07 - Fisiologia e Saúde Humana

Uma barreira especializada

No curso de Biologia Celular, já foi apresentada a estrutura da membrana: é constituída por uma dupla camada de lipídeos associada a proteínas intrínsecas e extrínsecas. Além disso, várias moléculas, como proteínas e carboidratos, ficam ancoradas, ou mesmo atravessam a membrana plasmática. Entre essas proteínas estão os canais iônicos, que comunicam o meio extracelular ao intracelular. Mas, como uma substância entra na célula?

• Difusão (a favor de um gradiente de concentração)

- Simples: moléculas que têm mais facilidade em se dissolver na camada lipídica podem atravessar por simples difusão. Pequenos íons que consigam atravessar os canais também usam este mecanismo, chamado mecanismo de difusão simples.

- Facilitada: existem na membrana moléculas carregadoras, que se ligam a uma substância e facilitam o seu transporte através da membrana.

Animação 5: Transporte Facilitado.
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A ligação do transportador com a molécula a ser transportada induz à mudança de conformação do transportador o que faz com que haja a passagem através da membrana. O transporte é sempre feito do lado de maior para o lado de menor concentração.

IMPORTANTE: A direção do movimento de uma molécula depende do gradiente de concentração entre o meio extracelular e o intracelular. As moléculas vão do meio de maior concentração para o de menor concentração. Um fluxo direcionado se encerra quando se atinge o equilíbrio.

• Transporte ativo: para o bom funcionamento das células, muitas vezes é preciso que grandes quantidades de uma substância existam de um lado da membrana, e esta deve ser transportada contra o seu gradiente de concentração.

- A molécula transportadora é uma enzima capaz de quebrar o ATP e o gasto dessa energia faz com que as moléculas sejam transportadas contra o seu gradiente de concentração. O transporte ativo é sempre de mão dupla, isto é, entra uma molécula e sai outra – por exemplo, troca Na⁺ por K⁺.

Animação 6:Transporte Ativo.
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Transporte Ativo: ATPase Na⁺/K⁺ - Bomba de Sódio: a ligação de 2 moléculas de K+ no meio intracelular faz com que 3 moléculas de Na+ do meio extracelular se liguem a esta enzima capaz de transformar ATP em ADP liberando energia. A energia liberada é usada para mover os íons contra o gradiente de concentração. Portanto, os íons sódio são levados de volta para o exterior e os íons potássio entram. Você deve estar perguntando por que a troca é desigual - 3 sódios por 2 potássios. O gradiente gerado por este íon sódio a mais é usado para transportar glicose e aminoácidos pelo chamado transporte acoplado.
Curiosidade - 90% da energia usada pelo cérebro é para manter as bombas de sódio/potássio ativas.

- Cotransporte: o aumento do gradiente de concentração intracelular gerado pelo transporte ativo - como o aumento da concentração de Na⁺ - é usado para obter as substâncias necessárias para a célula. Por exemplo, cotransporte glicose/Na⁺, aminoácidos/Na⁺.

• Canais iônicos:

São proteínas que cruzam a membrana, formando poros ou canais. Neste curso, não há espaço para estudar com detalhes os canais, que são importante objeto de estudo no campo da Biofísica.

Além de serem responsáveis pela manutenção de gradientes de concentração entre o meio intra e extracelular, os canais iônicos são a base para a comunicação através de correntes elétricas. Esta é a forma como nervos e músculos são excitados e transmitem informação ou contraem de forma tão eficiente.

Os canais iônicos podem ser:

• seletivos (permitem passar apenas uma ou duas espécies iônicas) ou
• promíscuos (muitas espécies iônicas).

• sempre abertos ou de repouso: poucos e em geral são canais de K⁺
• passíveis de serem abertos