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50Citologia Estrutura e Fisiologia Todas as células são capazes de controlar a entrada e saída de substâncias do seu hialoplasma. O permanente fluxo de partículas se dá através da membrana plasmática ou plasmalema. As células eucarióticas possuem, ainda, um rico sistema de membranas em seu interior, formando uma rede de canais (como o retículo endoplasmático) ou revestindo organelas e o núcleo. Mitocôndrias e cloroplastos possuem um sistema interno de membranas (cristas mitocondriais e lamelas, respectivamente). Essa intensa compartimentação das células favorece a ocorrência simultânea de um grande número de atividades, que não poderiam ocorrer em um meio único. 1. Estrutura Microscópica e Ultra-Estrutura A membrana plasmática é muito fina, o que torna impossível sua observação ao microscópio óptico. A espes-sura total da membrana é de apenas 75 ângstrons. Ao microscópio eletrônico, a membrana plasmática mostra-se como uma estrutura trilaminar, conhecida por unidade de membrana. Estudos químicos diretos e a análise da permeabilidade celular mostram que a membrana tem composição lipoproteica, isto é, contém lipídios e proteínas em sua estrutura. A porção lipídica da membrana é formada por uma camada bimolecular de fosfolipídios onde ficam embutidas moléculas de proteínas. Além de ser uma estrutura de proteção mecânica para a célula, a membrana celular é importante na permeabilidade seletiva, controla a entrada e a saída de materiais da célula 2. Diferenciações da Membrana Plasmática A. Microvilosidades – são dobras semelhantes a de-dos de luvas, que aumentam a superfície de absorção. Aparecem na mucosa intestinal e nos túbulos renais. B. Interdigitações - saliências e reentrâncias nas membranas de células vizinhas, que se encaixam facilitando as trocas entre elas. São observadas nas células dos tubos renais. C. Desmossomos - são placas arredondadas formadas pelas membranas de células vizinhas. É o local de “ancoragem” dos componentes do citoesqueleto e de forte adesão entre células vizinhas. 3. Passagem de substâncias através da membrana celular A capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por outras define sua permeabilidade. A membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva: permite a passagem do solvente e de alguns tipos de soluto. A entrada ou a saída de substâncias nas células podem ocorrer de duas maneiras: ou o material atravessa a membrana plasmática, ou ele é englobado por ela. Não envolve gasto de energia, pois a membrana não participa ativamente do processo. Pode-se dizer que é um fenômeno físico. A. Difusão Simples Consiste na passagem das moléculas de soluto, do local de maior para o local de menor concentração, até estabelecer um equilíbrio, pois obedece a uma lei física. Neste caso, as moléculas devem ser Organização da membrana plasmática Dulpa camada fosfolipídica da membrana plasmática vista em um microscópio eletrônico de transmissão. Todas as diferenciações de membrana reprensentadas em uma célula hipotética. Dependendo do tecido, as células apresentam ou não certas especializações. 51Membrana Plasmática suficientemente pequenas para poderem atravessar a membrana plasmática. Quanto menor for o tamanho da partícula, maior será a velocidade de deslocamento. B. Difusão Facilitada Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas, devido ao auxílio de uma molécula (enzima) transportadora chamada permease, na membrana. C. Osmose É a difusão da água através de uma membrana semipermeável. Embora a membrana plasmática não seja perfeitamente semipermeável, já que permite a passagem de solutos, durante a osmose, a movimentação da água é tão intensa que a passagem do soluto perde importância, pois é muito menor. É nesse aspecto que dizemos ser a membrana plasmática semipermeável. A movimentação das moléculas de água ocorre sempre do local de menor concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a membrana é conhecida por pressão osmótica. Quando duas soluções apresentam a mesma concentração, exercem a mesma pressão osmótica e são ditas isotônicas. Caso sejam separadas por uma membra-na, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo proporcional. Quando se comparam