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FISIOLOGIA GERAL E DO MOVIMENTO PROF. ME. FAGNER CORDEIRO VILAR MENDES Reitor: Prof. Me. Ricardo Benedito de Oliveira Pró-reitor: Prof. Me. Ney Stival Gestão Educacional: Prof.a Ma. Daniela Ferreira Correa PRODUÇÃO DE MATERIAIS Diagramação: Alan Michel Bariani Thiago Bruno Peraro Revisão Textual: Gabriela de Castro Pereira Letícia Toniete Izeppe Bisconcim Luana Ramos Rocha Produção Audiovisual: Heber Acuña Berger Leonardo Mateus Gusmão Lopes Márcio Alexandre Júnior Lara Gestão da Produção: Kamila Ayumi Costa Yoshimura Fotos: Shutterstock © Direitos reservados à UNINGÁ - Reprodução Proibida. - Rodovia PR 317 (Av. Morangueira), n° 6114 Prezado (a) Acadêmico (a), bem-vindo (a) à UNINGÁ – Centro Universitário Ingá. Primeiramente, deixo uma frase de Sócrates para reflexão: “a vida sem desafios não vale a pena ser vivida.” Cada um de nós tem uma grande responsabilidade sobre as escolhas que fazemos, e essas nos guiarão por toda a vida acadêmica e profissional, refletindo diretamente em nossa vida pessoal e em nossas relações com a sociedade. Hoje em dia, essa sociedade é exigente e busca por tecnologia, informação e conhecimento advindos de profissionais que possuam novas habilidades para liderança e sobrevivência no mercado de trabalho. De fato, a tecnologia e a comunicação têm nos aproximado cada vez mais de pessoas, diminuindo distâncias, rompendo fronteiras e nos proporcionando momentos inesquecíveis. Assim, a UNINGÁ se dispõe, através do Ensino a Distância, a proporcionar um ensino de qualidade, capaz de formar cidadãos integrantes de uma sociedade justa, preparados para o mercado de trabalho, como planejadores e líderes atuantes. Que esta nova caminhada lhes traga muita experiência, conhecimento e sucesso. Prof. Me. Ricardo Benedito de Oliveira REITOR 33WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 01 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................................. 5 1 - NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS ORGANISMOS VIVOS ..................................................................................... 6 2 - HOMEOSTASE ...................................................................................................................................................... 6 3 - COMPOSIÇÃO DOS ORGANISMOS VIVO ........................................................................................................... 8 4 - COMPOSTOS INORGÂNICOS .............................................................................................................................. 9 4.1. ÁGUA ..................................................................................................................................................................... 9 4.1.1. PROPRIEDADES DA ÁGUA ................................................................................................................................ 9 4.1.1. HIPONANTREMIA ............................................................................................................................................. 11 4.2. SAIS MINERAIS ................................................................................................................................................ 12 5 - COMPOSTOS ORGÂNICOS ................................................................................................................................ 13 PROCESSOS CELULARES, HOMEOSTASIA E COMPOSIÇÃO DOS SERES VIVOS PROF. ME. FAGNER CORDEIRO VILAR MENDES ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: FISIOLOGIA GERAL E DO MOVIMENTO 4WWW.UNINGA.BR 5.1. CARBOIDRATOS ................................................................................................................................................. 13 5.1.1. FUNÇÕES DOS CARBOIDRATOS .................................................................................................................... 13 5.1.2. CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS ........................................................................................................ 15 5.2. PROTEÍNAS ....................................................................................................................................................... 16 5.2.1. FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS ........................................................................................................................... 18 6 - ENZIMAS ............................................................................................................................................................. 19 7 - LIPÍDIOS ............................................................................................................................................................ 20 7.1. CLASSIFICAÇÃO GERAL DOS LIPÍDIOS ............................................................................................................ 21 8 - CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................................................. 22 5WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO A Fisiologia Humana é uma área que se preocupa em integrar diferentes níveis de conhecimento na área da saúde, tais como: anatomia, histologia, morfologia, dentre outras especialidades. O termo fisiologia significa, literalmente, o conhecimento da natureza. O primeiro a utilizar essa terminologia fora Aristóteles (384-322 a.C.), no entanto, fora Hipócrates (460-377 a.C.), considerado o pai da medicina, que tornou a palavra com poder curativo e, assim, o estudo se tornou intimo da área médica. Dessa forma, conseguimos observar que o que encanta nessa disciplina é a capacidade adquirida pelo profissional, ao final de todo o estudo, de compreender a integração entre os sistemas. Observa-se que apesar das estruturas serem estudadas de forma isolada nas diferentes disciplinas as mesmas trabalham em um sistema comunitário extremamente complexo e interdependente. Assim, nessa disciplina, iremos desbravar desde as estruturas extremamente pequenas – visíveis apenas ao microscópio, conhecendo suas definições e funções no organismo – até o funcionamento de estruturas teciduais complexas macroscópicas, iniciando pela compreensão dos níveis de organização dos organismos vivos. 6WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 1 - NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS ORGANISMOS VIVOS Para compreendermos o funcionamento corporal, o primeiro passo é compreender a hierarquização dos níveis de organização dos organismos vivos, desde as partes mais simples às estruturas de organização mais complexas. De uma maneira bem simplificada, em um nível fundamental, temos os átomos, que são elementos químicos que se unem para formar moléculas, estas, por sua vez, se ligam em conjuntos para formar a unidade básica e fundamental de todo ser vivo, a célula. É dentro dessa estrutura que todos os mecanismos e reações químicas ocorrem e, para isso, a célula conta com uma engenharia especializada com a presença de diversas organelas, cada uma com uma função específica. A união dessas células, que desempenham funções semelhantes, dá origem aos tecidos, como, por exemplo, o tecido muscular, cuja função é produzir movimento. Os tecidos formam estruturas funcionais denominadas de órgão, como o coração e o pulmão. Por sua vez, o grupo de órgãos forma os sistemas orgânicos, intimamente relacionados como o sistema cardiovascular (Figura 1). Figura 1 - Níveis de organização dos seres vivos. Fonte: o autor. 2 - HOMEOSTASE Na vida, sempre procuramos o equilíbrio, seja em nossa vida amorosa, financeira, social ou sob qualquer outro aspecto, para que assim, possamos enfrentar as condições adversas que encontramos durante nosso caminho. Mas sabemos que nem sempre conseguimos nos manternesse equilíbrio, que é perturbado por diferentes fatores, no entanto, rapidamente buscamos soluções para que tudo se normalize. Veremos adiante que as células são componentes básicos de um ser vivo, funcionando de forma isolada, independente da outra, pois apresenta todos os compartimentos necessários para sua sobrevivência. No entanto, suas funções estão intimamente relacionadas às demais células e ao meio em que está inserida, ela também é limitada pelo tecido que a circunda e a separa do meio externo. Este meio é denominado líquido extracelular (LEC), que apresenta substâncias e moléculas úteis para as atividades celulares, em um ambiente fluido cheio de organelas, estruturas estas que realizam o trabalho celular, este ambiente é denominado líquido intracelular (LIC). A composição desses meios cria condições favoráveis para o trabalho e desenvolvimento celular. No entanto, por diversos fatores e em diferentes momentos, podem ser alterados, fazendo com que a célula apresente certa dificuldade em realizar suas atividades. Dessa forma, o corpo é sinalizado, por diferentes mecanismos, dessas alterações e trabalha de forma a reestabelecer suas condições. A esses processos de buscar o equilíbrio das funções orgânicas damos o nome de homeostasia. Assim, homeostase é definida como a capacidade do corpo em manter a estabilidade interna. 7WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Quando alguma função orgânica é alterada, nosso corpo buscar restabelece-la o mais rápido possível. Alguns processos homeostáticos são mais simples e o corpo chega rapidamente a homeostasia, enquanto outros, mais complexos, podem demorar minutos, horas ou dias. Um dos exemplos homeostáticos de fácil compreensão é a da termorregulação, ou seja, a regulação da temperatura corporal. É sabido que nossa temperatura média corporal é de 36,5ºC, em média, e é válido frisar que pode haver alterações mediante a diferentes locais do corpo, como nas extremidades, já que há facilidade na dissipação da temperatura. A manutenção dessa temperatura média se deve muito ao sangue circulante e a produção de calor pelo metabolismo celular, garantindo, dessa forma, uma produção de energia constante. Porém, diariamente, somos expostos a diversas situações do meio externo, propiciadas por diferentes fatores, como o clima, atividade física, ambientes refrigerados e, até mesmo, o aspecto de nossas vestimentas. Sendo assim, sofremos com uma gama de variações de temperatura externa, tendo que, constantemente, nos adaptar para que não haja uma variação em relação a nossa temperatura média, pois temperaturas corporais muito altas (hipertermia) ou muito baixas (hipotermia) podem provocar alterações metabólicas importantes ao nosso corpo, levando ao risco de morte. Mas como nosso corpo é capaz de regular a temperatura? Para esse trabalho homeostático, é importante lembrar que quando entramos em atividade física, nosso corpo produz a energia necessária para realizarmos tal atividade. Essa energia é denominada ATP (Adenosina trifosfato), a molécula energética do nosso organismo, iremos falar muito sobre ela. Nas reações químicas do músculo, o ATP é utilizado para produzir movimento e, como resultado de sua utilização, temos a liberação de calor. Esse calor produzido, associado a outros fatores externos, tais como radiação solar, temperatura do ar, umidade relativa, entre outros, contribui para o aumento da temperatura corporal. Essa temperatura, quando modificada, ativa receptores corporais, localizados internamente e na superfície da pele. Esses receptores são chamados de termorreceptores e sua função é captar a informação térmica. Quando nosso corpo sofre uma variação, como o aumento da temperatura corporal, esse estímulo é captado pelos termorreceptores, que levam a informação até o centro regulador da temperatura corporal, localizado no hipotálamo. Ao chegar, essa informação é codificada e interpretada e, se necessário, é enviada uma resposta periférica para a redução da temperatura corporal (Figura 2). Várias são as formas que o corpo encontra para perdermos temperatura, dentre elas, proporcionalmente mais eficaz, a evaporação realizada pelo suor. Dessa forma, uma das respostas produzidas pelo centro termorregulador é a vasodilatação (aumento do calibre do vaso sanguíneo), essa vasodilatação propicia a saída de fluído da corrente sanguínea em direção à glândula sudorípara, que fica espalhada, em grande quantidade, em toda superfície corporal, especializada em produzir suor. Conforme esse fluído, composto de sais e água, preenche a glândula, ela vai liberando, lentamente, gotículas de suor que ficarão sobre a pele e, por um processo de evaporação – transformação de água em vapor com a passagem do vento – o calor vai sendo liberado lentamente e, assim, reduzindo a temperatura corporal. Devemos lembrar que o calor é retirado do nosso corpo devido a presença da água, que apresenta um calor específico elevado. A água tem a capacidade de absorver uma grande quantidade de energia, elevando minimamente a temperatura. Mais à frente, no subitem que falaremos da água, será especificada a propriedade de regulação térmica envolvida nesse fenômeno. 8WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 2 - Processo fisiológico da termorregulação para o calor e para o frio. Fonte: o autor. Observe que a homeostasia para baixas temperaturas tem o processo inverso. Ao enfrentarmos ambientes com baixas temperaturas, nosso centro regulador é informado pelos termorreceptores, agora específicos para baixas temperaturas, fazendo-o codificar essa informação e gerar uma resposta na tentativa de aumentar a temperatura corporal. Essa resposta agora é, ao invés da vasodilatação, a vasoconstricção (redução do calibre do vaso), na tentativa de aprofundar os vasos sanguíneos, aproximando as células endoteliais do vaso, reduzindo a saída da água e mantendo o calor corporal. 3 - COMPOSIÇÃO DOS ORGANISMOS VIVOS Analisando as biomoléculas e as funções que constituem um ser vivo, podemos, de forma geral, classificar sua composição em duas grandes categorias: compostos orgânicos e compostos inorgânicos. Os compostos inorgânicos são assim denominados pois vêm de minerais e não de seres vivos, combinam átomos de dois ou mais elementos classificando-os em duas subcategorias: água e sais minerais. Por sua vez, os compostos orgânicos, assim denominados pela presença do átomo de carbono “C” na constituição e por virem dos seres vivos, possuem alguns elementos químicos, sendo eles: “C” carbono, “H” hidrogênio, “O” oxigênio, “N” nitrogênio, “P” fósforo e “S” enxofre, conhecidos como CHONPS. A união desses elementos forma moléculas orgânicas subdivididas nas seguintes categorias: carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos nucleicos. 9WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 3 - Organograma da composição dos seres vivos. Fonte: o autor. 4 - COMPOSTOS INORGÂNICOS 4.1. Água A água é o componente mais abundante entre os compostos, correspondendo de 40 a 70% da composição corporal, dependendo da idade, sexo, metabolismo e composição corporal. Além disso, é importante frisar que, dependendo do órgão, há, também, uma variação na taxa de água pela composição estrutural, pois alguns tecidos apresentam uma taxa maior de água do que outros. A água é inversamente proporcional à idade, sendo assim um bebê recém-nascido apresenta uma quantidade de água corporal proporcionalmente maior em relação a um idoso, pois quanto maior a idade menor a taxa de água. A questão da desidratação no idoso é algo que devemos nos preocupar, uma vez que é muito comum. Além do mais, em nossas articulações, há um líquido denominado líquido sinovial, este tem como função nutrir a cartilagem e amortecer impactos articulares. Dessaforma, com a redução do líquido corporal as articulações dos idosos também são comprometidas, visto que quando o líquido sinovial é produzido a viscosidade e a quantidade são inferiores, o que aumenta os riscos de doenças articulares, como a artrose (desgaste articular), além de que a falta de atividade física reduz a produção desse líquido. 4.1.1. Propriedades da água 1. Solvente Universal. A água apresenta capacidade de dissolver uma enorme quantidade de substância. Isso favorece que ela seja um meio para que diferentes compostos consigam ser transportados e, ainda, cria um meio de que os compostos se encontrem, gerando um ambiente altamente reativo. 2. Atua nas reações químicas. Além de criar um meio com condições favoráveis para que as substâncias se encontrem, a água atua diretamente em algumas reações químicas, ora entrando na reação como reagente ora sendo um subproduto da reação. O exemplo mais simples é o de quando ligamos dois aminoácidos: realiza-se uma reação denominada síntese por desidratação, ou seja, quando ocorre a junção de dois aminoácidos como subprodutos temos a liberação de uma água. 10WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Se olharmos no sentido inverso da reação, quando houver a separação de dois aminoácidos teremos uma hidrólise, uma quebra das ligações, e, então, a água entra como reagente. 3. Regulação térmica. Como já vimos anteriormente, a água atua na termorregulação, isso se deve pelo elevado “calor específico”, que é a capacidade da água absorver uma alta quantidade de calor com pequenas alterações de temperatura. Para os seres vivos isso é crucial, pois o calor produzido pelo corpo é absorvido pela água e, com isso, não há superaquecimento, sendo necessário eliminá-la pelo suor, na tentativa de mandar embora o calor. Esse fenômeno é perceptível no mar: durante o dia o mar recebe toda a radiação solar e, aos poucos, vai aumentando sua temperatura, ao entrar no mar à noite, mesmo com o clima fresco, nos deparamos com a água em temperatura agradável e quentinha; ao longo da noite essa energia vai se perdendo, pela evaporação, e logo pela manhã, em climas quentes, a água se encontra fria, pois perdeu calor. Toda essa mudança de temperatura ocorre sem perder significativamente a quantidade de água no mar. 4. Transporte de substâncias. Como já vimos, por ser um solvente universal, a água se torna um bom meio de transporte para diversos tipos de substâncias. O exemplo mais clássico dessa função é a circulação sanguínea, no nosso sangue encontramos diferentes tipos de compostos, íons, moléculas, gases, enfim, uma vasta quantidade de substâncias que se utilizam desse meio aquoso para se dissipar pelo organismo. Ora encontramos substâncias se deslocando isoladamente ora encontramos substâncias sendo transportadas em associação com outras moléculas, uma vez que isso depende da associação entre o composto e a água, principalmente com relação a suas características polares. 5. Lubrificante. A água também é um importante lubrificador. Como citamos anteriormente, no caso das articulações com o líquido sinovial, cuja função é propiciar a nutrição da cartilagem, articular e amortecer impacto. Assim como entre as membranas que envolvem os pulmões, as conhecidas pleuras, temos o líquido pleural cuja função é facilitar o deslizamento entre uma pleura e outra, minimizando os atritos, dentre tantos exemplos possíveis. 11WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA O conteúdo hídrico do corpo se mantém estável mediante ao equilíbrio hídrico que ocorre diariamente em nosso corpo, sendo este a relação entre ingestão e excreção. Um adulto sedentário de 70kg, em um ambiente termoneutro, consome diariamente em torno de 2,5l de água por dia, obtidos não somente pela ingesta hídrica (1.2l/dia) mas, também, advinda do metabolismo (350ml/dia) e dos alimentos (1l/dia). É recomendado o consumo hídrico diário de 3,5ml/kg de peso corporal para que, dessa forma, consigamos manter uma boa hidratação, podendo esse valor variar mediante a taxa de desidratação que, normalmente, é norteada pela realização de atividade física (Figura 4). Quanto à excreção, eliminação dos líquidos corporais, para que consigamos atingir o equilíbrio normalmente, são eliminados 1.25l/dia pela urina, 100ml/dia nas fezes, 850ml na pele por meio da da transpiração (suor) e 350ml/dia pelos pulmões por meio da expiração, totalizando os 2.550ml/dia, balanceando a ingestão e, dessa forma, mantendo os níveis hídricos corporais. Figura 4 - Equilíbrio Hídrico Corporal. Fonte: Mcardle (2017). 4.1.1. Hiponantremia Um cuidado que devemos ter é quanto a ingestão de água quando estamos sobre algumas condições que aumentam a taxa de desidratação. Na literatura, de forma unânime, confirma-se a necessidade de consumir líquidos antes, durante e após a atividade física e essa quantidade é determinada por um fisiologista do exercício ou uma nutricionista, baseando-se na avaliação do estado de hidratação em repouso e em exercício. A perda de água corporal pode representar consequências sérias e três fatores são fundamentais e determinam a quantidade de água perdida pela transpiração: intensidade do exercício, temperatura ambiente e umidade relativa do ar. Entretanto, é importante verificar o que ingerimos e em que condições. 12WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA É muito comum e recomendada a água potável hipotônica em certas condições de exercício, como o que ocorre com atletas do triathlon que permanecem por um tempo prolongado em atividade, propiciando uma exacerbada transpiração. O problema é que, na transpiração, não perdemos apenas água, outras substâncias são eliminadas, como íons e sais minerais. Com o passar do tempo, eliminando suor e repondo apenas água, teremos uma condição contraproducente no exercício físico, que, clinicamente, é conhecida como hiponantremia – redução dos níveis séricos de sódio (Na+) na corrente sanguínea. Essa baixa concentração dos níveis séricos de sódio na corrente sanguínea propicia um desequilíbrio osmótico ao longo da barreira hematoencefálica, assim, não conseguindo reter os fluidos dentro dos vasos sanguíneos, tornando rápido o aporte de água para o cérebro. Essa tumefação cerebral desencadeia a compressão de áreas importantes que resultarão em sintomas que variam desde uma simples cefaleia, mal-estar, confusão mental, náuseas e câimbras, até graves convulsões, coma, parada cardíaca e morte. Para se evitar tal condição, é necessário um acompanhamento do estado de hidratação do atleta e o consumo de hipertônico durante as provas. 4.2. Sais Minerais Sais minerais são compostos inorgânicos reguladores do metabolismo (conjunto de reações químicas catalisadas por enzimas). Sem o bom funcionamento do metabolismo, o corpo não reage de forma eficiente no combate às doenças e a cicatrização dos ferimentos, por exemplo. Os Sais Minerais são nutrientes que fornecem substâncias importantes como sódio, potássio, cálcio, ferro etc. No organismo são encontrados sob duas formas: isolados na forma de íons (por exemplo: Ca+2) ou associados a outras substâncias químicas (por exemplo: Fe+ - hemoglobina). São classificados em duas categorias: macroelementos, quando necessário em quantidades maiores que >100mg/dia ou microelementos, quando necessário em quantidades menores que <100mg/ dia. Suas funções são variadas, por isso, na figura a seguir (Figura 5) elencamos alguns sais de grande relevância no metabolismo e suas principais funções. Para mais informações sobre a hiponantremia, sinais, sintomas e formas de preveni-la, ler: MCARDLE, W. D.; KATCH, F. I.; KATCH, V. L. Fisiologia do Exercício: Nutrição, Energia e Desempenho Humano. 8ª ed. Editora Guanabara Koogan, RJ, 2017, p. 75. 13WWW.UNINGA.BR FI SI OLOG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 5 - Sais minerais e suas funções. Fonte: o autor. 5 - COMPOSTOS ORGÂNICOS 5.1. Carboidratos Os carboidratos, também chamados de glicídios ou açúcares, pois acreditava-se que todos os carboidratos eram doces, são compostos orgânicos estruturalmente constituídos, basicamente, por carbono “C”, hidrogênio “H” e Oxigênio “O”. Sua fórmula básica é dada por CnH2nOn ou C(H2O)n , mostrando que há uma proporção, para cada dois hidrogênios haverá um oxigênio, como observado na molécula da glicose, dada por C6H12O6. Caracterizados como as biomoléculas mais abundantes do planeta, os carboidratos apresentam como função principal a função energética, mas realizam diferentes tipos de funções como citados a seguir. 5.1.1. Funções dos Carboidratos 1. Função energética. A função energética é a de maior relevância dos carboidratos. O carboidrato mais conhecido é a glicose, sendo o principal composto utilizado para a produção de energia, independente da via metabólica, como veremos nas próximas unidades. 2. Reserva energética. Tanto vegetais quanto animais realizam a reserva energética. Os vegetais, na forma de amido, como é o caso da mandioca, batata inglesa, enquanto os animais armazenam na forma de glicogênio. Esse armazenamento é necessário, pois a glicose é uma molécula muito útil para a produção de energia e pode ser utilizada de forma imediata, visto que apresenta a configuração estrutural ideal para entrar na reação química. No entanto, não é possível manter elevados níveis de concentração de glicose disponível no sangue, podendo comprometer algumas funções. Essa concentração de glicose sanguínea é sutilmente regulada e, quando em excesso, necessitamos compartimentá-la e armazená-la para uma eventual utilização posterior, mediante uma necessidade em momentos de jejum ou durante a realização de uma atividade física. 14WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Dessa forma, passamos a armazená-las em macromoléculas formadas pela união de glicoses, tendo como resultado final a produção do glicogênio por meio de reações conhecidas como glicogênese. O glicogênio pode ser armazenado no fígado (glicogênio hepático) e, também, no músculo estriado esquelético (glicogênio muscular). Ele é solicitado quando os estoques de glicose sanguínea caem e para que possamos continuar a produção de energia é importante repor esses níveis de glicose. Essa reposição pode ser advinda de uma nova alimentação ou pela conversão do glicogênio hepático ou muscular em glicose por meio de reações catalíticas. É importante frisar que o glicogênio hepático é convertido em glicose mediante ao jejum por meio do hormônio glucagon, produzido pelas células alfa pancreáticas, por sua vez, o glicogênio muscular é convertido em glicose mediante a atividade do músculo estriado esquelético pela ação do hormônio adrenalina. 3. Estrutural. Outra função dos carboidratos é a função estrutural, pois auxiliam na formação de diferentes estruturas corporais, como a formação do DNA, RNA e ATP. O DNA (ácido desoxirribonucleico) é o material genético de nossas células e é nele que estão empregadas todas as nossas informações genéticas que nos caracterizam, como a cor do cabelo, altura e toda nossa constituição. Essa molécula, como veremos mais adiante, é formada pela junção de nucleotídeos, pequenas estruturas moleculares constituídas de um grupo fosfato ligado a um carboidrato simples, que no DNA é a desoxirribose, uma ribose que perdeu uma molécula de oxigênio (daí o nome desoxi) ligada a uma base nitrogenada, sendo ela adenina (A), guanina (G), citosina (C) ou timina (T). Por sua vez, o RNA é uma molécula cópia de um segmento da fita do DNA. Importante na síntese de proteínas, ele também apresenta uma constituição semelhante ao DNA, modificando, no nucleotídeo, o carboidrato que, no RNA, é a ribose. No que diz respeito as bases nitrogenadas são as mesmas em ambas, com exceção da Timina (T) que, no RNA, é a Uracila (U). Por fim, mas não menos importante, o ATP (adenosina trifosfato), como já visto, é a principal molécula energética do nosso corpo. Na sua constituição, o ATP é formado por uma adenosina – que se caracteriza pela junção de uma adenina, uma base nitrogenada, associadas a uma ribose, um carboidrato simples – que quando ligada a três grupos fosfato (P) são denominadas de adenosina trifosfato. Figura 6 - Representação estrutural do nucleotídeo do DNA à esquerda e RNA à direita. Fonte: o autor. 15WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 4. Preservação das proteínas. Essa é uma função crucial dos carboidratos. São moléculas cuja função principal é fornecer a glicose, o carvão necessário para a produção de energia. Quando este carvão falta por uma inanição, por exemplo, jejum prolongado, como ocorre com moradores de rua que permanecem um bom tempo sem realizar uma nova dieta, o corpo necessita continuar produzindo energia. Como no momento do jejum prolongado a concentração de glicose é pequena e essa pequena concentração é voltada à sobrevivência e funcionamento do Sistema Nervoso Central (SNC), as outras células produzem energia a partir de outros compostos, um desses compostos é a proteína presente no músculo estriado esquelético. Com a falta de carboidratos, um dos tecidos potencialmente prejudicado são as proteínas. Por isso a grande discussão atual do jejum intermitente associado à prática esportiva, há aqueles que defendem, há aqueles que são contrários, vale ressaltar que a leitura sobre o assunto é de extrema importância para que, fisiologicamente, você tire suas próprias conclusões, posicionando-se em relação ao mesmo. 5. Ativador metabólico para os lipídios. 