CITOLOGIA - Transportes pela Membrana Plasmática

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Os transportes pela Membrana Plasmática se subdividem em três tipos: o transporte passivo,  transporte ativo e transporte por vesículas. A seguir veremos eles em detalhe.

Transporte Passivo
           O transporte passivo tem como características principais não gastar ATP e ocorrer a favor do gradiente de concentração. Esse tipo de transporte divide-se em difusão e osmose, tendo a difusão subdividida em dois tipos: a simples e a facilitada. Na difusão simples, quem será transportado é o soluto (átomos, íons, moléculas). Esse fenômeno se dá pela bicamada de fosfolipídios que constitui a membrana plasmática. Por fim, ocorrerá do meio hipertônico para o meio hipotônico. A difusão facilitada também transporta o soluto e ocorre do meio hipertônico para o meio hipotônico, mas pelas proteínas integradas da membrana plasmática. Resumindo, a principal diferença entre os dois tipos de difusão é que, na difusão simples, o transporte ocorre diretamente pela bicamada fosfolipídica, enquanto na difusão facilitada o transporte ocorrerá pelas proteínas integradas da membrana.

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           O terceiro e último transporte passivo é chamado osmose. Ao contrário da difusão (simples e facilitada), quem será transportado por osmose é o solvente, passando do meio hipotônico para o hipertônico. A osmose ocorre por meio de uma membrana semipermeável. Cabe aqui, ainda, citar o comportamento das células em diferentes concentrações do meio.
           As células animais (exemplo: hemácias) em meio isotônico não mudam a sua composição; em meio hipotônico elas passam a absorver água (solvente) do meio, inchando até irreversivelmente estourar; já em meio hipertônico elas passam a perder água para o meio, irreversivelmente “murchando”.
           As células vegetais em meio isotônico não mudam sua composição; em meio hipotônico absorvem água do meio, inchando mas não estourando*, passando a ser uma célula túngida; já em meio hipertônico passam a perder água para o meio, mas seu formato não mudará*, embora haja redução dos componentes da célula, sofrendo plasmólise.
*- o formato das células vegetais não irão alterar-se irreversivelmente devido a sua parede celular. Quando trata-se de uma célula túngida, ela irá inchar, porém não irá estourar graças à parede celular. Na plasmólise ela irá reduzir, mas não perde seu formato por haver a parede celular.

Para ficar claro os conceitos apresentados, adicionamos um esquema que explica o comportamento celular nos diferentes meios.

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* para melhor compreensão dos transportes passivos, o grupo sugere a visualização deste vídeo, que explica esse transporte didaticamente. Link: https://www.youtube.com/watch?v=PRi6uHDKeW4

          

OBS:

• meio isotônico: concentração do meio exterior = concentração do meio interior

• meio hipertônico: concentração do meio exterior > concentração do meio interior (nessa situação, o citoplasma está menos concentrado, perdendo água para o exterior)

• meio hipotônico: concentração do meio exterior < concentração do meio interior (nessa situação, o citoplasma está mais concentrado, absorvendo água do exterior)

Transporte ativo

O principal transporte ativo é a bomba de sódio (Na+) e potássio (K+). Ao contrário do transp. passivo, o ativo gasta ATP e ocorre contra o gradiente de concentração. Esse tipo de transporte ocorre por meio de proteínas especializadas, e seu objetivo é manter mais potássio dentro da célula e sódio fora. Por quê? 

A maior concentração de K+ dentro da célula possibilita a síntese proteica e a respiração celular. Para manter a integridade no interior da célula, o Na+ é mandado para fora, garantindo equilíbrio osmótico; caso contrário, a célula ganharia muita água por osmose e iria estourar. A imagem abaixo representa graficamente o funcionamento da bomba.

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* para entender melhor o transporte ativo, o grupo sugere a visualização deste vídeo, no qual o processo é didaticamente explicado. Link: https://www.youtube.com/watch?v=eDeCgTRFCbA

Além dos fatores já citados, essa diferença na concentração de Na+ e K+ gera diferentes cargas nas células excitáveis, possibilitando, por exemplo, o impulso nervoso nos neurônios (a bomba de Na+/K+ mantém a carga positiva fora e negativa dentro, como na imagem abaixo).

