Introdução

Biologia Celular

Introdução à Fisiologia Humana

Conceitos Básicos • Homeostase - Estado de equilíbrio de funções no corpo humano proporcionando o funcionamento adequado dos diversos sistemas orgânicos. • Metabolismo - Conjunto de reações químicas que permitem ao corpo atingir a homeostase. • Estresse - Qualquer tipo de alteração metabólica que perturbe a homeostase.

Organelas celulares • Todas as organelas celulares trabalham de forma a manter a vida da célula. Todas precisam estar em harmonia de funções (homeostase) para que possamos manter vivo o sistema ao qual tais células pertencem. Em caso de disfunção celular, temos uma patologia.

Organelas Celulares • Núcleo - É o centro de controle da célula e sua maior organela. • Retículo endoplasmático (Liso e Rugoso) Responsável pela síntese de proteínas (rugoso), fosfolipídeos, ácidos graxos e esteróides) • Ribossomos - Síntese de proteínas • Complexo de Golgi - Recebe e processa as proteínas que serão exportadas da célula.

Retículo Endoplasmático

• Lisossomos - Degradação de proteínas por fagocitose. Pode também fazer a autólise seguida da autofagia. • Mitocôndrias - Função oxidativa da célula, sendo responsável pelo processo de produção de ATP desta forma.

Mitocôndrias

Transporte Transmembrana O conteúdo de uma célula é separado de seu meio extracelular por uma fina camada de lipídeos e proteínas chamada membrana celular. Tal membrana tem a função básica de prover barreiras ao movimento de moléculas e íons entre as várias organelas dentro da célula e entre a célula e o líquido extracelular, provendo ainda vários componentes celulares com um “local” para sua fixação. Lembre-se sempre de que quando usamos o termo membrana nos referimos às membranas de todas as organelas existentes na célula (mitocôndria, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, lisossomos, núcleo) e o termo membrana plasmática refere-se especificamente a membrana da superfície da célula.

Difusão A difusão refere-se basicamente ao movimento aleatório e causado pelo movimento cinético natural da matéria. O processo de difusão ocorre em função da concentração de substâncias no meio de coexistência. Há cinco fatores que influenciam na velocidade de difusão, são eles:

1. Quanto maior a diferença de concentração, maior será a velocidade de difusão; 2. Quanto menor a raiz quadrada do peso molecular, maior será a velocidade de difusão; 3. Quanto menor a distância, maior a velocidade de difusão; 4. Quanto maior for a área de secção reta da câmara na qual a difusão está se processando, maior será a velocidade de difusão; 5. Quanto maior for a temperatura, maior será a velocidade de difusão.

• A membrana é basicamente um folheto de material lipídico. Há dois métodos básicos pelos quais as substâncias podem difundir-se através da membrana: • 1. Solubilizando-se na matriz lipídica e difundindo-se através dela do mesmo modo que a difusão ocorre na água, ou; • 2. Difundindo-se através de poros diminutos que atravessam diretamente a membrana a grandes intervalos de sua superfície. Esses poros são espaços intracelulares na própria estrutura das moléculas protéicas, que atravessam a membrana.

Zona de Difusão Facilitada • São regiões que possuem alta concentração de moléculas da mesma espécie química. Nestes locais, a passagem de moléculas de composição semelhante, por esse motivo, é facilitada. De acordo com a cinética de Michaelis-Menten, a partir de certa concentração, o sítio de transporte está saturado, e o fluxo não mais aumenta. Acredita-se que as ZDF sejam importantes trajetos para participantes de processos imunológicos das células, permeando antígenos e anticorpos. Hormônios esteróides também transitam através de ZDF.

ZDF

Transporte Ativo • Quando uma membrana celular move moléculas contra um gradiente de concentração (ou contra um gradiente de pressão ou elétrico) o processo é denominado transporte ativo.

Assim como o transporte mediado, o transporte ativo usa moléculas protéicas carreadoras na membrana com locais de ligação específicos para determinadas substâncias, com capacidade de modificar sua conformação física durante o processo para melhor execução de sua função.

• Entre as diversas substâncias que são transportadas ativamente através das membranas celulares estão os íons de Sódio, Potássio, Cálcio, Ferro, Hidrogênio, Cloreto, Iodeto, Urato, além de açucares e aminoácidos.

Fontes e produção de energia • Há uma demanda de energia por quatro motivos principais: • 1. Síntese de novos materiais celulares em organismos maduros, isto é, formação de novas células em substituição às velhas; • 2. Transporte de materiais contra um gradiente de concentração; • 3. Trabalho mecânico (por exemplo, uma contração muscular); • 4. Produção de calor para manter uma temperatura corporal de cerca de 37°C.

• As reações químicas envolvidas na transferência de energia podem ser divididas em dois tipos: • 1. Reações que liberam energia ou REAÇÕES EXOERGÔNICAS, e; • 2. Reações que não podem ocorrer a menos que alguma forma de energia seja adicionada ao sistema, ou REAÇÕES ENDOERGÔNICAS. • Como regra, a quebra de ligações são exoergônicas, enquanto que a formação de ligações é um processo endoergônico.

• Uma equação clássica para processos metabólicos é a seguinte: • C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + Energia

Glicólise Anaeróbica

Glicose ATP ⇒ ↑↓ ⇒ ADP Glicose-6-Fosfato ↑↓ Fructose-6-Fosfato ATP ⇒ ↑↓ ⇒ ADP Fructose-1,6-Fosfato ↑↓ Dihidroxiacetona Fosfato ↑↓ 2(Gliceraldeido 3-Fosfato)
4H ↑↓ 2(1,3 Acido Difosfoglicerico) 2ADP ⇒ ↑↓ ⇒ 2ATP 2(3 Acido Fosfoglicerico) ↑↓ 2(2 Acido Fosfoglicerico) ↑↓ 2(Acido Fosfoenolpiruvico) 2ADP ⇒ ↑↓ ⇒ 2ATP 2(Acido Piruvico) Glicose + 2ADP + 2PO4--- = 2 Acido Pirúvico - 2ATP + 4H

Molécula de ATP

Uso da energia do ATP • Síntese de material protéico • Contração muscular • Transporte ativo