Revisão prova 1 - Fisiologia

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Revisão prova 1 - Fisiologia
Transporte de substâncias através das membranas celulares
Esther Martins
1. Proteínas de membrana:
Canais iônicos: Canais iônicos são proteínas transmembranares que formam poros ou
canais na membrana celular, permitindo o fluxo seletivo de íons através da membrana.
Esses canais são altamente seletivos e regulam o movimento de íons específicos, como
sódio (Na+), potássio (K+), cálcio (Ca2+) e cloreto (Cl-), de acordo com gradientes
eletroquímicos.
a) seletividade iônica: refere-se à capacidade dos canais iônicos de selecionar e permitir
a passagem de certos íons, enquanto impedem ou dificultam o fluxo de outros. Essa
seletividade é determinada pela estrutura eletrostática dos canais, incluindo a presença de
resíduos de aminoácidos específicos que interagem seletivamente com os íons desejados.
Cada canal iônico possui um perfil de seletividade único, determinando quais íons podem
passar através dele.
b) portões iônicos: são regiões ou estruturas dentro dos canais iônicos que podem abrir
ou fechar, permitindo ou bloqueando o fluxo de íons através do canal. Esses portões podem
ser controlados por diferentes mecanismos, como mudanças de voltagem, ligantes químicos
ou estímulos mecânicos. Os portões iônicos permitem uma regulação precisa do fluxo
iônico de acordo com as necessidades da célula. A seguir, estão alguns exemplos de canais
iônicos:
Canal de Sódio Voltagem-dependente: Este canal é ativado por mudanças de
voltagem na membrana celular. Durante um potencial de ação em uma célula
nervosa, os canais de sódio são abertos, permitindo a entrada rápida de íons sódio
para despolarizar a célula.
Canal de Potássio Retificador Dependente de Voltagem: Esse canal também
responde a mudanças de voltagem, mas sua abertura ocorre com um atraso em
relação aos canais de sódio durante um potencial de ação. Ele é responsável pela
saída de íons potássio da célula, ajudando a repolarizá-la e restaurar o potencial de
repouso.
Canal de Cálcio Controlado por Ligante: Esse tipo de canal é ativado pela ligação de
moléculas de ligante específicas, como neurotransmissores. Quando um
neurotransmissor se liga ao receptor no canal de cálcio, ele é ativado, permitindo a
entrada de íons cálcio na célula, o que desencadeia uma série de respostas
celulares.
Canal de Cloreto Controlado por Estímulo Mecânico: Esses canais são sensíveis a
estímulos mecânicos, como a deformação da membrana celular. Eles estão
envolvidos na resposta sensorial em células auditivas, por exemplo, onde a vibração
sonora causa a abertura dos canais de cloreto, levando à sinalização neural.
2. Transporte passivo: Movimento de substâncias através da membrana celular
sem a necessidade de gasto de energia pela célula. Nesse tipo de transporte,
as moléculas ou íons movem-se de uma região de maior concentração para
uma região de menor concentração, seguindo seu gradiente de concentração.
A difusão através da membrana celular é dividida em dois subtipos,
chamados difusão simples e difusão facilitada.
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
carreadoras 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.
A difusão facilitada requer a interação com uma proteína carreadora. A
proteína carreadora 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 através da membrana.
Lipossolubilidade através da membrana: As lipossolubilidades do oxigênio,
do nitrogênio, do dióxido de carbono e do álcool, por exemplo, são altas;
assim, todas elas podem se dissolver diretamente na bicamada lipídica e se
difundir através da membrana celular, do mesmo modo como ocorre a
difusão para solutos hidrossolúveis nas soluções aquosas. A velocidade de
difusão de cada uma dessas substâncias através da membrana é
diretamente proporcional à sua lipossolubilidade. De modo especial, grandes
quantidades de oxigênio podem ser transportadas dessa maneira; por essa
razão, o oxigênio pode ser levado para o interior das células quase como se
não existisse a membrana celular.
