FISIOLOGIA (1)

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FISIOLOGIA 
Profa. Miki Shimizu 
 
 
 
 
MEMBRANA CELULAR 
 
Van de Graaff (Anatomia Humana) 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 A anatomia humana se interessa pela estrutura do corpo humano e com as 
relações entre as suas partes. O corpo é uma obra-prima de organização para a qual a 
célula fornece toda a base. Por essa razão a célula é chamada de unidade básica. 
 A unidade básica da vida do corpo é a célula e cada órgão é um agregado de 
muitas células diferentes, mantidas unidas por estruturas intercelulares de sustentação. 
Cada tipo de célula é especialmente adaptada para realizar uma ou algumas funções 
particulares. Todo o corpo contém cerca de 100 trilhões de células. 
Embora as muitas células do corpo possam diferir entre si, todas apresentam 
determinadas características básicas em comum. Os glóbulos vermelhos, por exemplo, 
cujo número total é de 25 trilhões, transportam oxigênio dos pulmões para os tecidos. 
Embora esse tipo de célula seja talvez o mais abundante do corpo, existem outros 75 
trilhões de células. 
Para que os órgãos e os sistemas funcionem corretamente, as células têm que 
funcionar corretamente. A função celular está relacionada com o seu metabolismo. Para 
que as células permaneçam vivas e metabolizem, devem ser satisfeitas certas exigências. 
Cada célula tem que ter acesso a nutrientes e ao oxigênio e deve poder eliminar seus 
resíduos. Além disso, deve ser mantido um ambiente protetor constante. Todas essas 
exigências são conseguidas através da organização. 
 Embora muitas células do corpo difiram com frequência, entre si, todas elas tem 
certas características básicas que são semelhantes. Por exemplo, em todas as células, o 
oxigênio se combina com produtos de degradação dos carboidratos, das gorduras ou das 
outras proteínas para liberar a energia necessária para o funcionamento celular. Alem 
disso, os mecanismos químicos gerais, para modificar os nutrientes de energia, são 
basicamente os mesmos em todas as células, e todas as células também levam os 
produtos finais de suas reações químicas para o liquido que as banha. 
 Quase todas as células também têm a capacidade de se reproduzir, e quando 
células de um tipo particular são destruídas, por uma causa qualquer, as células restantes 
desse tipo, até que seu número original seja restabelecido. 
 
 
2. LIQUIDO EXTRACELULAR – O AMBIENTE INTERNO 
 
 Cerca de 60% do corpo humano é composto por líquido. Embora a maior parte 
desse líquido esteja no interior das células e seja chamado de líquido intracelular, cerca de 
um terço fica nos espaços entre o exterior das células, e é chamado de líquido 
extracelular. Esse líquido extracelular está em movimentação constante por todo o corpo. 
É transportado rapidamente para o sangue circulante e em seguida, misturado entre o 
sangue e os líquidos teciduais por difusão através das paredes dos capilares. 
 
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No líquido extracelular, estão os íons e nutrientes dos quais as células necessitam 
para a manutenção da vida celular. Por conseguinte, todas as células vivem em ambientes 
essencialmente constantes, o líquido extracelular, razão pela qual o liquido extracelular é 
chamado de meio (ou ambiente) interno do corpo. 
 As células são capazes de viver, crescer e realizar suas funções específicas, 
enquanto concentrações adequadas de oxigênio, glicose, diferentes íons, aminoácidos, 
substâncias gordurosas e outros constituintes estiverem disponíveis nesse meio interno. 
 
 
DIFERENÇAS ENTRE OS LÍQUIDOS EXTRACELULAR E INTRACELULAR 
 
 O líquido extracelular contem grande quantidade de íons sódio, cloreto e 
bicarbonato, mais nutrientes para as células, como oxigênio, glicose, ácidos graxos e 
aminoácidos. Também contem dióxido de carbono, que está sendo transportado das 
células para os pulmões para ser excretado, além de outras escórias metabólicas, que 
estão sendo transportadas para o rim para serem excretadas. 
 O líquido intracelular difere significativamente do liquido extracelular, de modo 
particular, contém grande quantidade de íons de potássio, magnésio e fosfato, em vez de 
íons de sódio e cloreto, encontrados no líquido extracelular. Essas diferenças são mantidas 
por mecanismos especiais de transporte de íons através da membrana celular. 
 
