1. A membrana plasmática é selectivamente permeável, permitindo o transporte de moléculas através de processos passivos como a osmose, difusão simples e difusão facilitada ou ativos que requerem energia. 2. A osmose é o movimento de água através de uma membrana permeável à água, ocorrendo do meio menos concentrado para o mais concentrado. A difusão simples e facilitada permitem o transporte de outras moléculas de acordo com os gradientes de concentração. 3. O transporte at

1. Margarida Barbosa Teixeira TRANSPORTE TRANSMEMBRANAR

2. Transportes transmembranares A membrana plasmática é atravessada livremente por pequenas moléculas, a favor de um gradiente de concentração no final deste processo, quando os dois meios ficam com concentrações iguais de soluto ( meios isotónicos ), é atingido o equilíbrio dinâmico . De entre os processos passivos de transporte de substâncias distinguem-se: Osmose Difusão simples Difusão facilitada

3. Osmose

4. Osmose Osmose é o movimento de água através de uma membrana com permeabilidade selectiva (permeável à água e impermeável ao soluto) Ocorre sempre do meio hipotónico (com menor concentração de soluto) para o meio hipertónico (com maior concentração de soluto) Quando os meios atingem uma concentração igual de soluto ( meios isotónicos ), a água passa a deslocar-se em ambos os sentidos, na mesma quantidade. É um caso particular de difusão simples.

5. Osmose Pressão osmótica é a pressão necessária para contrabalançar a tendência da água para se mover, através de uma membrana selectivamente permeável, da região onde há maior quantidade de moléculas de água (hipotónica) para a região onde há menor quantidade de moléculas de água (hipertónica) É a pressão que é necessário exercer para impedir a osmose. A pressão osmótica do meio é directamente proporcional à presença de solutos. a água tende a mover-se de uma região com menor pressão osmótica (solução hipotónica) para uma região com maior pressão osmótica (solução hipertónica).

6. Osmose Potencial hídrico mede a tendência relativa para a água deixar uma localização em favor de outra. A água desloca-se dos sistemas com maior potencial de água para os de menor potencial de água até se atingir o equilíbrio dinâmico. Depende da concentração do soluto É inversamente proporcional à concentração dos solutos (mais hipertónica menor potencial hídrico) Diminui pela adição de solutos

7. Osmose Baixa concentração de soluto (meio hipotónico) Concentração de água mais elevada (elevado potencial hidríco) Menor pressão osmótica Elevada concentração de soluto (meio hipertónico) Concentração de água mais baixa (baixo potencial hidríco) Maior pressão osmótica H 2 O

8. Osmose A velocidade osmótica varia com a diferença de concentração entre os dois meios é directamente proporcional à diferença de concentração entre os dois meios

9. Osmose em células animais A água sai da célula O volume celular diminui A superfície fica enrugada Célula plasmolisada Quantidade de água que entra é igual à que sai O volume e forma mantêm-se A água entra na célula O volume celular aumenta Célula túrgida A água entra continuamente na célula A membrana plasmática rompe Lise celular

10. Osmose em células animais Hemácias bicôncavas Hemácias plasmolisadas Hemácias túrgidas

11. Osmose em células animais As células animais realizam trocas de água com o meio exterior mas, como não possuem parede celular, quando colocadas em meios fortemente hipotónicos, como é o caso da água destilada, podem rebentar .

12. Osmose em células vegetais Meio extracelular hipotónico Meio extracelular hipertónico Célula túrgida Célula plasmolisada

13. Osmose em células vegetais As células vegetais apresentam uma parede celulósica permeável à água. No entanto, devido à sua rigidez, o volume da célula não se altera . A entrada de água dá-se principalmente para os vacúolos, que aumentam e diminuem de volume conforme a concentração do meio que envolve as células.

14. Osmose em células vegetais Quando inseridas num meio fortemente hipotónico o volume vacuolar aumenta grandemente, pressionando a parede celular ( pressão de turgescência ) A parede celular exerce uma pressão sobre o vacúolo (pressão da parede) de igual valor da pressão de turgescência, mas de sentido oposto. A quantidade de água que entra na célula é igual à que sai Não ocorre lise celular

15. Difusão simples As moléculas tendem a deslocar-se ao acaso, em todas as direcções, distribuindo-se uniformemente, fazendo com que, numa solução, a concentração de soluto seja homogénea e se mantenha assim ao longo do tempo. Quando se adiciona um soluto a um solvente (por exemplo, sal a água) cria-se temporariamente uma zona de maior concentração de solutos Movimento espontâneo das moléculas do soluto a favor do gradiente de concentração do meio onde a sua concentração é mais elevada (meio hipertónico) para o meio onde a sua concentração é mais baixa (meio hipotónico), até atingirem uma distribuição uniforme. Difusão simples

