As células são as menores unidades vivas de um organismo e são basicamente formadas por membrana celular (ou membrana plasmática ou membrana citoplasmática ou plasmalema), citoplasma e material genético. Cada uma dessas estruturas tem a sua função: o citoplasma é composto por inúmeras substâncias e organelas que mantêm a vida celular; o material genético é fundamental para a passagem de características hereditárias; a membrana celular é uma película muito fina que delimita o espaço interno e é constituída por moléculas de lipídios e proteínas organizadas em duas camadas lipoproteicas. Essa dupla camada lipídica permite o isolamento parcial dos conteúdos interno e externo da célula, tornando-a uma estrutura semipermeável, permitindo a passagem de água, oxigênio, gás carbônico e íons.
As características físico-químicas da membrana citoplasmática permitem a passagem de certas substâncias e não permitem a passagem de outras. Esta característica é denominada de permeabilidade seletiva.
Transporte ativo e transporte passivo
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A diferença de concentração das substâncias e íons dentro e fora das células é mantida via transporte passivo ou transporte ativo.
O transporte passivo caracteriza-se por ser realizado sem gasto de energia, como no caso da difusão e da osmose.
O transporte ativo caracteriza-se por ser realizado com gasto de energia: é o movimento de substâncias e íons contra o gradiente de concentração, ocorre sempre de um meio onde estão menos concentradas (meio hipotônico) para o meio onde estão mais concentradas (meio hipertônico). Este processo é possível graças à presença de algumas proteínas na membrana plasmática que são capazes de combinar-se com a substância (ou íon) e transportá-lo para o meio onde está mais concentrado. A proteína sofre uma mudança em sua forma para receber a substância ou íon e a energia necessária a esta mudança é proveniente da quebra da molécula de ATP (adenosina trifosfato) em ADP (adenosina difosfato) e fosfato. Um exemplo de transporte ativo é a bomba de sódio e potássio.
Bomba de sódio e potássio
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A concentração de sódio é maior fora da célula (meio extracelular) enquanto a de potássio é maior dentro da célula (meio intracelular) e a manutenção dessas concentrações é realizada pelas proteínas que capturam os íons sódio (Na+) no citoplasma e bombeia-os para fora das células. Fora da célula, as proteínas capturam os íons potássio (K+) e os bombeiam para dentro da célula.
A bomba de sódio e potássio é a responsável pelo transporte ativo e contínuo de íons sódio e potássio e está diretamente ligada aos processos de contração muscular e condução dos impulsos nervosos, além de facilitar a penetração de aminoácidos e açúcares. A manutenção da concentração de potássio no meio intracelular é importante para a síntese de proteína e respiração e o bombeamento de sódio para fora da célula permite a manutenção do equilíbrio osmótico. Além disso, através deste transporte, ocorre a estabilidade do volume celular e a concentração de água no meio intracelular.