 
MECANISMOS “HOMEOSTÁTICOS” DOS PRINCIPAIS SISTEMAS FUNCIONAIS - 
HOMEOSTASIA 
 
 O termo homeostasia é usado pelos fisiologistas para significar a manutenção das 
condições estáticas, ou constantes, no meio interno. Essencialmente, todos os órgãos e 
tecidos do corpo realizam funções que ajudam a manter essas condições constantes. Por 
exemplo, os pulmões fornecem oxigênio ao líquido extracelular para, de forma continua 
repor o oxigênio que está sendo usado pelas células, e assim por diante. 
 
 
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA 
 
 Suas duas partes principais são o núcleo e o citoplasma. O núcleo é separado do 
citoplasma pela membrana nuclear, e o citoplasma é separado dos líquidos circundantes 
pela membrana celular. 
 As diferentes substâncias componentes da célula são em seu conjunto, chamadas 
protoplasma. O protoplasma é composto principalmente por cinco substâncias básicas: 
água, eletrólitos, proteínas, lipídios e carboidratos. 
 Água: o principal meio líquido da célula, presente na maioria das células (exceto 
nas células de gordura) na concentração de 70 a 85% . Muitas substâncias químicas 
celulares estão desenvolvidas nessa água. Outras estão em suspensão na água, sob forma 
de partículas sólidas. As reações químicas ocorrem entre as substancias químicas 
dissolvidas, ou na superfície limitante, entre as partículas em suspensão, ou membranas e 
a água. 
 
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Íons: os mais importantes íons na célula são o potássio, o magnésio, o fosfato, o 
sulfato, o bicarbonato e pequenas quantidades de sódio, cloreto e cálcio. Esses íons 
fornecem as substancias químicas inorgânicas para as reações celulares. Também são 
necessários para a operação de alguns dos mecanismos celulares de controle. Por 
exemplo, transmissão dos impulsos eletroquímicos nas fibras nervosas e musculares. 
 Proteínas: Depois da água, as substancias mais abundantes na célula são as 
proteínas, que normalmente, constituem 10 a 20% da massa da célula. Essas proteínas 
podem ser divididas em dois tipos: proteínas estruturais e as proteínas globulares. 
 As proteínas estruturais estão presentes na célula, principalmente sob a forma de 
longos filamentos finos que por si mesmos, são polímeros de muitas moléculas de 
proteínas básicas. A utilização mais proeminente desses filamentos intracelulares é 
fornecer o mecanismo contrátil de todos os músculos. Outros tipos de filamentos estão 
organizados em microtúbulos, responsáveis pelos “citoesqueletos” de organelas, como os 
cílios, os axônios neuronais e os fusos mitóticos, das células em mitose. 
 As proteínas globulares representam tipo inteiramente diferente de proteínas, 
usualmente composta de moléculas proteicas individuais ou, no máximo, de combinações 
de algumas moléculas, com forma globular, em vez de forma fibrilar. Essas proteínas são, 
principalmente, as enzimas da célula, e contrastando com as proteínas fibrilares, são 
muitas vezes solúveis no líquido celular. 
 Lipídeos: os lipídeos são vários tipos de substâncias que são incluídos em um só 
grupo, devido à sua propriedade comum de serem solúveis e solventes da gordura. Os 
lipídeos mais importantes, na maioria das células, são os fosfolipídios e o colesterol, que, 
em conjunto constituem cerca de 2% da massa total da célula. A importância especial dos 
fosfolipídios e do colesterol é que eles são principalmente, insolúveis em água e, portanto, 
são usados para formar a membrana celular, bem como as barreiras membranosas 
intracelulares que separam os diferentes compartimentos celulares. 
 Carboidratos: os carboidratos têm pouca função estrutural na célula, exceto 
como parte das moléculas de glicoproteínas, mas tem participação muito importante nanutrição da célula. A maior parte das células humanas não mantém grandes reservas de 
carboidratos. A quantidade em geral, é de cerca de 1% da massa total, mas aumenta até 
3% nas células musculares. Também pequena quantidade de carboidrato está sempre 
armazenada na célula, sob a forma de glicogênio, que é um polímero insolúvel da glicose 
e que pode ser usado rapidamente para suprir as necessidades energéticas da célula. 
 