soluções de concentrações diferentes, a que possui maior concentração e, portanto, maior pressão osmótica, é chamada hipertônica, e a de menor concentração (menor pressão osmótica) é hipotônica. Separadas por uma membrana, há maior fluxo de água da solução hipotônica para a hipertônica, até que as duas soluções se tornem isotônicas. A osmose pode provocar alterações de volume celular. O transporte passivo de moléculas através da membrana plasmática pode ser feito através de difusão simples (passagem livre pela membrana plasmática) ou difusão facilitada por proteínas. A. Bomba de sódio e potássio O transporte ativo age como uma “porta giratória”: a bomba de sódio e potássio liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face externa. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP. B. Endocitoses São processos de englobamento de substâncias epals células. Nesta modalidade, estão incluídos os processos de fagocitose e pinocitose, onde não existe necessariamente uma diferença de gradiente de concentração. Aqui, pode ocorrer a necessidade de a célula obter moléculas que normalmente não atravessariam os poros da membrana plasmática, ou então o fato de estarem defendendo a célula ou o orga- nismo ao qual pertencem. a) Fagocitose: é um processo de englobamento de materiais de natureza sólida pela célula por meio de pseudópodes. A fagocitose é um fenômeno que está relacionado com a obtenção de alimento, como ocorre nas amebas, ou com a defesa imunológica, como ocorrem com os leucócitos do tipo macrófagos e neutrófilos. b) Pinocitose: é um processo de englobamento de materiais de natureza líquida pela célula por meio da formação de canais de pinocitose. Células animal e vegetal respondem de maneiras diferentes às diferentes concentrações osmóticas do meio: enquanto células animais encontram-se em seu estado normal em meio isotônico e morrem em meio hipotônico, as células vegetais são encontradas em estado normal neste meio e morrem em meio hipertônico. Além da fagocitose e pinocitose, outra maneira de endocitose é a mediada por receptor. Esta forma de endocitose está relacionada com moléculas sinalizadoras do metabolismo celular. 52 1. (IFSP 2014) Durante uma aula de biologia sobre anfíbios, um aluno perguntou o que aconteceria se um girino fosse co- locado em um pote contendo água do mar. Seus colegas de sala propuseram diversas hipóteses, alguns defendendo que o girino iria morrer, outros que ele iria sobreviver. Considerando as características típicas dos anfíbios, o mais provável é que, na situação proposta, o girino iria a) morrer, devido à entrada excessiva de água em seu corpo. b) morrer, devido à perda excessiva de água por sua pele. c) sobreviver, pois sua pele é grossa e permeável. d) sobreviver, mesmo com uma entrada excessiva de água em seu corpo. e) sobreviver, pois ele apresenta glândulas especiais na pele que o tornam imune à perda de água. 2. (IFSP 2013) Uma membrana limita o que está dentro e fora de uma célula e determina o que pode entrar ou sair dela. É essa capacidade de controlar as substâncias que entram e saem que dá às células condições de manter seus meios inter- nos diferentes e equilibrados em relação ao meio externo. Uma hemácia (1) em equilíbrio isotônico é colocada em um outro meio, onde se observa o fenômeno representado pelas figuras (2) e (3) do esquema abaixo. É corretoafirmar que esse fenômeno é denominado a) osmose e corresponde ao movimento de sais minerais do meio hipotônico para o hipertônico. b) osmose e corresponde à entrada de água na hemácia, uma vez que seu interior estava hipertônico em relação ao meio. c) difusão e corresponde à saída de sais minerais da célula para o meio hipotônico, com alteração do volume celular. d) difusão facilitada e corresponde à entrada de água do meio hi- potônico em relação ao interior da hemácia que estava hipertônico. e) turgescência e corresponde à saída de água da célula através dos poros existentes ao longo da membrana plasmática. 