilidade das membranas celulares a substâncias lipossolúveis como o dióxido de carbono, o oxigênio, os ácidos graxos e os hormônios esteroides.

Question 2

2. Explique a organização das proteínas nas membranas celulares

Answer 2

As proteínas das membranas celulares podem ser integrais ou periféricas, dependendo de como as atravessam ou se estão presentes em apenas um lado, sua distribuição se dá conforme o mosaico fluído. As proteínas integrais da membrana estão incrustadas na membrana celular, sustentadas por interações hidrofóbicas, cuja remoção ocorrerá caso às ligações à camada lipídica sejam rompidas. As proteínas periféricas da membrana não estão incrustadas na membrana e não estão covalentemente ligadas a componentes da membrana celular.

Question 3

3. Explique a estrutura das proteínas transportadoras de canais nas membranas celulares

Answer 3

As proteínas transportadoras, se ligam às moléculas ou aos íons a serem transportados, formando canais (ou portos) que possibilitam a entrada de moléculas de água, substâncias hidrossolúveis, principalmente os íons que podem se difundir entre o líquido extra e intracelular. Tais canais compostos por proteínas possuem também uma permeabilidade seletiva que acarreta difusão preferencial conforme a substância.

Question 4

4. Explique a estrutura das proteínas transportadoras carreadoras nas membranas celulares

Answer 4

Proteínas carreadoras realizam o transporte de substâncias que, do contrário, não poderiam penetrar na dupla camada lipídica, chegando a transportar substâncias na direção oposta a dos seus gradientes eletroquímicos para a difusão. A saturação se baseia no conceito de que as proteínas carreadoras apresentam número limitado de sítios de ligação para o soluto, desencadeando na lentificação do processo, visto que não há entrada contínua como nos canais iônicos, e, faz-se necessário a ativação de sítios de ligação para que o transporte ocorra.

Question 5

5. Quais substâncias são transportadas através das membranas celulares, de acordo com o nível de dificuldade

Answer 5

As membranas celulares são compostas, primariamente, por lipídios e proteínas. O componente lipídico é formado por fosfolipídios, colesterol e glicolipídios, sendo responsável pela alta permeabilidade das membranas celulares a substâncias lipossolúveis como o dióxido de carbono, o oxigênio, os ácidos graxos e os hormônios esteroides. O componente lipídico das membranas celulares é, também, responsável pela baixa permeabilidade das membranas celulares a substâncias hidrossolúveis, como os íons, a glicose e os aminoácidos. O componente proteico das membranas celulares é composto por transportadores, enzimas, receptores de hormônios, antígenos de superfície celular e canais para íons e água.

Question 6

6. De acordo com a necessidade de energia, quais os tipos de transporte através das membranas celulares

Answer 6

Sem necessidade de energia (Passiva, a favor do gradiente): difusão simples, difusão facilitada.
Com necessidade de energia (Ativo, contra o gradiente): Transporte ativo primário e Cotransporte e contratransporte.

Question 7

7. Descreva e exemplifique o transporte por difusão simples

Answer 7

A difusão simples significa que o movimento cinético das moléculas ou dos íons ocorre através de abertura na membrana ou através dos espaços intermoleculares, sem que ocorra qualquer interação com as proteínas transportadoras da membrana. A intensidade da difusão é determinada pela quantidade de substância disponível, pela velocidade do movimento cinético, e pelo número e tamanho das aberturas na membrana, pelas quais as moléculas e os íons podem se mover.
Exemplo: o processo de respiração. Ao chegar aos alvéolos pulmonares, o oxigênio difunde-se para o sangue dos capilares. Enquanto isso, o gás carbônico presente no sangue dos capilares difunde-se para o interior dos alvéolos. Essa situação de trocas gasosas ocorre devido às diferenças de concentração entre os dois gases nos alvéolos pulmonares, no sentido do meio mais concentrado para o menos concentrado.