 
DIVERSIDADE CELULAR 
 
 É espantoso que de uma única célula, o ovo fertilizado, originam-se centenas de 
tipos de células, produzindo os estimados sessenta a cem trilhões de células que compõe 
um humano. As células variam grandemente em tamanho e forma. As células menores só 
são visíveis em microscópios de alta-potência. Até mesmo maior, uma célula ovo (óvulo), 
é pouco visível a olho nu. 
 Embora o desenho típico de uma célula a mostre com a forma redonda, ou de um 
cubo, as formas das células são extremamente variáveis, podendo ser planas, ovais, 
alongadas, estreladas, colunares, assim por diante. 
 
 
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  O oxigênio se combina com carboidrato, gordura ou proteína, para liberar a energia 
necessária para o funcionamento celular.  Os mecanismos gerais para transformar os alimentos em energia são, basicamente, os 
mesmos em todas as células as quais, assim, também descarregam os produtos finais 
de suas reações químicas nos líquido que as banham.  O conhecimento do nível celular da organização é importante para entender os 
processos básicos do corpo, da respiração celular, da síntese das proteínas. A 
compreensão da estrutura celular dá sentido aos conceitos dos níveis, tecido, órgãos e 
sistemas da organização funcional do corpo.  Muitas deficiências orgânicas e doenças originam-se nas células. As etiologias, ou 
causas de muitas várias doenças complexas são ainda desconhecidas.  Os cientistas estão pesquisando por que e como o corpo envelhece. As respostas 
devem vir somente com o melhor entendimento da estrutura e da função celular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ESTRUTURAS MEMBRANOSAS DAS CÉLULAS 
 
 A maioria das organelas da célula é revestida por membranas, composta 
primariamente por lipídios e proteínas. Essas membranas incluem a membrana celular, a 
membrana do retículo endoplasmático, as membranas das mitocôndrias, os lisossomas e o 
aparelho de Golgi. 
 Os lipídeos das membranas formam uma barreira que impede o movimento da 
água e de outras moléculas hidrossolúveis de um compartimento para outro, impedindo a 
penetração de água, porque a água não é solúvel nos lipídeos. Contudo, as moléculas de 
proteína da membrana, com frequência, atravessam toda a espessura dessa membrana, 
formando assim vias especializadas, chamadas poros, para a passagem de substâncias 
específicas através da membrana. 
 
 
BARREIRA LIPÍDICA DA MEMBRANA CELULAR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A figura acima mostra a membrana celular. Sua estrutura básica é a de uma 
bicamada lipídica que é uma fina película de lipídeos, com apenas duas moléculas de 
espessura, contínua por toda a superfície da célula. Grandes moléculas de proteínas 
globulares estão inseridas a intervalos irregulares, nessa película lipídica. 
 A bicamada lipídica básica é composta por moléculas de fosfolipídios. Uma 
extremidade de cada molécula de fosfolipídio é solúvel em água: isto é, hidrofílica. A outra 
extremidade só é solúvel em gorduras, isto é hidrofóbica. É a extremidade fosfatídica que 
é hidrofílica, enquanto a extremidade de ácidos graxos é hidrofóbica. 
 Com as partes hidrofóbicas das moléculas de fosfolipídios são repelidas pela água, 
mas são mutuamente atraídas umas pelas outras, elas têm a tendência natural de se 
 
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alinhar na parte central da membrana. As partes fosfatídicas 
hidrofílicas, então recobrem as superfícies que ficam em contato com a água circundante. 
 A camada lipídica na parte central da bicamada lipídica é impermeável às 
substâncias hidrossolúveis usuais, como os íons, a glicose e a ureia. Inversamente, as 
substâncias lipossolúveis, como o oxigênio, o dióxido de carbono podem, com facilidade, 
atravessar essa parte da membrana. 
 