3. (UNIOESTE 2012) Considerando que a existência e a integri- dade da membrana plasmática são fundamentais para a célula, é correto afirmar que esta estrutura a) contém moléculas de lipídios que são incapazes de se desloca- rem, não permitindo a passagem de substâncias entre os meios extracelular e intracelular. b) permite, pelo processo de osmose, a passagem de solutos em direção a maior concentração de suas moléculas. c) possibilita a célula manter a composição intracelular igual a do meio extracelular, em relação à água, sais minerais e macromoléculas. d) para a realização do transporte ativo, proteínas de membrana atuam como bombas de íons, capturando ininterruptamente íons de sódio e mantendo igual concentração entre os meios extracelular e intracelular. e) permite o movimento de fosfolipídios que lhes confere um grande dinamismo, pois deslocam-se continuamente sem perder o contato uns com os outros. 4. (UERN 2012) Todas as células têm um meio interno aquo- so, o citoplasma, no qual existe certa quantidade de substân- cias dissolvidas, como sais e açúcares. Quando uma célula é colocada em um meio em que a concentração de substâncias dissolvidas é muito maior que a de seu citoplasma, a água ten- de a sair da célula. O texto refere-se ao fenômeno fisiológico denominado a) osmose. b) difusão facilitada. c) difusão simples. d) homeostase. 5. (UNESP 2011) Três amostras de hemácias, A, B e C, foram isoladas do sangue de uma mesma pessoa e colocadas em soluções com diferentes concentrações de sal. A figura apre- senta as hemácias vistas ao microscópio quando colocadas nas diferentes soluções. Na linha inferior, representação es- quemática das células da linha superior. As setas indicam a movimentação de água através da membrana. Pode-se afirmar que, depois de realizado o experimento, a) a concentração osmótica no interior da célula A é maior que a concentração osmótica no interior da célula B. b) a concentração osmótica no interior da célula C é maior que a concentração osmótica no interior da célula B. c) a concentração osmótica no interior das três células é a mesma, assim como também o era antes de terem sido colocadas nas res- pectivas soluções. d) a concentração osmótica no interior das três células não é a mes- ma, assim como também não o era antes de terem sido colocadas nas respectivas soluções. e) se as células A e B forem colocadas na solução na qual foi colo- cada a célula C, as três células apresentarão a mesma concentra- ção osmótica. 6. (UECE 2014) Sobre o modelo mosaico fluido das membra- nas celulares, é correto afirmar-se que a) os componentes mais abundantes da membrana são fosfolipí- dios, proteínas e aminoácidos livres. b) a membrana tem constituição glicoproteica. c) lipídios formam uma camada única e contínua, no meio da qual se encaixam moléculas de proteína. d) a dupla camada de fosfolipídios é fluida, possui consistência ole- osa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de um mosaico. 7. (ACAFE 2014) A membrana plasmática é um envoltório celu- lar que delimita o espaço interno da célula. Quanto às suas propriedades e funções é correto afirmar, ex- ceto: a) A difusão facilitada ocorre com o auxílio de proteínas transporta- doras na membrana plasmática, do meio mais concentrado para o Citologia 53 menos concentrado, com baixo gasto energético. b) A osmose é a movimentação da água, através da membrana plasmática, quando há diferença nas concentrações dos solutos entre o meio extra e intracelular. A movimentação ocorre sempre da solução hipotônica para a hipertônica. c) A difusão simples é a movimentação de partículas (átomos, molécu- las, íons etc.) para dentro ou para fora da célula, sem gasto de energia, sempre do ambiente mais concentrado para menos concentrado. d) A membrana plasmática apresenta semipermeabilidade, ou per- meabilidade seletiva, uma vez que permite a entrada de certas substâncias úteis à célula e a saída de outras. 8. (UEPG 2014) A figura abaixo esquematiza o transporte da bomba de sódio e potássio na célula. Com relação a esse me- canismo, assinale o que for correto. 01) Esse tipo de transporte é ativo e com gasto de energia devido à concentração de sódio fora da célula ser maior que em seu interior, ocorrendo o oposto com o potássio 02) Nessa bomba de sódio e potássio, para cada três íons sódio que saem, entram dois potássios. Desse modo, surge uma diferen- ça de cargas elétricas entre os dois lados da membrana, que fica positiva na face externa e negativa na interna. 