Transporte através da membrana e osmose
Fisioterapia-Terapia Ocupacional
RCG2020/RFM006
11/5/2015
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Moléculas se movem em solução
por movimento browniano
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O tempo de difusão aumenta 10 vezes em
relação a distância a ser difundida
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Distância da difusão (mm)
Tempo
1
0,5 ms
10
50 ms
100
5s
1000
8,3 min
10000
14 hr
3
O Coeficiente de difusão (D) é proporcional a
velocidade na qual a molécula se difunde pelo
meio
D é inversamente proporcional ao tamanho da molécula (pr)
e a viscosidade do meio circulante(h) ; k =constante de
Boltzman
D = kT/6prh
1
D1
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2
<
D2
3
<
D3
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O fluxo (J) de uma substância através de uma membrana é proporcional a
área da membrana (A) e a diferença de concentração dessa substância
(DC), e inversamente proporcional a espessura da membrana (Dx) (lei de
Fick)
J = -DA (DC/Dx)
Fluxo difusional líquido
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A membrana celular é lipídica e
possui proteínas integrais que a
atravessam
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O coeficiente de partição óleo/água reflete a
solubilidade de uma substância em lipídeos e é
proporcional a sua permeabilidade pela membrana
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Substâncias hidrosolúveis maiores que a água
necessitam de “caminhos” hidrofílicos para
atravessar a membrana
• Poros (canais)
• Transportadores
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Substâncias podem atravessar a membrana passivamente seguindo o seu
gradiente de concentração por difusão simples ou por difusão facilitada
Difusão simples usa poros
(canais)
Difusão facilitada usa
carreadores
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A difusão facilitada se caracteriza:
1. Pela saturação do transporte
2. Pela maior dependância da temperatura
3. Por competição com antagonistas
Velocidade do transporte
Dif. Facilitada (carreadores)
Dif. Simples (canais)
Concentração
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Os canais iônicos são proteínas que
formam poros que passam íons
•Canais podem ser seletivos para potássio, sódio, cálcio ou cloreto ou para cátions ou ânions
•Os canais podem estar sempre abertos ou abrirem em resposta a algum estímulo
Canal iônico
Membrana
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Os íons são segregados por transportadores presentes na membrana que
realizam transporte ativo
3 Na+
1
2 K+
3
ATP
Na+
2
Ca++
1 - Na/K ATPase
2 – Trocador Na/Ca
3 – Ca-ATPase reticular
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ADP + Pi
3
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Transporte ativo significa o transporte de substâncias contra seu gradiente
químico às custas de gasto energético
3 Na+
Transporte ativo primário: Usa o ATP como fonte de
energia livre
1
2 K+
ATP
Transporte ativo secundário: Usa o gradiente químico
cirado pelo transporte ativo primário
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ADP + Pi
3 Na+
2
Ca++
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Água se difunde pela membrana
por duas maneiras
• Por pequenos espaços criados momentaneamente por dois
fosfolipídeos adjacentes
• Por poros formados por proteínas permeáveis a água
(canais de água)
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Osmose
• Osmose é definido como o fluxo de água através
de uma membrana semipermeável
• Membrana semipermeável: membrana permeável ao solvente
(água) mas não aos solutos
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Osmose
O fluxo ocorre de onde a concentração do soluto é
MENOR para onde a concentração do soluto é
MAIOR
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Osmose
• A osmose ocorre porquê o soluto diminui o
potencial químico da água
• A água então tende a fluir de onde o potencial
químico é maior para onde o potencial químico é
maior
• A presença do soluto também causa
– Redução da pressão de vapor
– Menor ponto de congelamento
– Maior ponto de ebulição
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Do experimento anterior define-se:
Pressão Osmótica (Dp) da Solução como sendo igual aquela Pressão
Hidrostática (DP) que EQUILIBRA O SISTEMA
Dp = DP
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Equação de van’t Hoff
p = RT(iC)
 = coeficiente osmótico; i = número de íons
dissociados; C = concentração do soluto
iC = osmolaridade da solução
Como  ~ 1 para a maioria dos solutos, podemos simplificar a
equação para
p = RT(iC)
Pressão Osmótica é uma Propriedade Coligativa da solução e não depende de membrana!
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O CONCEITO DE OSMOLARIDADE
Osmolaridade = iC
Para a maioria dos solutos fisiológicos  ~ 1 então podemos
simplificar para
Osmolaridade = iC
- Por Definição:
solução 1 Osmolar
1 Osmol/l
Número de Avogadro de
partículas/litro
exemplos: Solução 1 Molar de glicose tem 1Osmol/litro - 1 Osmolar
Solução 1 Molar de NaCl tem 2 Osm/litro - 2 Osmolar
Qual a Osmolaridade Plasmática??? Posm~ 290 mOsm/l
Portanto, qualquer método que avalie o número de partículas por litro,
constitui-se num método de medida de Osmolaridade! Por exemplo o
ponto de congelamento de uma solução.
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Ponto de Congelamento da solução é muito empregado:
lembrar: ponto de congelamento é inversamente proporcional a
concentração da solução (número de partículas/volume). Portanto:
0
iC = DTf/1,86
calibração
?
Osmolaridade
Qualquer outra propriedade coligativa pode ser também utilizada como pressão de vapor e
ponto de ebulição, porém PC é muito conveniente
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Quando a MEMBRANA IMPORTA:
PRESSÃO OSMÓTICA EFETIVA
h=? Membrana
-Qual a altura h?
Suponha:
Água
- Qual a Pressão Osmótica
(p) da Solução ?
h ou P(mmHg)
Água +
solutos
Tempo
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h ou P(mmHg)
P = p = RTC
P<p
Tempo
A pressão efetiva que aparece através da membrana, depende agora
de propriedades da mesma. Ou seja, da permeabilidade relativa entre
soluto e solvente.
Esse parâmetro, que chamaremos Coeficiente de Reflexao (s),
pode ser estimado pela razão entre P e P.
DP
s= =
p Dp
P
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DP
s= =
p Dp
P
s é dependende de um soluto em
particular em relação a uma determinada
membrana.
Faixa de variação de s:
membrana 1
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0 s 1
membrana 2
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CLASSIFICANDO SOLUÇÕES
Padrão de comparação = PLASMA - Posm ~= 290 mOSm/l
A) Quanto a Osmolaridade
Compara-se número de partículas/volume
p = RTiC - propriedade da solução unicamente!
B) Quanto a Tonicidade
Compara-se a capacidade de desenvolver pressão osmótica
efetiva - propriedade do sistema soluto-membrana.
É Dependente de s
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As hemácias como sensores de tonicidade
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As hemácias como sensores de tonicidade
Sacarose s = 1
Em 290 mOsm
sacarose
Em 100 mOsm
sacarose
Sol. Isoosmótica e
isotônica
Em 900 mOsm
sacarose
Sol. hipoosmótica e
hipootônica
Sol. Hiperosmótica e
hiperotônica
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As hemácias como sensores de tonicidade
Uréia s ~ 0,5
Em 290 mOsm
uréia
Sol. Isoosmótica e
hipotônica
Em 900 mOsm
uréia
Sol. Hiperosmótica e
hipotônica
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