Transporte de membrana e Homeostase

Introdução:

Quando estudamos biologia celular, aprendemos sobre a importância da membrana plasmática na separação entre os meios externo e interno, além se sua principal característica, a permeabilidade seletiva. 

As membranas plasmáticas são constituídas, predominantemente, por fosfolipídeos e proteínas, sendo chamadas os classificadas então como membranas lipoproteicas. 

A principal função das membranas plasmáticas se deve a sua característica de permeabilidade seletiva, sendo então, responsável pelo controle e equilíbrio hidroeletrolítico entre os meios intra e extracelular.

Como pode ser observado na imagem, as membranas plasmáticas, dentro de sua composição, possui canais formados por proteínas que são específicos para alguns íons, o que será visto quando abordarmos os conceitos de transporte de membrana.

Funções básicas das membranas plasmáticas:

  • É responsável por delimitar as células, separando o meio extracelular do meio intracelular.
  • É responsável por garantir proteção à estrutura da célula.
  • Relaciona-se com a troca de substâncias entre a célula e o meio externo. Ela é capaz de selecionar o que entra e o que sai da célula, deixando apenas algumas substâncias passarem por ela. Devido à capacidade de selecionar o que entra e o que sai, diz-se que a membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva.
  • É responsável por captar sinais externos.

Resumo sobre membrana plasmática

  • A membrana plasmática envolve todas as células.
  • O modelo do mosaico fluído é o atual para explicar a estrutura da membrana plasmática.
  • De acordo com o modelo do mosaico fluido, a membrana plasmática é formada por uma bicamada lipídica na qual estão inseridas proteínas. A disposição dos componentes dá um aspecto de mosaico a ela, e, como eles mudam de posição constantemente, diz-se que ela é fluída.
  • A principal função da membrana é garantir o que entra e o que sai da célula.
  • Substâncias podem entrar e sair da célula através da membrana por meio do transporte passivo ou ativo.
  • Os processos de endocitose e exocitose garantem, respectivamente, a entrada e saída de macromoléculas e outras partículas.

Homeostase: 

O conceito de homeostase se refere a um conceito de equilíbrio entre os meios intra e extracelular. Porém, o conceito de homeostase é uma luta constante por um equilíbrio que, em condições normais, jamais acontecerá, pois são muitos os eletrólitos buscando equilíbrio ao mesmo tempo, e a busca por equilíbrio de um está constantemente desequilibrando outro. Desta forma, temos três principais forças que atuam pela busca pelo equilíbrio:

  • Diferença de concentração (pode ser observado entre os íons presentes nos meios interno e externo, como o potássio K*);
  • Diferença de pressão (para gases, como ocorre no processo de hematose na troca alvéolo capilar durante o processo respiratório);
  • Diferença de polaridade (como os íons possuem cargas elétricas positivas ou negativas, podendo ser classificados então, respectivamente, como cátions e ânions, há também uma busca pela neutralidade de cargas elétricas, uma vez que cargas opostas se atraem).

Transporte de membrana

Na função de busca constante pelo equilíbrio (homeostase), a principal função da membrana plasmática é selecionar as substâncias que vão entrar e as que vão sair da célula. Devido a isso, dizemos que a membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva.

Algumas substâncias podem passar pela membrana plasmática sem que haja qualquer gasto energético (transporte passivo), enquanto outras, para que consigam atravessar a membrana, precisam ter algum gasto energético, como o caso das bombas (transporte ativo).

Ilustração de transportes de membrana

Transporte Passivo: 

Os transportes passivos são, como o próprio nome sugere, transporte através da membrana sem gasto energético. Esse transporte passivo depende da abertura de canais e tem como característica, em todos os casos, uma passagem em busca pelo equilíbrio, ou seja, sempre do maior gradiente de concentração para o menor gradiente de concentração. Eles podem ser divididos em:

  • Difusão simples: Passagem do soluto de um meio mais concentrado para o meio menos concentrado (a favor do gradiente de concentração) para íons constantemente permeáveis à membrana plasmática. Ex: transporte de potássio (K*);
  • Difusão facilitada: Passagem do soluto de um meio mais concentrado para o meio menos concentrado (a favor do gradiente de concentração) para íons que possuem seus canais na membrana fechados, e, com isso, dependem de um estímulo para abertura do mesmo e consequentemente sua passagem. A esse estímulo damos o nome de agente facilitador. Ex: transporte de potássio sódio (Na*) para a despolarização das células e transporte de glicose do sangue para a célula tendo como agente facilitador a insulina;
  • Osmose: A osmose, diferente da difusão, é a passagem do solvente do meio menos concentrado para o mais concentrado, ou seja, passagem de água. Trata-se de um processo de diluição do meio, que tem, como consequência, a alteração de volume das células. Por esse motivo a osmose é feita em último caso, pois quando se busca homeostase por osmose para um íon, a diluição gera desequilíbrio de todos os demais.
Ilustração de transporte de membrana

Transporte ativo:

Os transportes ativos são, como o próprio nome sugere, transporte através da membrana com a necessidade de gasto energético. Esse transporte ativo independe da abertura de canais e tem como característica, em todos os casos, uma passagem em busca pelo desequilíbrio celular, necessário para o desencadeamento de processos como a despolarização, ou seja, sempre do menor gradiente de concentração para o maior gradiente de concentração. 

Os principais exemplos de transportes ativos são as bombas:

  • Bomba de sódio e potássio (NaK*), utilizada para a repolarização celular pós processo de despolarização, observado nos neurônios e células musculares estriadas cardíacas para a recuperação pós geração de carga elétrica;
  • Bomba de Cálcio (Ca**), utilizada para a recaptura de cálcio para os retículos sarcoplasmáticos após processo de contração muscular.