16. Difusão simples Soluto

17. Difusão simples A velocidade de difusão é directamente proporcional à diferença de concentração entre os meios intracelular e extracelular. À medida que ocorre a difusão , a diferença de concentração entre os meios intracelular e extracelular reduz a velocidade de difusão diminui

18. Difusão simples A bicamada fosfolipídica só pode ser atravessada por moléculas lipossolúveis, moléculas de pequeno tamanho, moléculas sem carga global. Parte da água e os iões atravessam a membrana, por difusão, através de poros – canais de água (aquaporínas) e canais iónicos .

19. Difusão facilitada Moléculas polares de dimensões consideráveis (ex: glicose) não podem atravessar a membrana plasmática por difusão simples, podem fazê-lo através da intervenção de proteínas membranares transportadoras ( permeases ), a favor do gradiente de concentração , sem gasto de energia . Difusão facilitada .

20. Difusão facilitada

21. Difusão facilitada 1 – Ligação da molécula a transportar com a permease; 2 – Alteração conformacional da permease, permitindo a passagem da molécula através da membrana, e sua separação da permease na outra face da membrana; 3 – Regresso da permease à forma inicial Etapas da Difusão facilitada:

22. Difusão facilitada

23. Difusão simples v/s Difusão facilitada Quando a concentração da molécula a transportar é elevada as permeases ficam todas ocupadas, ou seja saturadas, e a taxa de incorporação (de entrada) estabiliza. B - Difusão facilitada A velocidade de transporte da substância: aumenta com a concentração; para baixa diferença de concentração é superior à da difusão simples; - mantém-se quando todos os locais de ligação das permeases estão ocupados (saturação), mesmo que a concentração aumente – velocidade máxima. A - Difusão simples A velocidade de movimentação do soluto é directamente proporcional à diferença de concentração entre os dois meios.

24. Difusão simples v/s Difusão facilitada

25. Transporte activo Em muitas situações biológicas, iões ou moléculas necessitam de ser transportados, através da membrana, de regiões onde se encontram mais concentrados (hipertónicas) para regiões onde se encontram menos concentrados (hipotónicas). movimento do soluto através de proteínas membranares ( ATPases ) contra o gradiente de concentração requer dispêndio de energia (ATP) Transporte activo

26. Transporte activo A diferença de concentrações dos iões, entre os meios intracelular e extracelular, é mantida por transporte activo. Esta diferença de concentração é mantida pela célula uma vez que é necessária ao seu metabolismo. Teores relativos de diferentes iões em células de mamíferos

27. Transporte activo

28. Síntese A bicamada fosfolipídica da membrana plasmática é selectivamente permeável. Na estrutura da membrana plasmática existem proteínas que permitem que as moléculas entrem e saiam na célula.

29. Síntese

30. Transporte de partículas de maiores dimensões Endocitose e Exocitose As células possuem recursos que permitem o transporte , para o interior ou para o exterior, de macromoléculas , de partículas com maiores dimensões ou mesmo de pequenas células Endocitose e Exocitose

31. Endocitose Endocitose Transporte em que há a inclusão de material por invaginação da membrana plasmática. As invaginações da membrana progridem e separam-se da membrana plasmática, constituindo vesículas endocíticas . Intervém na captação de partículas, transporte de moléculas através de células e armazenamento de reservas na célula.

32. Endocitose Dependendo do tipo de material que entra na célula distinguem-se três tipos de endocitose: Fagocitose, Pinocitose, Endocitose mediada por receptores . Fagocitose A célula emite prolongamentos que envolvem partículas de maiores dimensões, acabando por englobá-las, formando vesículas fagocíticas .

33. Endocitose

34. Endocitose Pinocitose Pequenas gotas de fluido são captadas em invaginações da membrana plasmática. As invaginações acabam por formar pequenas vesículas pinocíticas. Endocitose mediada por receptores As macromoléculas entram na célula ligadas a receptores específicos. A membrana plasmática invagina formando vesículas endocíticas.

35. Exocitose Exocitose Transporte pelo qual a célula pode expulsar para o exterior determinadas substâncias através de vesículas – vesículas secretoras ou exocíticas - cuja membrana se funde com a membrana celular . Intervém quando são lançados no meio extracelular produtos sintetizados por células glandulares e na eliminação de resíduos de digestão intracelular de partículas alimentares.

36. Síntese global