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Transporte por vesículas

O transporte por vesículas é o terceiro tipo de transporte. Tem como características o gasto de energia, deformação da membrana plasmática e o transporte de partículas grandes, que não poderiam ser transportadas através de proteínas, muito menos pela bicamada de fosfolipídios. É dividido em endocitose e exocitose, que veremos em detalhe abaixo.

A endocitose é a entrada de partículas para dentro da célula, e subdivide-se em fagocitose e pinocitose. A fagocitose é realizada em partículas sólidas, por meio de pseudópodes (expansão da membrana plasmática que envolverá o alimento); é comum em células de defesa. Já a pinocitose é realizada em partículas dissolvidas, por meio invaginação da membrana plasmática; ocorre na maioria das células eucarióticas.

Imagem via Google Imagens - representação da fagocitose

Imagem via Google Imagens - representação da pinocitose

Já a exocitose é a saída de partículas para fora da célula, liberando ou excreção (chamada também de clasmocitose e conhecida por “defecação celular”- elimina os resíduos da célula, por meio de urina e outras excreções), ou secreção (saída de substâncias produzidas pela célula - envolve as glândulas, que liberam a secreção como suor, pus e etc).

Imagem via Google Imagens - representação da exocitose

* visando melhor entendimento do transporte por vesícula, o grupo sugere a visualização deste vídeo, uma vez que sua explicação didática facilita a compreensão do que foi resumido a cima. Link: <https://www.youtube.com/watch?v=4EqZ2fwJ6Cw>

Amoeba sisters. Título: Membranas Celulares e Transporte Celular. Amoeba sisters,2016. Disponível em: (https://youtu.be/Ptmlvtei8hw). Acesso em: 14 fev 2021

FuseSchool - Global Education. Título: Transport in Cells: Active Transport. FuseSchool - Global Education,2016. Disponível em: (https://youtu.be/eDeCgTRFCbA). Acesso em: 14 fev 2021

Medicosis Perfectionalis. Título: Vesicular Transport: Endocytosis and Exocytosis. Medicosis Perfectionalis, 2018. Disponível em: (https://youtu.be/4EqZ2fwJ6Cw). Acesso em: 14 fev 2021

Santos, Vanessa dos. Título: Transporte ativo e passivo. Brasil Escola. Disponível em:    (https://brasilescola.uol.com.br/biologia/transporte-ativo-passivo.htm). Acesso em: 14 fev 2021

Só Biologia. Título: Transporte ativo. Só Biologia, 2008-2021. Disponível em: (https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito12.php). Acesso em: 14 fev 2021

• OBS: Conteúdo produzido no grupo original (Alexandra, Helena B. e Steigleder)

Composição dos Seres Vivos - Proteínas

     A casca do ovo representa cerca de 10% do seu peso total. Ela é composta de carbonato de cálcio e magnésio e de matérias orgânicas. Em outras palavras, trata-se majoritariamente de calcário, daí ela dissolve em vinagre. Você já observou um ovo sem casca? Coloque o ovo cru no vinagre branco e espere algumas horas: a casca vai se dissolver, e o ovo se manterá na forma, seguro apenas pela fina membrana externa. Você verá a casca do ovo transparente e poderá ver o resto de sua estrutura.

https://medicinaveterinariaparatradutores.wordpress.com/2017/04/17/estrutura-e-formacao-de-ovos/

     A estrutura porosa (cerca de 8 mil poros) da casca deixa passar o ar, a umidade e a maioria das moléculas aromáticas. Em culinária, utiliza-se essa propriedade para perfumar ovos frescos conservando-os num preparo de trufas, por exemplo. A forma do ovo não deixa de lembrar as abóbadas das catedrais e dos viadutos. Pois é exatamente essa forma "ovoide" que garante uma ótima distribuição de cargas e uma boa resistência à tensão mecânica.

     A clara representa dois terços do ovo. Compõe-se de cerca de 90% de água e 10% de proteínas, entre as quais a mais abundante é  a ovalbumina. Essas albuminas se encontram também em carnes e peixes, em coexistência com outras proteínas, como o colágeno. Quando quebramos o ovo, percebemos duas zonas distintas de clara: uma parte espessa ao redor da gema e uma parte menos viscosa que escorre em torno da primeira. Essas duas regiões coagulam respectivamente a 62º e 65º. de um lado a outra gema, encontram-se filamentos proteicos densos chamados calazas que unem a gema à clara.

