Fisiologia Celular: Membrana, Transporte e Bioeletrogênese

Introdução à Fisiologia Celular

A célula capta O₂ e nutrientes para produzir energia, liberando CO₂ e metabólitos. No sangue, o Líquido Extracelular (LEC) é denominado plasma, enquanto nos tecidos é chamado de líquido intersticial. Para se obter a homeostasia, é preciso que os sistemas estejam em constante equilíbrio. O feedback negativo ocorre quando o resultado final é diferente do estado inicial, enquanto o feedback positivo reforça o estado inicial.

Membrana Celular

A membrana celular reveste todas as células e organelas.

Composição e Organização

• Composição: Proteínas e lipídios.
• Organização: Bicamada fosfolipídica (com regiões hidrofílicas e hidrofóbicas).

Funções e Propriedades

• Funções: Transporte de substâncias, sinalização celular, recepção de hormônios, neurotransmissores e fármacos.
• Propriedades: Mobilidade e fluidez.

Lipídios da Membrana

• Fosfolipídios: Envolvidos na sinalização extracelular.
• Glicolipídios: Possuem carboidratos e formam a camada de glicocálix.
• Colesterol: Regula a permeabilidade e fluidez da membrana.

Lesão Tecidual e Inflamação

A cascata da lesão tecidual envolve uma série de eventos:

1. Lesão tecidual
2. Liberação de fosfolipídios
3. Conversão em ácidos araquidônicos
4. Formação de endoperóxidos
5. Produção de prostaglandinas, prostaciclinas e tromboxano A₂.

Os anti-inflamatórios esteroidais (corticoides) atuam bloqueando a fosfolipase A₂. Já os anti-inflamatórios não esteroidais (AINEs) atuam bloqueando a ciclooxigenase.

Proteínas da Membrana

As proteínas desempenham diversas funções na membrana:

• Glicoproteínas: Formam parte da camada de glicocálix.
• Transportadores: Movem moléculas através da membrana.
• Receptores: Localizam-se na membrana para ligar hormônios, neurotransmissores e fármacos, iniciando respostas celulares.

Permeabilidade da Membrana

A membrana possui permeabilidade seletiva a diferentes tipos de moléculas:

1. Moléculas lipossolúveis: Passam facilmente por difusão simples.
2. Moléculas hidrossolúveis pequenas e sem carga: Até 200 pm, passam por difusão facilitada.
3. Moléculas hidrossolúveis pequenas e com carga: Passam por canais iônicos.
4. Moléculas hidrossolúveis grandes: Passam por proteínas transportadoras (carreadores).

Transporte Através da Membrana

Difusão Simples

Move moléculas do mais concentrado para o menos concentrado (a favor do gradiente de concentração). Permite a passagem de moléculas lipossolúveis e hidrossolúveis pequenas e sem carga.

Difusão Facilitada

Move moléculas a favor do gradiente de concentração. É utilizada por moléculas pequenas e com cargas. Utiliza proteínas transportadoras (ex: GLUTs), que captam a glicose do LEC para dentro da célula. Este processo é regulado pela insulina. Na diabetes, a diminuição da ação da insulina afeta a captação de glicose pelas células.

Transporte Ativo

Move moléculas contra o gradiente de concentração, exigindo gasto de energia.

• Bomba de Na+/K+-ATPase (Bomba de Sódio-Potássio): Bombeia 3 íons Na+ para fora e 2 íons K+ para dentro da célula.
• Bomba de Prótons: O omeprazol, um fármaco, interfere nesta bomba. As prostaglandinas estão envolvidas na produção de muco protetor no estômago.

Osmose

Transporte de H₂O pela membrana, do meio menos concentrado para o mais concentrado. Em condições extremas, pode levar à ruptura celular.

Bioeletrogênese

A bioeletrogênese envolve a variação do potencial elétrico da membrana, do estado de repouso para o estado ativado, com alteração do fluxo de íons através da membrana.

Tipos de Canais Iônicos

• Canais Vazantes: Estão sempre abertos.
• Canais Gated (Comportas): Possuem comportas que abrem somente quando as células são excitadas, podendo ser estimulados por impulsos mecânicos, elétricos ou químicos.

Células em Repouso (Potencial de Repouso)

O interior da célula é negativo em relação ao exterior, que é positivo. As células perdem K+ pelos canais vazantes, e os ânions não saem da célula. A bomba de Na+/K+-ATPase (bomba de sódio-potássio) repõe os íons, contribuindo para a manutenção do potencial de repouso.

Células Ativadas (Potencial de Ação)

Ocorre uma inversão da polaridade, com o interior tornando-se positivo e o exterior negativo. Os estímulos abrem canais de Na+, gerando uma ativação. O estímulo para a ativação celular só ocorre quando atinge o limiar e precisa ser forte. Os anestésicos bloqueiam os canais de sódio, impedindo a geração do potencial de ação.

Velocidade do Potencial de Ação

• Axônios Grossos: Conduzem impulsos mais rapidamente que os finos.
• Axônios com Bainha de Mielina: São os mais velozes (condução saltatória).

Patologias Desmielinizantes

• Esclerose Múltipla: Doença autoimune que afeta a bainha de mielina.
• Adrenoleucodistrofia: Condição que causa perda de visão e equilíbrio devido à desmielinização.