Difusão das Moléculas de Água e de Outras Moléculas Insolúveis em
Lipídios pelos Canais Proteicos. Ainda que a água seja extremamente
insolúvel nos lipídios da membrana, ela passa com facilidade pelos canais
das moléculas de proteínas que penetram por toda a espessura das
membranas. Muitas das membranas celulares do corpo contêm “poros”
proteicos chamados aquaporinas que permitem, seletivamente, a passagem
rápida de água através da membrana celular, as aquaporinas são altamente
especializadas.
3. Transporte ativo: movimento de substâncias através da membrana celular
que ocorre contra seu gradiente de concentração, ou seja, de uma região de
menor concentração para uma região de maior concentração. Diferentemente
do transporte passivo, o transporte ativo requer energia da célula, geralmente
na forma de ATP (adenosina trifosfato), para impulsionar o movimento contra
o gradiente.
a) Transporte Ativo Primário: Nesse tipo de transporte, a energia é
diretamente fornecida pela hidrólise do ATP. Um exemplo clássico é a
bomba de sódio-potássio (Na+/K+ ATPase), encontrada em todas as
células. Essa bomba utiliza energia do ATP para transportar
ativamente íons sódio (Na+) para fora da célula, ao mesmo tempo em
que transporta íons potássio (K+) para dentro da célula, contra seus
gradientes de concentração naturais. Essa bomba é essencial para
manter o equilíbrio iônico e o potencial elétrico da célula.
b) Transporte Ativo Secundário: Nesse tipo de transporte, a energia é
obtida a partir de um gradiente de concentração previamente
estabelecido por um transporte ativo primário. Um exemplo é o
cotransporte de glicose e sódio na membrana intestinal. A bomba de
sódio-potássio (transporte ativo primário) cria um gradiente de sódio,
com alta concentração de sódio fora da célula. Esse gradiente é então
utilizado por uma proteína carreadora, como o cotransportador de
sódio-glicose (SGLT), para transportar ativamente glicose contra seu
gradiente de concentração, juntamente com o sódio.
c) Transporte acoplado: é um processo em que o transporte ativo de uma
substância é acoplado ao transporte passivo de outra substância. Isso
significa que a energia liberada no transporte ativo de uma substância
é utilizada para conduzir o transporte passivo de outra substância. Um
exemplo de transporte acoplado é o cotransporte simporte
(sintransporte) de sódio e glicose mencionado anteriormente.
d) Bombas impulsionadas pelo ATP:
Bomba de Sódio-Potássio (Na+/K+ ATPase): Essa é uma das bombas
mais conhecidas e encontrada em praticamente todas as células. Ela
transporta ativamente íons sódio (Na+) para fora da célula, ao mesmo
tempo em que transporta íons potássio (K+) para dentro da célula,
ambos contra seus gradientes de concentração naturais. Essa bomba
é essencial para manter o equilíbrio iônico e o potencial elétrico da
célula, além de estar envolvida em vários processos fisiológicos, como
a regulação do volume celular.
Bomba de Cálcio (Ca2+ ATPase): Essa bomba é responsável pelo
transporte ativo de íons cálcio (Ca2+) contra seu gradiente de
concentração. Ela remove o cálcio do citosol e o bombeia para fora da
célula ou para o interior do retículo endoplasmático e do retículo
sarcoplasmático, dependendo do tipo celular. Essa bomba é essencial
na regulação do cálcio intracelular, que desempenha um papel crítico
em processos como a contração muscular, a liberação de
neurotransmissores e a sinalização celular.
Bomba de Hidrogênio-Potássio (H+/K+ ATPase): Encontrada
principalmente nas células parietais do estômago, essa bomba
transporta ativamente íons hidrogênio (H+) para o interiordo
estômago, em troca de íons potássio (K+). Ela é responsável pela
secreção de ácido clorídrico (HCl) no estômago, desempenhando um
papel fundamental na digestão dos alimentos. Essas são apenas
algumas das bombas de íons impulsionadas pelo ATP encontradas
nas células. Cada uma dessas bombas desempenha funções
específicas na regulação iônica e no equilíbrio celular, contribuindo
para os processos fisiológicos normais do organismo.