6. Combustível para o SNC. A glicose é o único combustível para as funções do SNC. Dessa forma, caso venhamos a apresentar baixíssimos níveis de glicose sanguínea nenhuma outra região se utilizará dessa glicose, sendo toda ela desviada para o bom funcionamento do SNC, local que contempla regiões que realizam o controle de diferentes e importantes funções orgânicas. 5.1.2. Classificação dos Carboidratos Os carboidratos são classificados em monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. • Monossacarídeos: são as menores estruturas de um carboidrato, sendo considerada sua unidade básica. Constituídos por (CH2O)n, onde o “n” corresponde ao número de átomos de carbono variando de 3 a 7, sua nomenclatura é dada estruturalmente por prefixo (determinando a quantidade de carbono) + um radical + sufixo “ose”. Sendo assim, temos as trioses (3C), tetrose (4C), pentose (5C), hexose (6C) e heptose (7C). Desses, os mais comuns são as hexoses, representadas, dentre os muitos subtipos, pela glicose, frutose e galactose. A glicose é o carboidrato mais comum, caracterizada como uma hexose, é obtida pela alimentação ou pode ser formada a partir de outros compostos por meio das gliconeogêneses, geralmente, no fígado a partir de aminoácidos, mas também glicerol, piruvato e lactato. Sua absorção ocorre no intestino delgado e, em seguida, pode ser usada como fonte energética no metabolismo, armazenada como glicogênio no fígado e músculos ou convertida em gordura. Por sua vez, a frutose, também um monossacarídeo, encontrada nas frutas e em grande quantidade no mel, muito semelhante à glicose e tem função energética, mas acaba sendo direcionada para armazenar em forma de gordura e em glicose no fígado. A galactose, outra hexose, diferencia-se das demais por não ser encontrada livremente na natureza, normalmente se combina à glicose e forma a lactose, encontrada no leite. • Oligossacarídeos: são carboidratos constituídos pela ligação de dois a dez monossacarídeos, destes, os principais são os dissacarídeos, formados pela união de dois monossacarídeos. Dentre os diversos dissacarídeosexistentes destacamos a sacarose, lactose e a maltose. A sacarose é um dissacarídeo formado pela união de uma glicose e uma frutose, encontrado em alimentos como mel, cana-de-açúcar e beterraba. 16WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA A lactose, formada pela união de uma glicose com uma galactose, é encontrada no leite, não sendo possível encontrá-la em vegetais, caracterizada como o carboidrato menos doce de todos, mas de alto conteúdo calórico. A maltose, formada pela união de duas glicoses, está presente na cerveja e cereais. • Polissacarídeos: são carboidratos maiores, constituídos da ligação de três ou milhares de moléculas de açúcar. Temos polissacarídeos vegetais, como as fibras e o amido, que são de extrema importância em nossa dieta, como os polissacarídeos animais, como o glicogênio, um açúcar armazenado tanto no fígado quanto no músculo. Comecemos a análise pelos polissacarídeos vegetais: amido e fibra. O amido é um polissacarídeo encontrado nos vegetais, semente, cereais, grãos e massas, e tem funções diversas para os vegetais, dentre elas a função de reserva energética. Nós adquirimos esse amido em diferentes tipos de produtos, são carboidratos complexos que ingerimos como fonte de energia. As fibras são polissacarídeos estruturais constituídas, em sua estrutura, com a celulose. Não apresentam importância energética para os seres humanos já que não apresentamos a enzima celulase presente em alguns seres vivos, como protozoários em associação no abomaso (um tipo de segundo estômago) dos ruminantes, lá esses protozoários degradam a celulose através da enzima celulase, ou seja, os ruminantes usufruem dessa fonte de energia. Como não fazemos uso desse carboidrato dieteticamente como fonte de energia qual a importância de consumi-los? Devemos lembrar que as fibras são de extrema importância na alimentação, estudos comprovam que, ao consumirmos na dieta, levamos a uma menor ocorrência de inflamação sistêmica, obesidade, diabetes tipo II, hipertensão, alterações metabólicas, distúrbios digestórios, câncer e tem-se regulação sanguínea nos níveis de colesterol. Esses efeitos ocorrem, pois, como as fibras não são degradadas e, ainda, por se apresentarem insolúveis em água, são efetivas na retenção hídrica, o que resulta no aumento do bolo fecal, favorecendo uma estimulação sensorial ideal para melhora do fluxo intestinal. Ademais, reduzem a absorção de substâncias lipídicas, funcionando como uma barreira no trato gastrointestinal, reduzindo a absorção de colesterol e minimizando os níveis séricos de LDL- colesterol. Somados a isso, retardam a velocidade de absorção dos nutrientes após a ingestão alimentar, favorecem níveis adequados de liberação de insulina, o que proporciona uma proteção contra obesidade e cardiopatias. Porém, negativamente, podem prejudicar a absorção de alguns íons importantes como cálcio, ferro e fósforo. O glicogênio é um carboidrato armazenado no fígado e no músculo, devido aos estoques de carboidrato no formato de glicose serem limitados. Assim, o glicogênio é uma molécula formada pela união de centenas de glicoses, o que garante uma estrutura grande e, por sua vez, limitada, dessa forma a glicose passa a ser convertida em gordura. 5.2. Proteínas Proteínas são estruturas caracterizadas como polímeros de aminoácidos, unidos por ligações peptídicas, uma síntese por desidratação. Esses aminoácidos são as unidades básicas de uma proteína. As ligações peptídicas unem os aminoácidos em cadeia, que podem apresentar diferentes configurações estruturais. A união de dois aminoácidos dá origem a um dipeptídio, três aminoácidos, a um tripeptídio e assim sucessivamente. A partir de 50 aminoácidos formamos os polipeptídios, denominados de proteínas, aos quais somos capazes de sintetizar uma infinidade. 17WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Em todo o universo temos 20 tipos de aminoácidos diferentes, todos eles têm em comum um carbono alfa (C) e liga a ele um grupo amino (NH2), um grupo Carboxílico (CHOO), um hidrogênio (H) e um radical (R). Esse radical ou cadeia lateral do aminoácido é o que determina sua estrutura e sua função. É essa combinação de aminoácidos diferentes que determina a infinidade de proteínas que podem ser sintetizadas (Figura 7). Figura 7 - Estrutura molecular do aminoácido. Fonte: Mcardle (2017). O número de proteínas pelo corpo é incalculável, isso se deve a uma combinação de aminoácidos que podem se modificar em número, ordem e tipo. Na Figura 8, é possível observar, na primeira linha, a representação de duas proteínas, note que apresentam o mesmo número (três aminoácidos) e a mesma ordem, mas se alteram no tipo, um é bolinha e outra é triângulo. Assim, ocorre nas demais linhas, como na segunda linha que temos proteínas com igual tipo, com ordem igual, porém com diferentes quantidades de aminoácidos. Por fim, na terceira linha, temos duas proteínas com igual número, igual tipo, porém diferente ordem. Figura 8 – Estrutura molecular do aminoácido. Fonte: Mcardle (2017). Os aminoácidos são classificados em aminoácidos essenciais e aminoácidos não- essenciais. Os aminoácidos essenciais são aqueles que o nosso corpo não produz, sendo necessário obtê-lo a partir da alimentação. Existem oito, sendo eles: isoleucina, treonina, metionina, lisina, leucina, valina, triptofano e fenilalanina. Enquanto os aminoácidos não-essenciais são doze, e esses conseguimos produzir, não sendo necessário obtê-los na alimentação, mas não significa que não obtemos por meio de alimentos. É importante lembrar que os vegetais são os únicos seres vivos capazes de produzir todos os aminoácidos. O que determina a função de uma proteína é a sequência na qual os aminoácidos estarão dispostos. 18WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 5.2.1. Funções das Proteínas Em nosso organismo as proteínas estão presentes em quase todas as estruturas e funções orgânicas, dessa forma iremos elencar algumas de suas funções no nosso organismo. • Função estrutural. Participam das estruturas dos tecidos dando forma ou função mecânica ao tecido, como o colágeno, actina e miosina. As duas últimas relacionadas à estrutura muscular, sendo as proteínas contráteis que formam o filamento deslizante, sobrepondo-se uma à outra durante uma contração muscular e perdendo parcialmente seu contato durante o relaxamento, como veremos no capítulo relacionado às funções do músculo estriado esquelético. Ademais, estruturalmente, as proteínas são constituintes básicos da estrutura da membrana plasmática, definida como uma bicamada lipoproteica, constituída além de fosfolípidos, proteínas que ficam aderidas ou encrustada na membrana e tem como função permitir a comunicação do meio interno com o meio externo, permitindo a passagem de diferentes substâncias. • Função enzimática. As enzimas são moléculas específicas na regulação das reações químicas, atuam reduzindo o gasto energético e aumentando a velocidade da reação. A grande maioria das reações químicas do nosso organismo é mediada pelas reações químicas. • Função hormonal. Muitos hormônios do nosso organismo são de natureza proteica, dentre eles um dos mais conhecidos é a insulina. Produzida nas células beta-pancreáticas, são liberadas sempre após uma dieta, principalmente, quando rica em carboidratos (glicose). Sua função é acionar uma cascata de reações através da ligação da insulina com seu receptor insulínico na membrana das células, ativando o GLUT-4, proteína transportadora que favorece a entrada da glicose na célula para que, assim, possa ser produzida energia. • Função de Defesa. Funciona através de anticorpos, que são proteínas especificas que reagem apenas com o corpo estranho contra o qual foi produzido. A reação do anticorpo contra um corpo estranho édenominada reação antígeno-anticorpo e, sempre, de forma específica, esse fenômeno atrai macrófagos que fagocitam tanto antígeno quanto anticorpos. Os anticorpos agem na membrana dos antígenos, impedindo sua multiplicação e inibindo a ação de suas toxinas.