Transporte e Distribuição de Solutos

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Biofísica – Transporte e Distribuição de Solutos
O transporte e distribuição de solutos é fundamental para a manutenção do metabolismo celular em todas as suas fases e requer contínuo fluxo de energia.
O modelo de membrana mais aceito na atualidade é o modelo de mosaico fluido, onde a membrana é constituída por uma bicamada lipídica, em que estão mergulhadas proteínas globulares. Esse tipo de modelo explica as propriedades físico-químicas da membrana como:
Elevada resistência a passagem de corrente elétrica
Baixa permeabilidade a solutos polares
Assimetria topográfica da superfície das membranas
O coeficiente de permeabilidade (P) = DK/Δx
O fator mais importante que afeta a permeabilidade é o coeficiente de partição (K), que varia de 1 para as substancias apolares a 0.00001 em íons inorgânicos. 
↓Polaridade do Soluto = ↑ Solubilidade da membrana = ↑ K = ↑ P = ↑ permeabilidade
Existem 2 tipos de transporte na célula: Passivo e Ativo
Transporte Passivo: É o movimento espontâneo de partículas de soluto ou de solvente a favor de seu gradiente de potencial eletroquímico. O potencial de membrana que é em grande parte, dependente de energia metabólica algumas vezes o transporte passivo pode envolver gasto indireto de energia. Portanto, o que caracteriza o transporte passivo é o fato de ele estar ocorrendo a favor do potencial eletroquímico e não o fator de envolver ou não gasto de energia. Existem 3 tipos de transporte passivo: Difusão, Osmose e Equilíbrio de Donnan. 
Difusão: É o movimento espontâneo de partículas de determinado soluto de uma região de maior potencial eletroquímico para a outra próxima, de menor potencia, portanto a favor do gradiente eletroquímico. O potencial eletroquímico depende da natureza e da concentração do soluto, além das diferenças de potencial elétrico entre diferentes pontos do sistema. Pode ser:
- Simples: através da bicamada lipídica
- Facilitada: quando há intermédio de um transportador
-Através de canais iônicos: formados por proteínas transmembranais.
Osmose: É o movimento passivo de partículas de solvente a favor do gradiente de potencias eletroquímico, que no caso da água é chamado de potencial hídrico. O potencial hídrico da água pura é igual a zero e a medida que a quantidade de água livre diminui, assume valores cada vez mais negativos. Portanto a água sempre se move de um potencial hídrico mais alto para um mais baixo (sempre passivo).
Equilíbrio de Donnan: É um tipo especial de equilíbrio que se forma entre uma região possuidora de cargas elétricas imóveis (ou não difusíveis) e outra região próxima possuidora de íons moveis (ou difusíveis). Quando o equilíbrio é atingido γ1 = γ2 ou Δ γ = 0 em outras palavras [A]1 [B]1 = [A]2 [B]2 .
No equilíbrio o produto das concentrações dos íons moveis num dos compartimentos é igual ao produto das concentrações dos mesmos íons no outro compartimento. 
Transporte Ativo: É todo o transporte que ocorre contra o gradiente de potencial eletroquímico, sendo a energia necessária para esse transporte obtida principalmente na hidrolise do ATP que é catalisada pela enzima ATPase.
Para calcular a quantidade de energia para transporte usamos:
 Δγ = 2.3RTlogCI/CE + zFEm 
F = 96.49 R= 8.314 e zFEm é usado apenas quando há dissociação.
O transporte ativo pode ser dividido em primário e secundário. 
O transporte ativo primário tem gasto de energia direto, além de gerar um potencial de membrana, ele inclui as bombas tipo P (autofosforilação, Na e K), tipo F (transporte de H+) e transportadores ABC (moléculas pequenas)
O transporte ativo secundário tem um gasto de energia indireto e inclui os transportadores simporte e antiporte.
Características do transporte ativo:
A atividade do transporte ativo depende da quantidade externa da substancia que está sendo transportada, contudo existe um linear máximo que é o ponto de saturação do transportador, nele todos os transportadores ficam “ocupados” impossibilitando um aumento da taxa de transporte.
O transporte ativo é unidirecional
O transporte ativo mante a concentração interna do soluto relativamente constante, mesmo havendo flutuações na concentração externa.
Transportadores: São proteínas inseridas nas membranas celulares capazes de prender o soluto no meio externo e utilizando a energia metabólica efetuar o seu transporte para o interior das células, eles possuem sítios específicos chamados de sítios de absorção. Os principais transportadores são:
NA + K ATPase: Na é jogado para fora e o K para dentro em um transporte acoplado antiporte. Nos eritrócitos a ATPase que quebra o ATP para o movimento só é ativada quando 3 Na e 1K se ligam nos sítios ativos da enzima. 
Bomba extrusora de prótons: É uma H+ ATPase que promove a retirada de H+ do citosol em células vegetais 
Bombas de Sódio: Existem duas podendo ser a Bomba de sódio Renal que faz a reabsorção de Na e a Bomba de sódio intestinal que faz parte do sistema de absorção de glucose.
Equilíbrio Hidrossalino:
Composto por Barorreceptores (detectores de pressão) localizados na aorta e Osmorreceptores (detectores de osmolaridade) no fígado e no hipotálamo. Os impulsos nervosos produzidos por variações na pressão ou osmolaridade, que chegam aos centros hipotalâmicos são integrados/coordenados e desencadeiam eventos que resultam no ajusto de volumo e/ou de concentração dos líquidos corporais. Este ajuste da se, principalmente, com a perda de líquido e/ou solutos pela sudorese, diurese e etc envolvendo, portanto, outros mecanismos regulatório, como o da temperatura corporal. Dois dos mias importantes hormônios ligados ao controle do equilíbrio Hidrossalino são a vasopressina/hormônio antidiurético (ADH) e a Aldosterona. 
A Vasopressina/ADH controla a permeabilidade dos túbulos renais distais a água, o aumento do ADH causa maior absorção de água deixando a urina Hipertônica, esse hormônio é inibido com a ingestão de álcool por isso bêbado vai muito ao banheiro.
A Aldosterona é responsável pela reabsorção de sódio na urina quando os níveis no sangue caem.