04) A difusão facilitada apresentada na figura com o sódio e o po- tássio ocorre nas células para equilibrar as concentrações desses dois íons entre as duas faces da membrana. 08) Outra função desse mecanismo de transporte é aumentar a concentração de íons no citoplasma. Essa função está atrelada a difusão de água para impedir a plasmólise da célula. 16) Esse tipo de transporte ocorre sempre a favor do gradiente de concentração para os íons sódio e contra o gradiente de concen- tração para o potássio 9. (UEMG 2014) Nos autos de condenação de revoltosos do Brasil Colônia, como Tiradentes, era comum constar que, além da pena de morte e do esquartejamento dos corpos, seus bens seriam confiscados e suas terras seriam salgadas, para que nada mais ali nascesse. O ato de salgar a terra realmente pro- voca a morte das plantas porque o excesso de sal na terra a) dificulta a absorção de íons minerais pelas raízes, por transporte ativo. b) impede a ação das proteínas transportadoras das membranas das células da raiz. c) estimula maior absorção de água pelas células da raiz, provocan- do turgescência e lise celular. d) impede a absorção de água, através de osmose, pelas células da raiz, aumentando a concentração osmótica do solo. 10. (UEPG 2014) No esquema abaixo, a água pura (A) foi inicial- mente separada de uma solução aquosa de açúcar (B) por uma membrana semipermeável. Com relação à osmose observada nesse experimento, assinale o que for correto. 01) O desnível gradualmente formado entre os tempos 1 e 2 vai tornando cada vez mais difícil a passagem de água para o lado B. 02) O sistema não entrará em equilíbrio devido à impossibilidade de o soluto passar do lado B para o lado A. 04) O desnível formado no tempo 2 se dá por osmose, ou seja, a passagem de açúcar para o lado A. 08) Em certo estágio, quando o retorno da água, devido ao desní- vel, equilibrar a tendência de passagem de água do lado menos concentrado para o hipertônico, o sistema entrará em equilíbrio: a cada molécula de água que passar para um lado corresponderá outra que passará em sentido contrário. 1: [B] Os girinos são anfíbios jovens que se desenvolvem em águas con- tinentais. Se forem colocados em água do mar, eles perdem água e acabam por morrer. 2: [B] O fenômeno observado é denominado “osmose”. O meio hipertôni- co interior às hemácias ganhou água do meio ambiente e, conse- quentemente, as células hidratadas incham e sofrem rompimento, pois a delgada membrana plasmática é relativamente elástica e pouco resistente. 3: [E] A membrana plasmática é uma estrutura composta de fosfolipídios e proteínas que estão em constante mobilidade. Permite a passa-gem de substâncias (solutos) que irão entrar ou sair da célula, man- tendo concentrações diferentes de determinados íons. A passagem de água pela membrana (solvente) é chamada osmose. 4: [A] Osmose é o transporte passivo de água (solvente) de um meio hi- potônico para o meio hipertônico, através de uma membrana semi- permeavel. 5: [E] A célula C foi mergulhada numa solução isotônica e encontra-se em equilíbrio osmótico, isso quer dizer que a quantidade de água que entra na célula pela membrana plasmática é a mesma que sai. Se as células A e B forem colocadas em solução isotônica também entrarão em equilíbrio osmótico e atingirão a mesma concentração osmótica da célula C. 6: [D] O modelo mosaico fluido que propõe a arquitetura molecular das membranas celulares afirma a existência de uma biocamada de fosfolipídios fluida, onde se deslocam livremente diversos tipos de proteínas. 7: [A] A difusão é um processo passivo em que não há gasto de energia. A difusão facilitada tem a participação de proteínas de membrana que facilita a passagem de solutos para ambos os lados da célula. 8: 01 + 02 = 03. [04] Falso. O transporte de e ocorre contra o gradiente de concen- tração e consome energia. [08] Falso. A plasmólise ocorre quando células vegetais são imer- sas em soluções hipertônicas em relação ao seu citoplasma. [16] Falso. O transporte ativo do sódio e potássio ocorre contra o gradiente de concentração. 9: [D] O salgamento do solo aumenta a pressão osmótica fora das célu- las das raízes dos vegetais, impedido que estas células absorvam água por osmose. 10: 01 + 08 = 09. Membrana Plasmática