• • Função Nutritiva. As proteínas servem como fontes de aminoácidos, incluindo os essenciais, requeridos pelo homem e outros animais. • Coagulação Sanguínea. Vários são os fatores de coagulação que possuem natureza proteica, como por exemplo: fibrinogênio, globulina anti-hemofílica e atuam diretamente na tentativa. • Transporte. Pode-se citar como exemplo a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue. 19WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Se as proteínas são tão importantes na estrutura e metabolismo animal e são obtidas a partir da alimentação, pelo consumo de proteína animal, será que há algum problema caso as restringíssemos de nossa dieta como fazem os veganos? Evidente que sim, os vegetarianos verdadeiros ou veganos fazem consumo de nutrientes de fontes vegetais variadas, mas não de derivados de animais, isso acarreta em um déficit na obtenção de aminoácidos essenciais, tendo que obter pela suplementação alimentar. É importante que tenhamos a compreensão do tipo alimentar para que possamos ter o cuidado de entender suas reais necessidades. Na figura 9 está exposta à diferença entre os grupos vegetarianos: Figura 9 - Classificação dos diferentes tipos de Vegetarianos. Fonte: o autor. 6 - ENZIMAS Enzimas são moléculas orgânicas de natureza proteica que atuam nas reações químicas, caracterizadas como biocatalizadores, atuam de forma a aumentar a velocidade de uma reação, reduzindo o gasto energético sem alterar a reação. Vamos elencar algumas características das enzimas: • Toda enzima é uma proteína, mas nem toda proteína é uma enzima. Essa é uma frase clássica para definir bem uma enzima. • As enzimas atuam sobre seus substratos, substâncias específicas com as quais as enzimas interagem para realizar as reações químicas. Existem enzimas específicas para cada substrato, dessa forma uma enzima que realiza uma determinada reação química por se acoplar a um substrato específico não conseguirá entrar em outra reação química se não houver o substrato ao qual ela se destina. Isso ocorre, pois toda enzima apresenta um formato tridimensional, criando sítios-ativos (locais de ligação do substrato) específicos para o substrato ao qual a enzima age, dessa forma o encaixe deve ser perfeito. 20WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA • Essa associação entre enzima e substrato é conhecida como complexo ativado ou sistema chave-fechadura, fazendo uma relação de especificidade que existe entre a chave e fechadura. • As enzimas entram e saem das reações químicas sem serem gastas, podendo atuar em outras reações. • As enzimas podem sofrer inibição competitiva, muito observada em antibióticos que, quando administrados, atuam nas bactérias na tentativa de se ligar às proteínas metabólicas bacterianas, impossibilitando sua reprodução. • Podem sofrer desnaturação – perda da forma tridimensional –, dois fatores são cruciais: temperatura e PH (Figura 10). Figura 10 - Desnaturação proteica mediada pela temperatura e PH. Fonte: o autor. 7 - LIPÍDIOS Lipídios são compostos orgânicos insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos apolares. Estruturalmente contêm os mesmos elementos de um carboidrato, diferindo apenas na quantidade, são compostos energéticos, pois, na falta de glicose, a célula os utiliza para liberação de energia. Apresentam diferentes funções orgânicas, como: 1. Energética. (Ácidos graxos). 2. Reserva. (Tecido adiposo). 3. Estrutural. (Membrana plasmática). 4. Isolante térmico. (Termorregulação). 5. Carreador de vitamina K, A, D e E. (Vitaminas lipossolúveis). 6. Hormonal. (Hormônios esteroidais – testosterona e estrógeno). 7 - Impermeabilizante. (Cera). 21WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 7.1. Classificação Geral dos Lipídios Os Lipídios são classificados comumente em três categorias: simples, compostos e derivados. Os lipídios simples são denominados de gorduras neutras, consistem principalmente em triacilglicerois, apolares e não exibem afinidade com a água. Esses compostos triacilglicerois são os principais modos de armazenamento de gordura na célula do tecido adiposo. Constituídas, basicamente, por um grupo de um tri álcool (glicerol) associado a uma ou até três cadeias de ácido carboxílico. Esses ácidos graxos podem ser saturados quando apresentam apenas simples ligações na cadeia o que gera uma característica de serem sólidos em temperaturas ambientes. Por sua vez, os ácidos graxos insaturados apresentam duplas ligações em sua cadeia, deixando- os na forma líquida em temperatura ambiente. Como exemplos desses ácidos graxos, temos a gordura e o óleo, respectivamente. Os lipídios compostos representam cerca de 10% da gordura total. Um dos representantes mais comuns são os fosfolipídios que contêm uma ou mais moléculas de ácido graxo unido a um grupo fosfato. Outro exemplo são as lipoproteínas de alta e baixa densidade, conhecidas como HDL e LDL, carreadoras de colesterol. Os lipídios derivados se originam dos lipídios simples e compostos, sendo o colesterol o maior representante. A maioria do colesterol presente em nosso organismo (70%) é produzido no fígado, sendo o restante obtido por meio da alimentação (30%). Apresenta diferentes funções orgânicas, como auxílio na produção dos hormônios esteroidais, produção da bile e aumento da permeabilidade da membrana por estar presente, somente, na membrana plasmática de animais. O grande complicador é que seu excesso favorece o aumento de LDL, carreador do colesterol, o que propicia a formação de placas de ateroma e o desenvolvimento de uma gama de doenças cardiovasculares Uma revisão interessante do conceito do que são as funções do colesterol pode ser vista no vídeo: Tudo sobre o colesterol – Bem Estar. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=J6gYAqC2qQ4 >. Acesso em: 08 out. 2018. Através do vídeo você vai compreender o que é o colesterol, como identificar, quais os parâmetros de normalidade e como reduzir a quantidade do colesterol no organismo. Importante para que possamos correlacionar com as disfunções cardiovasculares, para que, assim, possamos orientar as formas de preveni-las ou minimiza-las. 22WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 8 - CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesse capítulo conseguimos compreender como o organismo lida com as alterações ocorridas nos processos fisiológicos, através do reestabelecimento das funções em busca da homeostasia. Sendo esse um processo de extrema importância, pois quando não se consegue reestabelecer, temos o que denominamos de doença. Evidente que devemos lembrar que, com o processo de envelhecimento, as readaptações ficam cada vez mais difíceis de serem restabelecidas e o sistema começa a apresentar falhas, podendo resultar na morte. Ademais, vimos que os seres vivos são estruturas complexas, apresentando diferentes compostos, que organizamos em compostos inorgânicos, representados por água e sais minerais, e compostos orgânicos, sendo eles carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos nucleicos. Esses compostos atuam de forma conjunta em uma organização admirável. Todos nós temos valores de normalidades para cada um deles e devemos sempre estar atentos para que possamos manter os padrões de referência. Esses padrões são atingidos mediante acompanhamento nutricional, sendo o nutricionista o profissional responsável por avaliar a nossa composição corporal, que determina a quantidade de cada composto noorganismo. Dessa forma, o nutricionista consegue prescrever uma dieta adequada, com quantidades ideias para o consumo de cada composto, baseando-se na taxa de atividade física e gasto energético diário, para que seja mantido um saldo final que corresponda com os objetivos de cada um. Quando pensamos em um indivíduo obeso, deve haver um gasto energético maior do que o consumo, assim, um saldo sempre negativo. Por outro lado, para indivíduos com baixo peso o contrário é necessário, com um saldo positivo até que seus objetivos sejam alcançados. Por fim, mediante a todos esses fatores, o conhecimento da estrutura, função e como adquirir cada composto. 2323WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 02 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................... 25 1 - A CÉLULA ............................................................................................................................................................. 26 2 - MEMBRANA CELULAR ..................................................................................................................................... 27 2.1. CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS ................................................................................................................ 28 2.2.1. ORGANELAS NÃO MEMBRANOSAS ............................................................................................................. 29 2.2.2. ORGANELAS MEMBRANOSAS .................................................................................................................... 29 3 - MEMBRANA E MECANISMOS DE TRANSPORTE ........................................................................................... 33 3.1. PROTEÍNAS DAS MEMBRANAS ...................................................................................................................... 