     A gema se decompõe em 50%  de partículas finas sólidas e 50% de líquido contendo 50% água  e 50% de proteínas e lipídios. Os lipídios são moléculas de colesterol e fosfolipídios de propriedades emulsificantes (como a famosa lecitina). A gema é coagula em torno de 68º, mas, diluída em água ou leite, coagula em torno de 80-85º. Em confeitaria, sabe-se que o creme de ovos não deve ser cozido acima de 82º. Uma sábia precaução a respeitar se desejamos evitar a formação de grânulos sólidos.

fonte: 

Haumont, R. UM QUÍMICO NA COZINHA. A ciência da gastronomia molecular. Rio de Janeiro, RJ, Ed Zahar, 2016.

 Citologia: Membrana Plasmática

    A membrana plasmática é o envoltório celular comum a todas as células. É de seu encargo a proteção, o revestimento e a permeabilidade seletiva da célula. Ela é formada por proteínas e fosfolipídios, ou lipídios anfipáticos: carga polar na cabeça (hidrofílico) e carga apolar na calda (hidrofóbico). Dessa forma, as cabeças ficam para fora e para dentro da célula, em contato com a água, enquanto as caldas ficam para dentro, longe da água. Somando toda sua composição, teremos suas moléculas mudando de lugar constantemente, recebendo então o nome de mosaico fluido. A teoria que exemplificou e explicou o modelo do mosaico fluido foi a de Singer e Nicholson.

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    Explicando as estruturas exemplificadas na imagem acima:

• Glicocálice (ou glicocálix): atua no reconhecimento intracelular, como receptor de hormônios e protegendo a face externa da membrana. É uma especificação exclusiva das células animais.

• Fosfolipídios: sua bicamada molecular permite a formação da membrana.

• Colesterol: confere rigidez para a membrana; presente apenas em células animais.

• Canal(is) proteicos: atuam na passagem de substâncias selecionadas.

• Proteínas periféricas: atuam como enzimas.

Envoltórios externos à membrana plasmática

• Glicocálix ou Glicocálice

    Presente nas células animais, no exterior da membrana plasmática, como uma malha protetora. Podem estar associados aos fosfolipídios (chamando-se glicolipídios) ou estar associados a proteínas da membrana (chamando-se glicoproteínas). Sua função é de reconhecimento celular, adesão entre as células e trocas de informação.

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• Parede Celular

    Presente majoritariamente nas células vegetais, sendo a mais conhecida a formada por um polissacarídeo chamado celulose. Existe ainda a parede celular de algumas bactérias (peptideoglicano), de alguns fungos (quitina) e de alguns protozoários (sílica). A parede celular confere rigidez à célula, além de ser permeável. Na parede primária (células jovens), há apenas uma parede fina e flexível, chamada parede primária. Após o crescimento, é formada a parece celular secundária, que contém, além da celulose, a lignina e a suberina. Por fim, há uma estrutura chamada plasmodesma, que são comunicações citoplasmáticas entre diferentes células vegetais, através da parede celular.

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Por fim, é importante lembrar que a parede celular impede a lise osmótica quando a célula se encontra em meio hipotônico.

↻ ver: transporte passivo por osmose

Referências:

• MENDES, Álvaro; PEREIRA, Alexandre; NEVES, Roberta. Membrana Plasmática. Conteúdo disponível em: http://educacao.globo.com/biologia/assunto/fisiologia-celular/membrana-plasmatica.html. Acesso em 11 de fevereiro de 2021;
• MARTHO, Amabis. Biologia das Células - parte I. Ed. Moderna Plus Biologia;
• Material didático do professor;
• RAMOS, Kennedy. MEMBRANA PLASMÁTICA - CITOLOGIA - Estrutura - Prof. Kennedy Ramos. Kennedy Ramos, 2018. Disponível em: (https://www.youtube.com/watch?v=h5ycA0UGb0A). Acesso em 16 fev 2021.
• OBS: Conteúdo produzido no grupo original (Alexandra, Helena B. e Steigleder)