Question 8

8. Descreva e exemplifique o transporte por difusão facilitada

Answer 8

A difusão facilitada requer a interação com uma proteína transportadora. A proteína transportadora ajuda a passagem das moléculas ou dos íons, através da membrana, por meio de ligação química com eles, transportando-os dessa forma em movimento de vaivém — como o de ponte aérea — através da membrana.
A difusão facilitada é também conhecida como difusão mediada por transportador, porque a substância que é transportada por esse processo se difunde através da membrana usando uma proteína transportadora específica para auxiliar. Isto é, o transportador/ízd//ta a difusão da substância para o outro lado. Exemplo: GLUTs (grupo de proteínas transportadores da glicose) trabalham facilitando o transporte da glicose na membrana plasmática.

Question 9

9. Quais as principais diferenças entre os transportes por difusão simples e facilitada

Answer 9

A difusão simples contém a proteína transportadora de canais, que é estrutural, já a difusão facilitada emprega uma proteína transportadora carreadora que facilita o processo da difusão.
A difusão facilitada difere, de modo importante, da difusão simples pelo seguinte modo: apesar de a velocidade da difusão simples, através de um canal aberto, aumentar em proporção direta à concentração da substância difusora, na difusão facilitada a velocidade da difusão tende a um máximo, à medida que a concentração da substância difusora aumenta.

Question 10

10. Explique os fatores que afetam a velocidade de difusão

Answer 10

Diferença de concentração (gradiente): velocidade efetiva de difusão é diretamente proporcional a [LEC] menos [LIC].
Potencial de Nernst: é o potencial de equilíbrio de cada íon, no qual não há movimentação deste (não há difusão).
Diferença de pressão (capilares sanguíneos).

Question 11

11. Qual o significado do potencial de Nerst na difusão

Answer 11

O potencial de Nernst é o potencial de equilíbrio de cada íon, a grandeza desse potencial é determinada pela proporção entre as concentrações desse íon específico nos dois lados da membrana. Quanto maior essa proporção, maior será a tendência para que o íon se difunda em uma direção, e, por conseguinte, maior o potencial de Nernst necessário para evitar difusão efetiva adicional.

Question 12

12. Explique osmose e pressão osmótica

Answer 12

A osmose é o fluxo de água através de membrana semipermeável, devido às diferenças da concentração de solutos. A diferença de concentração do soluto cria uma diferença de pressão osmótica, através da membrana, que é a força que impele o fluxo osmótico de água; nesse sentido, a pressão osmótica é o que interrompe a osmose.

Question 13

13. Existe diferença na energia cinética das partículas de diferentes tamanhos? Explique

Answer 13

Não, pois na fórmula da energia cinética, essa é dada pelas variáveis da massa e a velocidade das partículas, cujos valores são diferentes e igualam o valor energético.
Isto é, partículas grandes com mais massa (m) do que as pequenas partículas se movem com velocidade menor (v). As partículas pequenas movem-se com maior velocidade, de modo tal que suas energias cinéticas médias (k) determinadas pela equação são as mesmas para cada pequena partícula, bem como para cada partícula maior.

Question 14

14. Defina concentração osmolar e qual é a sua unidade

Answer 14

Osmolaridade é a concentração osmolar (medida da concentração de soluto) expressa em osmóis por litro de solução, em vez de osmóis por quilograma de água.

Question 15

15. O que representa 1 osmol de uma molécula

Answer 15

Um osmol representa o peso molecular (ou massa molecular) de um mol (molécula-grama) de soluto osmoticamente ativo.

Question 16

16. Qual a diferença de osmolaridade e osmolalidade

Answer 16

Osmolaridade é a concentração osmolar expressa em osmóis por litro de solução, em vez de osmóis por quilograma de água. Apesar de, em termos precisos, serem os osmóis por quilograma de água (osmolalidade) que determinam a pressão osmótica para soluções diluídas, como as existentes no corpo, a diferença quantitativa entre a osmolalidade e a osmolaridade é de menos de 1%. Em razão de ser bem mais prático medir a osmolaridade do que a osmolalidade, ela é mais utilizada na maioria dos estudos fisiológicos.