34 3.1.2. PROTEÍNAS DE TRANSPORTE ...................................................................................................................... 34 4 - TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS .................................................................................................. 36 CÉLULA E SEUS CONSTITUINTES PROF. ME. FAGNER CORDEIRO VILAR MENDES ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: FISIOLOGIA GERAL E DO MOVIMENTO 24WWW.UNINGA.BR 5 - TRANSPORTE PASSIVO .................................................................................................................................... 36 5.1. DIFUSÃO ............................................................................................................................................................. 36 6 - TRANSPORTE ATIVO ......................................................................................................................................... 38 7 - DISTRIBUICÃO DE ÁGUA E SOLUTO ................................................................................................................ 39 8 - CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................................................................. 41 25WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO A compreensão dos compostos orgânicos e inorgânicos, que fazem parte da composição estrutural dos seres vivos, nos norteia no entendimento de nossas necessidades alimentares e hídricas. No entanto, é imprescindível que estudemos a célula caracterizada como a unidade básica e fundamental do organismo humano. É nela em que todos os processos ocorrem, porque é para ela que o sistema trabalha. A célula funciona como um organismo independente, pois apresenta internamente uma maquinária sofisticada, capaz de propiciar a formação de todos os compostos que a ela são necessários. Mas, apesar de ter um sistema independente, a comunicação entre as células se faz necessária, devido a troca de substâncias e a sinalização para que o tecido trabalhe de forma cooperativa e consiga realizar suas funções. Também, o entendimento de suas organelas é de extrema importância, no intuito de compreender o objetivo de cada estrutura para que, assim, patologias sejam entendidas e formas de tratamento sejam desenvolvidas. No reino animal, vegetal e das bactérias existem algumas organelas em comum, o que facilita a identificação da forma com que cada ser vivo trabalha. Isso é muito proveitoso para a indústria farmacêutica, cuja função é desenvolver medicamentos capazes de promover a regulação dos nossos sistemas, seja atuando diretamente no desenvolvimento da atividade de algumas organelas ou inibindo a proliferação de vírus e bactérias. 26WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 1 - A CÉLULA A célula é caracterizada como a unidade funcional básica dos seres vivos. Ela se comunica com células vizinhas e com o ambiente externo através de sinais químicos ou geração de sinais elétricos para suas funções, crescimento, reparação e reprodução. No nosso corpo apresentamos mais de 200 tipos de células diferentes, assim, ao estudar fisiologia devemos compreender como as células trabalham de forma individualizada e como as mesmas interagem entre si. Todas essas células diferenciadas se desenvolvem a partir de uma única célula que dá início a um novo ser, o zigoto. Após a fecundação, entre óvulo e espermatozoide, forma-se essa célula ovo e, então, o zigoto inicia uma série de divisões celulares mitóticas e cada célula madura torna-se diferenciada. Essa diferença é determinada geneticamente e depende da localização e de substâncias liberadas. Essa diferenciação ocorre mesmo que todas as células recebam a mesma carga genética, no entanto, esses estímulos ativam determinados genes e inativam outros e, assim, vão sendo determinadas suas características (Figura 1). Figura 1 - Célula típica com sua delimitação pela membrana plasmática e as organelas presentadas internamente. Fonte: Guyton & Hall (2011). 27WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Apesar de todas as células maduras apresentarem funções diferenciadas, de uma forma geral, a estrutura celular básica não se modifica. Geralmente fazemos uma analogia dessa estrutura com uma cidade medieval. A cidade medieval, normalmente, é cercada por um muro alto para proteção e separação do meio interno do meio externo do vilarejo. Em locais específicos encontram-se alguns pontos de entrada e saída, muito controlados que podem ser abertos ou fechados mediante alguma necessidade. Internamente existem diferentes pontos de vendas e atividades que satisfazem todo o vilarejo de forma sustentável. A cidade é controlada por um senhor feudal que administra o vilarejo de forma soberana, analisando todas as necessidades e atividades para que tudo funcione da melhor forma possível. Quando há necessidade de materiais que não são produzidos no vilarejo, o senhor feudal negocia com outros vilarejos vizinhos a entrada de produtos, bem como a saída. Em caso de bárbaros, invasores do vilarejo que tentam entrar e consumir o que há e, assim, acabar com a vila, o senhor feudal, automaticamente, já se comunica com seus agregados e senhores vizinhos para que, de forma conjunta, possam combater a ameaça. Observe que nossas células funcionam da mesma forma. Toda célula do nosso corpo é delimitada por uma estrutura cuja função é garantir a separação do meio interno do meio externo. A partir desta criam-se condições, por meio de canais proteicos, para a entrada e saída de substâncias necessárias à célula. A essa estrutura dá-se o nome de membrana plasmática. Internamente observamos compartimentos estruturais que apresentam funções diversificadas, com o objetivo de utilizar os produtos advindos de fora da estrutura celular e transformá-los emsubstâncias ou compostos que a célula utilizará, a fim de dar à célula estrutura ou energia necessárias para sua sobrevivência. Esses compartimentos são as organelas citoplasmáticas dispersas na região interna da célula, caracterizadas como liquido intracelular (LIC). Comandando todas essas estruturas há o DNA, o “senhor feudal” localizado no núcleo, um centro controlador de todo trabalho realizado internamente às células, bem como os em associações com células vizinhas de modo coordenado. Circundando toda essa estrutura celular, existe uma região constituída por um fluído de líquido extracelular (LEC) que apresenta diferentes compostos, imersos em uma solução salina, responsável por apresentar tudo que a célula necessita e, assim, levar tudo que dela é liberado para ser eliminado do organismo ou utilizado em outras regiões. 2 - MEMBRANA CELULAR A membrana celular, também caracterizada como membrana plasmática ou citoplasmática, é uma bicamada lipoproteica, ou seja, constituída por uma camada dupla de lipídios, especificamente os fosfolipídios associados a proteínas. Tem como objetivo separar o meio interno do meio externo. A membrana atua controlando a entrada e saída de substâncias da célula, característica chamada de permeabilidade seletiva. Sendo assim, tudo que entra e sai da célula deve, obrigatoriamente, passar pela membrana e isso somente é possível pois, estruturalmente, a bicamada lipídica está disposta com as cabeças dos fosfolipídios voltadas para o meio interno e externo. Por serem estruturas polares e, assim, hidrofílicas (afinidade a água), permitem o contato com a água dos fluídos e todos os compostos que a ela se associam. Por sua vez, as caudas dos lipídios são apolares, portanto, hidrofóbicas (aversão a água), somente os gases atravessam a membrana plasmática sem necessidade de serem selecionados. Isso ocorre sempre a favor do seu gradiente de concentração, as demais substâncias atravessam a membrana por estruturas especiais, denominadas canais proteicos, que podem ser uma via de acesso simples e fácil ou complexa com uma gama de sinalizações químicas. 28WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 2 - Bicamada lipoproteica com cabeças hidrofílicas externamente localizadas e caldas hidrofóbicas internamente, associadas a proteínas de membrana. Fonte: Silverthorn (2003). 2.1. Citoplasma e suas Organelas O citoplasma é toda porção interna da célula, é a região delimitada pela membrana, sendo o espaço interno da célula, exceto o núcleo. Dentro do citoplasma há dois componentes: o citosol e as organelas. O citosol é o fluído intracelular. É uma substância gelatinosa constituída por diferentes compostos dissolvidos nesse fluído, como: íons, partículas e resíduos. As organelas são pequenas estruturas, cada qual com sua função específica, trabalhando de modo integrado umas às outras. São classificadas, mediante à presença de membrana ou não, em organelas membranosas e organelas não membranosas. Figura 3 – Estrutura da célula. Fonte: Silverthorn (2003). 29WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 2.2.1. Organelas não membranosas As organelas não membranosas são aquelas que não são delimitadas por membranas, estando em contato direto com o citosol, como é o caso dos ribossomos. Os ribossomos são grânulos citoplasmáticos que apresentam duas subunidades, com tamanhos e densidades diferentes. São formados por RNA ribossômico e proteínas, podem ser encontrados de forma isolada no citoplasma, aderidos a grupos de outros ribossomos formando os polirribossomos ou aderidos à membra do retículo endoplasmático rugoso (RER), cuja função é a síntese de proteína. As proteínas produzidas nos ribossomos do RER são proteínas de exportação, que serão utilizadas na membrana das células ou em outros locais externamente à célula que a produziu e, quando as proteínas forem sintetizadas pelos polirribossomos, serão para uso interno. 