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C A P Í T U L O

TRANSPORTE PASSIVO NA MEMBRANA Joaquim Procopio

A movimentação de substâncias Difusão simples Relação entre random-walk e difusão Difusão e entropia Energia livre e entropia Potencial químico Relação entre força difusional e fluxo difusional Difusão na membrana Eletrodifusão Potencial eletroquímico Eletrodifusão na membrana Equilíbrio na membrana A Força Eletrodifusional Força movente Equação de GHK Relação corrente versus voltagem na membrana íon-seletiva Pressão osmótica e osmose Fluxo osmótico Equação de Vant’Hoff Pressão osmótica de uma solução e pressão de um gás ideal Fluxo de água Coeficiente de reflexão Vários solutos ao mesmo tempo com sigmas diferentes Osmose e filtração Fluxo molar e fluxo de volume Potencial químico da água Acoplamento entre fluxos de água e soluto Osmolaridade e tonicidade

A MOVIMENTAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS A possibilidade de movimentar substâncias de um ponto a outro do organismo é fundamental para a sobrevivência dos seres vivos. Desta movimentação, conhecida como transporte, depende o aporte de nutrientes para as células e a eliminação de dejetos do organismo. Nos seres vivos Curi-Procopio há dois tipos fundamentais de transporte: a difusão e a|

convecção. A convecção é o transporte de substâncias em massa ou em bloco. É eficiente para grandes distâncias. A movimentação em massa do sangue na corrente sanguínea é um exemplo de convecção. Em pequenas distâncias, no entanto, a difusão é o transporte predominante.

DIFUSÃO SIMPLES A passagem de substâncias através da membrana celular e das paredes dos capilares depende essencialmente do processo de difusão, por duas razões: estas estruturas restringem muito a convecção e as distâncias são pequenas para que a difusão seja eficiente. Nos processos de sinalização local, parácrinos e autócrinos, assim como na transmissão sináptica, a difusão também é o mecanismo predominante do transporte de substratos. Um exemplo rotineiro de difusão é observado quando uma gota de tinta de escrever é suavemente depositada no seio de uma massa de água. Após certo tempo desaparece qualquer vestígio da gota original e a coloração da água fica uniforme, indicando que as partículas de tinta distribuíramse por toda a massa de água acessível. A difusão resulta da agitação térmica das moléculas e partículas. Na escala molecular não há repouso dos átomos e moléculas: como resultado da energia térmica do banho onde estão imersas, as partículas adquirem energia cinética. Somente no zero absoluto de temperatura é que cessa este movimento. Os átomos, moléculas e partículas possuem uma velocidade térmica cujo valor médio é dado por uma fórmula proposta por Einstein: v

3kT m

(3.1)

onde m é a massa da partícula, k, a constante de Boltzmann (1,38  1023 joule/K) e T, a temperatura absoluta. A Equação 3.1 vale* tanto para moléculas quanto para partículas ou objetos maiores como uma bola de golfe.

*Nota: Vale para a velocidade do centro de massa da partícula ou obFisiologia Básica jeto. Amostras de páginas não sequenciais e em baixa resolução.

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