Anatomia e Fisiologia

para compreender como as substâncias se movem passivamente através de uma membrana celular, é necessário compreender gradientes de concentração e difusão. Gradiente de concentração é a diferença na concentração de uma substância através de um espaço. Moléculas (ou íons) se espalham/se difunde de onde estão mais concentradas para onde estão menos concentradas até que estejam igualmente distribuídas nesse espaço. (Quando as moléculas se movem desta forma, dizem que elas se movem para baixo de seu gradiente de concentração. Três tipos comuns de transporte passivo incluem difusão simples, osmose e difusão facilitada.Difusão simples é o movimento de partículas de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração. Alguns exemplos comuns ajudarão a ilustrar este conceito. Imagina estar dentro de uma casa de banho fechada. Se um frasco de perfume fosse pulverizado, as moléculas de perfume naturalmente se difundiriam do local onde deixaram o frasco para todos os cantos do banheiro, e esta difusão iria continuar até que não restasse mais gradiente de concentração. Outro exemplo é uma colher cheia de açúcar colocada em uma xícara de chá. Eventualmente, o açúcar se difunde ao longo do chá até que nenhum gradiente de concentração permanece. Em ambos os casos, se a sala é mais quente ou o chá mais quente, a difusão ocorre ainda mais rápido como as moléculas estão colidindo entre si e se espalhando mais rápido do que a temperaturas mais frias. Tendo uma temperatura interna do corpo em torno de 98,6 ° F, Assim também auxilia na difusão de partículas dentro do corpo.

sempre que uma substância existe em maior concentração num dos lados de uma membrana semipermeável, como a membrana plasmática, qualquer substância que possa descer o seu gradiente de concentração através da membrana fá-lo-á. Considere substâncias que podem facilmente se difundir através da camada lipídica da membrana celular, tais como os gases oxigênio (O2) e CO2. O2 geralmente se difunde em células porque é mais concentrado fora delas, e o CO2 tipicamente se difunde para fora das células porque é mais concentrado dentro delas. Nenhum destes exemplos requer qualquer energia por parte da célula, e, portanto, eles usam o transporte passivo para se mover através da membrana. Antes de seguir em frente, você precisa rever os gases que podem se difundir através de uma membrana celular. Como as células rapidamente consomem oxigênio durante o metabolismo, há tipicamente uma menor concentração de O2 dentro da célula do que fora. Como resultado, o oxigênio se difunde do fluido intersticial diretamente através da camada lipídica da membrana e para o citoplasma dentro da célula. Por outro lado, como as células produzem CO2 como um subproduto do metabolismo, as concentrações de CO2 aumentam dentro do citoplasma; portanto, o CO2 se moverá da célula através da camada lipídica e para o fluido intersticial, onde sua concentração é menor. Este mecanismo de moléculas que se espalham de onde estão mais concentradas para onde estão menos concentradas é uma forma de transporte passivo chamada difusão simples (figura 3.15).

figura 3.15. Difusão simples através da membrana celular (Plasma) a estrutura da camada lipídica permite que apenas pequenas substâncias não polares, como oxigênio e dióxido de carbono, passem através da membrana celular, através de seu gradiente de concentração, por difusão simples. A osmose é a difusão da água através de uma membrana semipermeável (figura 3.16). A água pode mover-se livremente através da membrana celular de todas as células, seja através de canais proteicos ou escorregando entre as caudas lipídicas da própria membrana. No entanto, é a concentração de solutos dentro da água que determina se a água vai ou não se mover para a célula, para fora da célula, ou ambos.

figura 3.16. Osmose osmose é a difusão da água através de uma membrana semipermeável abaixo do seu gradiente de concentração. Se uma membrana é permeável à água, embora não a um soluto, a água vai igualar a sua própria concentração difusendo para o lado da menor concentração de água (e, portanto, o lado da maior concentração de soluto). No copo à esquerda, a solução do lado direito da membrana é hipertónica.

solutos dentro de uma solução criam pressão osmótica, uma pressão que puxa a água. A osmose ocorre quando há um desequilíbrio de solutos fora de uma célula versus dentro da célula. Quanto mais soluta uma solução contém, maior será a pressão osmótica que a solução terá. Uma solução que tem uma maior concentração de solutos do que outra solução é dita ser hipertônica. As moléculas de água tendem a se difundir em uma solução hipertônica porque a pressão osmótica mais elevada puxa água (figura 3.17). Se uma célula é colocada numa solução hipertónica, as células murcham ou drenam à medida que a água sai da célula através de osmose. Em contraste, uma solução que tem uma menor concentração de solutos do que outra solução é dita ser hipotônica. As células numa solução hipotónica irão absorver demasiada água e inchar, com o risco de eventualmente rebentar, um processo chamado lise. Um aspecto crítico da homeostase nos seres vivos é criar um ambiente interno no qual todas as células do corpo estão em uma solução isotônica, um ambiente no qual duas soluções têm a mesma concentração de solutos (igual a pressão osmótica). Quando as células e seus ambientes extracelulares são isotônicos, a concentração de moléculas de água é a mesma fora e dentro das células, então a água flui para dentro e para fora e as células mantêm sua forma normal (e função). Vários sistemas de órgãos, particularmente os rins, trabalham para manter esta homeostase.

figura 3.17. Concentração de Soluções uma solução hipertónica tem uma concentração de soluto superior a outra solução. Uma solução isotónica tem uma concentração de soluto igual a outra solução. Uma solução hipotónica tem uma concentração de soluto inferior a outra solução.