Permeabilidade da Membrana depende dos seguintes fatores: 
  Estrutura da Membrana Celular variam a ponto de afetar a permeabilidade  Tamanho da molécula = macromoléculas não entram. Água e aminoácidos, são 
pequenos, atravessam facilmente.  Carga iônica = pode ser positiva ou negativa, íons com carga oposta são atraídos e 
atravessam a membrana. Cargas semelhantes são repelidas.  Solubilidade em lipídeos = passam sem dificuldade, pois a membrana está composta 
de material lipídico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS 
 
 O citoplasma é cheio de partículas dispersas e por organelas com dimensões 
diminuídas ou grandes. A parte liquida clara do citoplasma, onde ficam as partículas 
dispersas, é chamada Citosol; contém, principalmente, proteínas dissolvidas, eletrólitos e 
glicose. 
 Dispersos no citoplasma existem glóbulos de gordura neutra, grânulos de 
glicogênio, Ribossomas, vesículas secretoras e cinco organelas especialmente importantes: 
o Retículo endoplasmático, o Aparelho de Golgi, as Mitocôndrias, os Lisossomas e os 
Peroxissomas. 
 
 
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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO - RE (dentro do plasma) 
 
 Distribuído por todo o citoplasma como uma complexa rede de membranas interligadas.  Fornece via de transporte de substâncias para o interior da célula e uma área de 
armazenamento para moléculas sintetizadas.  Há duas variedades distintas, qualquer uma delas pode predominar em uma 
determinada célula. 
 
 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RE RUGOSO) 
  Caracterizados por numerosos grânulos pequenos, chamados de ribossomos, propicia 
um local para a síntese das proteínas, dentro dos ribossomos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO - (RE LISO OU AGRANULAR) 
  Faltam os ribossomos.  Fabrica certas moléculas de lipídios.  Dentro do fígado inativam ou desintoxicam substâncias químicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RIBOSSOMAS 
 
 Partículas livres em suspensão dentro do citoplasma ou no RE rugoso.  São organelas pequenas, granulares, compostas de proteínas e molécula de RNA.  Sintetizam moléculas de proteínas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
APARELHO DE GOLGI - (complexo) 
 
 Intimamente ligado ao reticulo endoplasmático. Tem membranas 
semelhantes à do reticulo endoplasmático liso (agranular) É proeminente nas células 
secretoras, nessas células, fica situado no lado da célula por onde são extrudadas as 
substancias secretoras. O aparelho de Golgi atua em associação com o retículo 
endoplasmático. Pequenas vesículas de transporte, também chamadas de vesículas do 
retículo endoplasmático, ou simplesmente vesículas RE, brotam continuamente do retículo 
endoplasmático, fundindo-se logo depois, com o aparelho de Golgi. Desse modo as 
substancias seqüestradas nas vesículas do RE são transportadas do retículo 
endoplasmático para o aparelho de Golgi, para formas lisossomas, vesículas secretoras ou 
outros componentes citoplasmáticos. 
 
 
RESUMINDO: 
  Vários sacos membranosos minúsculos localizados próximo ao núcleo.  Síntese de carboidratos e secreções celulares.  Quando são sintetizadas grandes moléculas de carboidratos, elas se combinam com as 
proteínas para formar compostos = glicoproteínas = ficam acumuladas nos canais do 
aparelho de Golgi.  Um volume crítico é atingido = vesículas se rompem – vão até a membrana da célula = 
são lançadas como secreção (exocitose) 
 
 
 
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  Sistema Digestório = (pâncreas e glândulas salivares) produzem enzimas digestivas = 
armazenam-se no aparelho de golgi e secretadas como gotículas que fluem para oducto pancreático e vão para o trato GI. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MITOCÔNDRIAS 
 
