Transporte de membrana

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Princípios de Transporte de Membrana

Moléculas hidrofóbicas, como O2, CO2 e certos hormônios, passam livremente pela MP. Moléculas polares pequenas, como água, e moléculas polares maiores, como glicose, passam numa taxa consideravelmente menor. Íons não passam livremente. Nesses 3 últimos casos, atuam proteínas de transporte, que são multipassagem. Podem ser carreadoras ou de canal.
Otransporte por proteínas de canal é sempre passivo, enquanto o por proteínas carreadoras pode ser ativo ou passivo. No transporte passivo, a molécula a ser translocada segue um gradiente de concentração, e pode também seguir um gradiente elétrico, caso seja carregada positivamente ou negativamente. Ambos os gradientes formam uma força motriz líquida, o gradiente eletroquímico, específico para cadasoluto.

Ionóforos são pequenas moléculas hidrofóbicas que se incorporam na bicamada lipídica e permitem o transporte de determinados íons, seja formando um canal ou um carreador. Um exemplo é a valinomicina, um antibiótico que induz o transporte de K+. Alguns ionóforos são usados em laboratório para simular efeitos de sinalização intracelular, como o aumento da concentração de Ca2+ intracelular,por exemplo. O transporte induzido pelo ionóforo sempre é a favor do gradiente eletroquímico, por não haver gasto de energia.

Transporte Ativo

As proteínas carreadoras sofrem mudanças conformacionais ao transportarem seus solutos. Quando estão saturadas, ou seja, quando todos os seus sítios ativos estão ocupados, atingem a Vmáx. Cada carreador tem uma Km, uma constante de ligação aosubstrato, que corresponde à concentração de soluto na qual se atinge metade da Vmáx. Esse transporte pode ser inibido por inibidores específicos, que se ligam ao sítio ativo, ou não-específicos, que se ligam numa outra região do carreador.
Existem 3 maneiras principais de transporte ativo:
(1) Acoplando o transporte de um soluto “morro acima” com o transporte de outro soluto “morro abaixo”;
(2)Transportando a custo de ATP;
(3) Transportando a custo de luz.

Os carreadores que transportam um único soluto num único sentido realizam o transporte uniporte. No caso de acoplamento, o transporte pode ser simporte (dois solutos no mesmo sentido) ou antiporte (dois solutos em sentidos opostos). O transporte a favor do gradiente eletroquímico de um dos solutos (“morro abaixo”), o qual é um íon,gera uma força motriz que permite o transporte do segundo soluto contra o seu gradiente de concentração (“morro acima”). É isto que ocorre nas células dos rins, que internalizam Na+ para absorver aminoácidos. A concentração de Na+ intracelular é mantida em níveis baixos pela atuação da bomba de Na+/K+, explicada posteriormente.

O pH citosólico é mantido em torno de 7,2 em parte por proteínascarreadoras de Na+. O primeiro tipo compreende um permutador que internaliza Na+, a favor de seu gradiente, ao passo que externaliza H+. Alternativamente, este permutador pode internalizar HCO3-, ao invés de externalizar H+. O HCO3- neutraliza um H+, tendo portanto o mesmo efeito.
O segundo tipo é uma proteína que causa um influxo de Na+ e HCO3- e um efluxo de Cl- e H+. Havendo HCO3- no meio, ocontrole do pH é mantido principalmente por este mecanismo.
De forma contrária, contra um aumento no pH citosólico, deve-se aumentar a concentração de H+ dentro da célula. Assim, atua uma proteína (terceiro tipo)que causa um influxo de Na+ e Cl- e um efluxo de HCO3- (a favor do seu gradiente), reduzindo o pH citosólico.

Nas células intestinais, o domínio apical tem proteínas que internalizamNa+ e glicose. No domínio basal, há proteínas que causam um efluxo passivo (a favor do gradiente de concentração) de glicose e bombas de Na+/K+ que exteriorizam Na+ e internalizam K+.

A bomba Na+/K+ exterioriza 3 Na+ e internaliza 2 K+, ambos contra seus gradientes eletroquímicos, através da hidrólise do ATP. Neste mecanismo, o fosfato terminal do ATP é adicionado a um resíduo de ácido...
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