Question 17

17. Sabendo-se que 1 osmol/litro causa 19.300 mmHg de pressão osmótica (37ºC) e que a Osmolalidade do PLASMA 300 miliosmóis/Kg de água, qual a pressão osmótica do plasma

Answer 17

Na temperatura normal do corpo, 37°C, a concentração de 1 osmol por litro vai causar 19.300 mmHg de pressão osmótica da solução. Da mesma forma, a concentração de 1 miliosmol por litro equivale a 19,3 mmHg de pressão osmótica. Ao se multiplicar esse valor pela concentração de 300 miliosmois dos líquidos do corpo, obtém-se a pressão osmótica total dos líquidos corporais, calculada como sendo de 5.790 mmHg.

Question 18

18. Explique os tipos de transportes de membranas ativos e exemplifique

Answer 18

Os tipos de transportes de membrana ativos consistem no transporte ativo primário e transporte ativo secundário. No transporte ativo primário, a energia é derivada diretamente da degradação do trifosfato de adenosina (ATP) ou de qualquer outro composto de fosfato com alta energia. Já no transporte ativo secundário, a energia é derivada secundariamente da energia armazenada na forma de diferentes concentrações iônicas de substâncias moleculares secundárias ou iônicas entre os dois lados da membrana da célula, gerada originaria- mente por transporte ativo primário. Em ambos os tipos de transporte ativo, o transporte depende de proteínas transportadoras que penetram por toda a membrana celular, como ocorre na difusão facilitada. No entanto, no transporte ativo, as proteínas transportadoras funcionam de modo distinto das da difusão facilitada, pois são capazes de transferir energia para a substância transportada para movê-la contra o gradiente eletroquímico.
Exemplo transporte ativo primário: bomba de cálcio (mantém o citoplasma com baixa concentração desse íon), bomba de sódio potássio (que mantém as diferenças de concentração de Na+ e K+ entre LEC e LIC) e a bomba de hidrogênio (que se localiza nas células das glândulas gástricas do estômago e em células dos segmentos distais dos túbulos renais).
Exemplo transporte ativo secundário: transporte contratransporte (a substância co-transportada deve estar do lado oposto da transportadora).

Question 19

19. Explique o mecanismo de transporte de membranas ativo por co-transporte e exemplifique

Answer 19

O cotransporte (simporte) é a forma de transporte ativo secundário em que todos os solutos são transportados na mesma direção, através da membrana celular. O Na + se move para dentro da célula, seguindo seu gradiente eletroquímico; os solutos cotransportados com o Na + também se movem para dentro das células. O cotransporte está envolvido em diversos processos fisiológicos críticos, principalmente, nos epitélios de absorção do intestino delgado e nos túbulos renais. O cotransporte de Na + -glicose (SGLT) e o cotransporte de Na + - aminoácido, por exemplo, estão presentes nas membranas luminais das células epiteliais do intestino delgado e do túbulo proximal renal. Em cada exemplo, o gradiente de Na + estabelecido pela Na + -K+ ATPase é usado no transporte de solutos, como glicose, aminoácidos, K+ ou Cl − , contra seus gradientes eletroquímicos.

Question 20

20. Explique o mecanismo de transporte de membranas ativo por contra -transporte e exemplifique

Answer 20

O contratransporte (antiporte ou troca) é uma forma de transporte ativo secundário, em que os solutos se movem em direções opostas através da membrana celular. O Na + se move para dentro das células, seguindo seu gradiente eletroquímico; os solutos que são contratransportados ou trocados por Na + se movem para fora das células. O contratransporte é ilustrado pela troca de Ca 2+ -Na + e pela troca de Na + -H+. Como no cotransporte, cada processo usa o gradiente do Na + estabelecido pela Na + -K+ ATPase como fonte de energia; o Na + se move na direção do seu gradiente eletroquímico e o Ca 2+ ou H+ se movimenta contra esse gradiente.