2.2.2. Organelas Membranosas As organelas membranosas são compartimentos citoplasmáticos separados do citoplasma por uma ou duas membranas, estas são semelhantes à membrana celular. Cada organela apresenta um determinado objetivo dentro da célula, trabalhando de forma isolada ou em conjunto com as demais, sendo elas: retículo endoplasmático liso e rugoso, complexo de golgi, lisossomos, peroxissomos e mitocôndria. Mitocôndria: estruturalmente as mitocôndrias são organelas citoplasmáticas que apresentam duas membranas, uma mais externa (membrana lisa) que dá a forma a essa organela e outra mais interna (membrana rugosa) que apresenta invaginações denominadas de cristas mitocondriais. Entre essas duas membranas cria-se um espaço denominado intermembrana, importante na produção de energia. No espaço interno temos a matriz mitocondrial, composta por ribossomos e grânulos de DNA de origem materna (Figura 4). Esse DNA é muito utilizado quando se almeja conhecer a origem materna, pois durante o processo de fecundação do espermatozoide só se utiliza o DNA, sendo todo o restante dessa célula eliminada. Dessa forma, as organelas e toda estrutura do zigoto advém do óvulo materno. Figura 4 - Representação estrutural de uma mitocôndria. Fonte: Silverthorn (2003). 30WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA É na mitocôndria que temos a geração de grande parte de nossa energia, o ATP. Sendo assim, a quantidade de mitocôndrias presentes nas células se deve mediante a capacidade de produção de energia desta e sua utilização, como por exemplo, as células músculoesqueléticas muito ativas. ] Retículo Endoplasmático: essas organelas são locais para a síntese de proteínas e lipídios. São subdivididas em dois tipos: retículo endoplasmático rugoso (RER) e o retículo endoplasmático liso (REL). O REL é uma conexão de tubos membranosos, cuja principal função é a produção de compostos lipídicos, desintoxicação celular e armazenamento de cálcio. Ele é muito importante pela produção de lipídios, ácidos graxos e hormônios esteroidais. Sendo assim, são bem desenvolvidos nas células gonadotrópicas e nas células do fígado também, uma vez que atuam na desintoxicação do organismo, auxiliando na metabolização dos medicamentos. Por sua vez, o RER é o principal local para síntese proteica por estar associado aos ribossomos, que são grânulos que realizam a síntese de proteína. Dessa forma, toda proteína produzida por essas estruturas são proteínas de exportação, ao serem produzidas são envoltas por membranas esféricas – vesículas de transportes –, que as enviam ao Complexo de Golgi para que possam ser englobadas e liberadas da célula. Teoria da Endossimbiose da Mitocôndria. A mitocôndria é uma organela especial, isso se deve pela presença de um DNA próprio. Dessa forma, a mitocôndria é capaz de produzir as proteínas que ela mesma necessita, tendo uma ação de produção de subsistência. Ademais, apresenta uma capacidade de se autoduplicar, estimulada por diversos fatores. Todas essas características são explicadas pela teoria da Endossimbiose e, de acordo com essa teoria de Linus Margullis, há milhares de anos, os seres eucariontes foram invadidos por bactérias, gerando uma relação de mutualismo hospedeiro. A evidência de que esse processo realmente ocorreu foi à presença de um DNA muito similar ao DNA bacteriano e as duas membranas, sendo a externa similar à membrana celular da própria célula e a interna, englobada pela célula eucarionte, semelhante à membrana bacteriana. Isso tudo ocorreu mediante as condições necessárias propiciadas pelo ambiente que a bactéria encontrou; um local que lhe forneceu proteção e alimento e, simultaneamente, a mesma retribui à célula com a produção de uma alta quantidade de energia, suprindo a demanda energética da célula, favorecendo com que a mesma pudesse atingir níveis multicelularesimportantes. 31WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 4 – Representação estrutural de retículo endoplasmático liso e rugoso. Fonte: Silverthorn (2003). Como explicar a resistência de certas pessoas que, ao ingerirem uma alta quantidade de álcool, não apresentam alterações perceptíveis, enquanto outras ficam alteradas com pequenas quantidades da bebida? Isso pode ser explicado pelo processo de adaptação que o organismo sofre mediante ao aumento do REL em indivíduos que consomem diariamente bebida alcoólica. Isso ocorre pois temos um comprimento no tamanho do REL e, quando ingerimos bebida alcoólica, ainda não estamos adaptados para desintoxicar nosso organismo, pois a concentração de álcool se torna maior do que a capacidade de desintoxicação. Esse fenômeno desencadeia uma adaptação e o nosso corpo, para sofrer menos com os efeitos deletérios dessa droga, desenvolve uma hipertrofia no REL, fazendo com que este aumente o comprimento e, assim, aumente a capacidade de desintoxicação celular. Dessa forma, ao fazermos o uso de bebidas etílicas, estaremos adaptados a degradar uma grande quantidade de substâncias deletérias e, consequentemente, mais resistentes ao efeito do álcool no organismo, como: tontura, alteração da fala, déficit cognitivo, dentre outros. O que devemos compreender é que, ao abandonar o uso do álcool por um tempo, essa hipertrofia é reversível. Então, caso volte a fazer uso de bebida alcoólica após um longo período de pausa, o indivíduo perceberá que está menos resistente, pois com pequenas dosagens de álcool já apresentará sintomas da embriaguez. Mas, cuidado, não entenda que essas adaptações são benéficas, pois estão gerando uma sobrecarga no sistema. São positivas quando analisamos o retardamento dos efeitos, mas, negativas por estarem trabalhando em demasia. 32WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Complexo de Golgi: descrito por Camilo Golgi, em 1898, é uma organela membranosa estruturalmente parecida com sacos ocos empilhados. Um de seus lados é voltado ao RER, recebendo dele vesículas de transporte com função de modificar, englobar e exportar proteínas produzidas por este. Essas vesículas se fundem ao Complexo Golgiense e, então, vão percorrendo os espaços ocos formados pelos sacos. Durante esse percurso, por ação enzimática, podem sofrer modificações até o final de sua estrutura, no qual partes dessa membrana se fundem, gerando a formação de vesículas secretoras de exportação ou de armazenamento (Figura 5). Figura 5 – Representação estrutural do Complexo de Golgi. Fonte: Silverthorn (2003). Lisossomos: são organelas oriundas do Complexo de Golgi, caracterizadas como pequenas vesículas que contêm poderosas enzimas que atuam como um sistema digestório intracelular. Sua função é absorver corpos estranhos ou estruturas velhas da célula, até mesmo organelas (como mitocôndrias, por exemplo), utilizando suas enzimas para digestão intracelular, autólise – destruição da célula – e, inclusive, a apoptose – morte celular programada. Peroxissomos: são vesículas cuja principal função é a degradação de ácidos graxos e, como resultado, a formação de peróxido de hidrogênio (H2O2), muito tóxica ao nosso organismo. Assim, os peroxissomos, rapidamente, convertem o peróxido de hidrogênio em oxigênio e água através da enzima catalase. 33WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 3 - MEMBRANA E MECANISMOS DE TRANSPORTE As membranas de fosfolipídios envolvem o conteúdo do citoplasma e dividem o interior das células em compartimentos membranosos. Dessa forma é possível observar que a membrana celular apresenta como função: isolamento físico, sendo uma barreira entre meios; regulação das trocas com o ambiente, controlando a entrada e saída de produtos; promoção da comunicação entre a célula e o seu meio; suporte estrutural para as proteínas de membrana que se fixam a ela para que possa propiciar a passagem de substância. Seu arranjo foi mais bem descrito em 1972, quando dois pesquisadores, S. J. Singer e G. L. Nicolson, propuseram o modelo de “mosaico fluido”, destacando as principais características da membrana, que se apresentava como uma bicamada lipoproteica maleável. A membrana celular é constituída por duas camadas fosfolipídicas, arranjadas de forma que a cabeça de glicerol-fosfato da molécula polar fique disposta em contato com a água, portanto “hidrofílica”. Enquanto as estruturas da cauda de ácido graxo e apolar fiquem voltadas internamente para uma região sem a presença de água, portanto “hidrofóbica” (Figura 6). Além desse tipo de lipídios as células animais, ainda, apresentam colesterol na membrana e este tem por finalidade aumentar a permeabilidade seletiva, tornando a membrana mais flexível em altas temperaturas. Figura 6 – Modelo de Mosaico fluído. Fonte: Silverthorn (2003). 34WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 3.1. Proteínas das Membranas Além da estrutura lipídica, as membranas apresentam, em sua constituição, proteínas acopladas, sendo classificadas em proteínas associadas ou integrais. As proteínas associadas ou periféricas são proteínas ligadas fracamente à estrutura da membrana, podendo ser removidas com mais facilidade sem que haja qualquer alteração da integridade da membrana. As proteínas integrais ou transmembrana são assim classificadas por transpassarem, parcialmente ou totalmente, a membrana e, para que possam ser separadas, deve haver métodos agressivos. Essas proteínas de membranas apresentam um alto valor funcional, pois atuam como: proteínas estruturais, que conectam a membrana ao citoesqueleto, dando forma necessária a ela, como nas microvilosidades, e, ainda, criam junções celulares, fazendo com que os tecidos permaneçam juntos; enzimáticas, como no caso do intestino delgado, pela digestão de peptídeos e carboidratos; receptoras, pois são proteínas de membrana especifica para determinadas substâncias, denominada de ligante que ativam/acionam outros eventos, como o que ocorre com a insulina que se liga ao receptor insulínico desencadeando uma série de eventos, levando a entrada da glicose; e, por fim, transportadoras (Figura 7). Figura 7 – Proteínas e suas funções. Fonte: o autor. 