 Organelas em forma de bolsas com membranas duplas, encontradas em todas as 
células do corpo, com exceção de célula sanguínea vermelhas maduras. Sua membrana 
externa é lisa, enquanto a interna apresenta um emaranhado de pregas chamadas 
cristas. As cristas criam uma enorme área de superfície para reações químicas.  Tem papel na produção de energia metabólica: enzimas ligadas nas cristas controlam 
as reações químicas que formam ATP  Células musculares, hepáticas, rim = grande números de mitocôndrias por causa de 
suas elevadas necessidades de energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LISOSSOMAS 
 
 São organelas vesiculares que se formam ao se soltarem do aparelho de Golgi, 
dispersando-se, em seguida, por todo o citoplasma. Os lisossomas formam um sistema 
digestivo intracelular que permite que a célula possa digerir dentro dela mesmo; (1) 
estruturas celulares lesadas, (2) partículas de alimento que foram ingeridas pela célula, e 
(3) matéria indesejada, como bactérias.  Variam em sua forma, de corpos granulares para pequenas vesículas e para esferas 
membranosas e estão espalhados pelo citoplasma.  Sua função = fagocitose = ingerem, matam e digerem.  Enzimas digestivas dentro dos lisossomas destroem moléculas de proteína e 
carboidrato.  Leucócitos contém grande número de lisossomos, fagocitam bactérias.  Digerem partes de células lesadas, e se suas membranas são rompidas, destroem a 
célula inteira no interior da qual se encontram. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VACÚOLOS 
  São vesículas membranosas de vários tamanhos que comumente funcionam como 
câmaras de armazenamento. Formam-se quando uma parte da membrana celular 
invagina e se destaca durante a endocitose.  A vacuolização se inicia por pinocitose, na qual as células tornam-se minúsculas 
gotículas de líquido através da membrana da célula, ou por fagocitose, na qual a 
membrana celular engolfa partículas sólidas.  Vacúolos podem conter líquidos ou materiais sólidos que estavam previamente fora da 
célula. 
 
 
FÍBRILAS e MOCROTÚBULOS 
 
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 São encontrados no citoplasma.  Fibrilas = estrutura minúsculas semelhantes a bastões.  Microtúbulos = estruturas tubulares finas como fios de comprimento variável.  Ambos proporcionam suporte à célula, formando um tipo de citoesqueleto. 
 
CÍLIOS E FLAGELOS 
  Projeções citoplasmáticas do interior da célula. Contém citoplasma e microtúbulos de 
suporte limitadas pela membrana celular. 
 
 
CÍLIOS 
  Numerosas projeções pequenas da borda exposta de certas células. Sua função é 
movimentar o muco de qualquer material aderente ara o exterior do corpo. 
 
 
FLAGELOS 
  Um pouco mais longos que os cílios.  O único exemplo de célula flagelada em humanos é o espermatozoide, que utiliza seu 
único flagelo para locomoção. 
 
 
 
NÚCLEO DA CÉLULA 
 
 Esférico, localizado próximo ao centro da célula, é a maior estrutura da célula e contém 
o material genético que determina a estrutura celular e controla a atividade celular.  Está envolvido por uma membrana celular dupla (envoltório nuclear) 
  Minúsculos poros nucleares estão localizados ao longo da membrana nuclear. Estas 
aberturas estão revestidas com proteínas que atuam como portões seletivos e 
permitem que certas moléculas (proteínas, RNA, complexos proteína-RNA) se 
movimentem entre o nucleoplasma e o citoplasma.  Duas estruturas importantes dentro do nucleoplasma do núcleo determinam como uma 
célula irá se apresentar e quais funções irá executar. 
  Nucléolo = pequenos corpos esféricos não membranosos formados por proteínas 
e RNA. Supõe-se que eles funcionam na produção de ribossomos. 
  Cromatina = massa filiforme espiralada, é o material genético da célula e 
consiste em proteína e molécula de DNA. Quando uma célula começa a se dividir, 
a cromatina se encurta e se espessa formando estruturas em bastões chamados 
cromossomos. 
 
 
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 Cada cromossomo leva milhões de genes que determinam a estrutura e a função de 
uma célula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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