3.1.2. Proteínas de transporte São proteínas que auxiliam a entrada e a saída de substância da célula. Proteínas de canais são parecidas com corredores, podem apresentar “portas” que controlam a passagem de substâncias. Com diâmetro restrito, permitem o movimento de moléculas pequenas, como água e íons, em alta quantidade. Geralmente, são canais específicos, determinando as substâncias que podem atravessá-lo. Essa especificidade pode ser mediada pelo tamanho do canal ou pela carga elétrica que apresenta. Proteínas de canais: alguns canais são denominados de canais de vazamento ou abertos, pois passam a maior parte do tempo abertos, permitindo que os íons se movam sem nenhuma regulação. Outros são chamados de canais fechados, pois passam a maior parte do tempo fechados, não permitindo a passagem de substâncias, sendo necessário sinais para que o mesmo se abra. O controle desses canais é feito por moléculas mensageiras, pelo estado elétrico da membrana ou por estímulos físicos, ou seja, dever ser mediados quimicamente, eletricamente ou mecanicamente (Figura 8). 35WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 8 – Proteínas de canais. a) Canais de vazamento, que passam a maior parte do tempo abertos e b) Canais fechados, que necessitam de estímulos químicos, elétricos ou mecânicos para se abrirem. Fonte: Silverthorn (2003). Proteínas Carreadoras: são proteínas semelhantes a portas giratórias, capazes de transportar substânciasem ambos os sentidos, para dentro ou para fora, ao mesmo tempo, assim como, também, transportar em apenas um sentido, bloqueando o sentido de volta. As proteínas apresentam sítios específicos, os substratos se ligam nesses sítios enquanto são carregados, pelas proteínas, ao longo da membrana plasmática. Esse carreamento ocorre mediante alterações conformacionais da proteína, isso faz com que o transporte pelo carreador seja mais lento, mas podendo carrear até 1 milhão de moléculas por proteína ao mesmo tempo. O que difere as proteínas de canais das carreadoras é o modo com que se comportam as proteínas de canais. Estas sempre apresentarão uma passagem contínua, o que nunca ocorrerá nas carreadoras, que sempre terão uma porta do canal fechada, impedindo a livre troca. Dessa forma, quando o substrato se liga às proteínas carreadoras, o mesmo provoca uma alteração conformacional na proteína, fazendo uma porta se fechar e a outra se abrir do lado oposto da membrana, liberando o substrato, sem criar uma conexão direta. Figura 9 – Proteínas carreadoras. a) Exemplifica a ação de uma proteína carreadora fazendo a comparação com o Canal do Panamá e b) Proteína carreadora. Fonte: Silverthorn (2003) 36WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 4 - TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS Nosso corpo é todo compartimentado pelo sistema de membranas e a maioria de nossas células não está em contato com o meio externo, sendo envolvidas por fluídos extracelulares que propiciam, às células constituintes importantes, que possam utilizar e produzir substâncias úteis para a sobrevivência. Nosso corpo apresenta uma divisão simples em termos de fluídos, um internamente às células, chamadas de fluído intracelular (FIC), e um externamente às células, o fluído extracelular (FEC). Este, ainda, pode ser subdividido em plasma – presente dentro do sistema circulatório – e intersticial – banhando diretamente as células. Essa formação estrutural é importante, formando, dessa forma, barreiras para diferentes substâncias, até encontrar a célula. Não é todo o sistema circulatório que propicia a troca entre os fluídos do plasma e interstício, somente em determinadas estruturas, denominadas capilar, isso ocorre. Os vasos de maiores calibres apresentam paredes mais espessas, dificultando a passagem de diferentes substâncias, com isso, tornando mais seletiva a passagem de substâncias que entrarão em contato com as células. Algumas substâncias podem atravessar a membrana celular facilmente, como água, oxigênio e dióxido de carbono, mediados por poros proteicos. Há, também, aquelas substâncias que se movem pela membrana, porém necessitam de estruturas especiais, as proteínas. As substâncias que atravessam por qualquer via são chamadas de permeáveis, por sua vez, aquelas que apresentam dificuldade e a membrana não permite a passagem são chamadas de impermeáveis. O transporte de substâncias através da membrana pode ser divido de acordo com o gasto energético necessário para sua realização. Quando o transporte consome energia da célula, dizemos que se trata de um transporte ativo, realizando o gasto de ATP. Quando a movimentação de substâncias não consome energia da célula, dizemos que é um transporte passivo. 5 - TRANSPORTE PASSIVO 5.1. Difusão Todas as moléculas apresentam uma energia intrínseca que garante a elas a movimentação constante, como moléculas gasosas. Essa movimentação caótica em um ambiente confinado faz com que as moléculas se espalhem, assumindo a dimensão do compartimento de forma gradual. Chamamos esse processo de difusão. Difusão pode ser definida como uma movimentação das moléculas a partir de uma área de alta concentração para áreas de baixa concentração da molécula. Para facilitar a compreensão, compare a um aromatizante ou à uma gota de tinta em um recipiente com água: ao abrir o frasco, as moléculas, ali presentes, tendem a se espalhar de um local de maior concentração para um local de menor concentração, por isso dissemos que as moléculas se movimentação a favor do gradiente de concentração, assumindo o tamanho de todo compartimento. Essa taxa de difusão depende da magnitude da concentração entre os meios, quanto maior essa diferença maior a taxa de difusão. 37WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 10 – Representação de difusão simples através de uma gota de tinta em um recipiente com água. Fonte: Aires (2008). A difusão é um processo passivo, dependendo apenas da energia cinética de cada molécula, não exigindo gasto de ATP proveniente de outra origem. Devemos lembrar, ainda, que enquanto houver diferença entre os meios a difusão ocorrerá. Não esqueça que o movimento molecular sempre acontecerá, mesmo que já atingidos os valores de equilíbrio entre os dois meios, pois isso independe de outros fatores que não seja a energia intrínseca. Uma vez atingido o equilíbrio entre os meios a difusão cessa. A velocidade da difusão dependerá da taxa de concentração do caminho percorrido, em distâncias longas a taxa de difusão é menor, por outro lado, em curtas distâncias a velocidade aumenta. Além disso, a temperatura é uma variável intimamente relacionada, devido ao fato de temperaturas elevadas aumentarem a cinética das moléculas, fazendo os compostos atingirem volumes maiores. O tamanho molecular influi diretamente na redução da velocidade da condução, sendo a difusão inversamente proporcional ao tamanho molecular. Assim, conseguimos observar, sobre as características da difusão, que: 1. É um processo passivo, sem gasto de energia. 2. As moléculas se difundem a favor do gradiente de concentração. 3.A difusão ocorrerá até que os meios se equilibrem com concentrações equivalentes. 38WWW.UNINGA.BR FI SI OL OG IA G ER AL E D O M OV IM EN TO | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 4.A difusão é rápida em pequenas distâncias ou com o aumento da temperatura e o tamanho molecular. O processo de difusão ainda se subdivide em difusão simples e difusão facilitada. Difusão simples: ocorre quando substâncias hidrofílicas, que podem atravessar a membrana pelo seu centro lipídico, se movem por difusão a favor do gradiente de concentração. Esse processo respeita todas as observações elencadas previamente, porém existem algumas peculiaridades. A taxa de difusão é dependente direta da capacidade da molécula se dissolver na camada lipídica da membrana e, ainda, é diretamente proporcional a sua área de superfície, assim, quanto maior a área de superfície da membrana, maior a capacidade da dissolução. Isso é facilmente observado nas microvilosidades (invaginações) intestinais presentes para aumentar a área de captação de compostos. Por sua vez, a taxa de difusão pode reduzir em condições que a membrana é espessa, muito comum em algumas doenças pulmonares, dificultando a passagem do oxigênio. Difusão Facilitada: o processo da difusão é obedecido, ocorrendo através da membrana a favor de um gradiente de concentração. Porém, o que difere a difusão simples da difusão facilitada é que nesta existem proteínas transportadoras na membrana que “facilitam” a passagem de substâncias. Isso faz com que a velocidade de difusão ocorra muito mais rapidamente do que na difusão simples, daí o nome difusão facilitada. Essa proteína transportadora é denominada de permeasse, que são proteína que modificam sua estrutura ao se ligar à substância a ser transportada, permitindo que esta atrevesse a membrana plasmática sem gasto de energia. As permeases apresentam, assim como toda proteína, três propriedades importantes: especificidade, competição e saturação, como já mencionadas na Unidade I. A especificidade se refere a capacidade que um carreador tem de mover uma molécula ou um grupo de molécula intimamente relacionada. Competição é uma propriedade relacionada a especificidade, cada transportador apresenta a
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