1.4. Fisiologia celular

Em termos de fisiologia celular, o hialoplasma é um conceito fundamental. Consiste numa rede de substâncias gelatinosas que formam o citoplasma e que são percorridas por canais, bolsas e vesículas que formam o reticulo endoplasmático. É no hialoplasma que ocorre a maior parte das reacções químicas da célula. Pode ser encontrado em dois estados: gel – de consistência gelatinosa, tem aspecto claro e encontra-se na região mais periférica (ectoplasma) – e sol – mais fluido, que forma o endoplasma.

1.4.1. Protoplasma – um coloide

O protoplasma é o conteúdo do interior das células. É um complexo coloide. Coloide é um conjunto de moléculas que não formam uma solução verdadeira. E um sistema electricamente carregado com cargas do mesmo sinal.

O espaço entre a membrana citoplasmática e o núcleo denomina-se citoplasma ou hialoplasma.

Nele encontram-se organelos e canais membranosos, que desempenham funções especificas nas células, e ainda o hialoplasma. O hialoplasma (citoplasma) é constituído por água e moléculas de proteínas que formam uma suspensão coloidal ou coloide.

As proteínas são macromoléculas pouco solúveis em água. Quando misturadas com água, formam urna suspensão ou suspensão coloidal, não se formando uma solução verdadeira.

As moléculas estão em constante movimento e deslocam-se ao acaso, colidindo umas com as outras, desordenadamente contra a força de gravidade. Este movimento ao acaso denomina-se movimento browniano.

Transporte nas células

A membrana plasmática ou celular é constituída por proteínas e fosfolípidos. Tem a função de manter a composição química da célula e de controlar a entrada e a saída selectiva de substâncias nos seres vivos. A membrana pode ser:

• semipermeável: quando permite a entrada e a saída de substâncias que apenas tem afinidade com a membrana;
• Permeável: quando deixa atravessar todas as substâncias;
• Impermeável: quando não deixa atravessar substâncias.
• As membranas celulares são, geralmente, semipermeáveis.

Difusão

Numa solução com determinada concentração do soluto, as moléculas fluem em todas as direcções. Quando há zonas de diferentes concentrações, há um fluxo de moléculas de zonas de maior concentração para as de menor concentração, até que ocorra uma distribuição equitativa.

O movimento de moléculas de uma solução muito concentrada para uma menos concentrada sem gasto de energia denomina-se difusão simples. Quando nesse transporte intervém proteínas membranares, fala-se em difusão facilitada.

A difusão facilitada ocorre quando as substâncias atravessam a membrana plasmática a favor do gradiente de concentração.

Osmose

A osmose consiste no movimento da água entre meios com concentrações diferentes de solutos, separados por uma membrana semipermeável. É um processo da maior importância na sobrevivência das células. A osmose é considerada um tipo especial de difusão em seres vivos.

Este tipo de transporte não apresenta gastos de energia por parte da célula, por isso é considerado um tipo de transporte passivo. Esse processo está relacionado com a pressão de vapor dos líquidos envolvidos, que é regulada pela quantidade de soluto no solvente. Deste modo, a osmose ajuda a controlar o gradiente de concentração de sais nas células.

Transporte activo

O transporte activo implica gasto de energia por parte da célula. Certas proteínas da membrana actuam como verdadeiras bombas de iões. O bombeamento de iões contra o gradiente de concentração consome grande quantidade de energia que é fornecida continuamente as proteínas bombeadoras por uma substância denominada adenosina trifosfato (ATP).

Figura 21: Comparação de transporte passivo com o activo.

1.4.2. Processo de libertação de energia

Obter energia para processos metab61icos é o principal problema para os seres vivos.

Os seres vivos obtêm energia realizando reacções químicas. O conjunto de todos os processos químicos de transformação de substâncias designa-se metabolismo.

O metabolismo divide-se em dois tipos:

• Anabolismo – que é um conjunto de reacções de síntese de moléculas complexas a partir de moléculas simples (é o caso da fotossíntese);
• Catabolismo – que é um conjunto de reacções de degradação de moléculas complexas em moléculas simples.

A glicose é uma molécula altamente energética; a energia está concentrada nas ligações entre átomos que constituem a sua molécula. Para libertar esta energia, é necessário que ocorram reacções de modo que estas ligações originem outras moléculas. As reacções de anabolismo e de catabolismo complementam-se entre si.

1.4.3. Enzimas

As enzimas são substâncias orgânicas de natureza proteica que têm a função de catalisar reacções no organismo dos seres vivos. Por isso, as enzimas também se designam biocatalisadores.

As enzimas são especificas no seu funcionamento, pois cada enzima catalisa um determinado tipo de reacções. No fim da reacção, regenera-se uma vez que não é consumida durante o processo.

Os reagentes das reacções enzimáticas denominam-se substratos. No substrato, existe um lugar específico, denominado centro activo, onde se ligam as enzimas, formando o complexo activado ou complexo enzima substrato. Por fim, forma-se um produto e a enzima regenera.

Figura 22: Modo de funcionamento de enzimas – modelo de chave e fechadura.

Factores que influenciam a actividade das enzimas

Temperatura

A temperatura é um factor muito importante na actividade das enzimas. Quando a temperatura é baixa, a velocidade da reacção é reduzida, aumentando com a subida da temperatura até atingir o clímax entre 40 °C – 45 °C, temperatura a partir da qual a velocidade diminui devido desnaturação das proteínas. No caso particular das bactérias, a temperatura óptima é de 70 °C.

A partir desta, a velocidade da reacção diminui.

Figura 23: Efeito da temperatura na actividade enzimática.

pH

O potencial de hidrogénio tem uma escala que varia de 0 a 14, sendo que de O a 6,9 é ácido, 7 é neutro e entre 7 e 14 é alcalino. Porém, cada enzima actua melhor no intervalo com o qual tem afinidade. A maioria das enzimas tem como pH 6ptimo um intervalo que varia entre 6 e 9.

 

Figura 24: Efeito de pH na actividade enzimática.

Concentração da enzima

A velocidade de uma reacção enzimática é directamente proporcional à concentração da enzima; aumenta a velocidade da reacção enzimática quando há mais enzima disponível.

1.4.4. Vias de libertação de energia

Os primeiros seres vivos viviam na água e tinham muita facilidade na obtenção de moléculas ricas em energia. Porque eram seres muito simples, também usavam mecanismos simples para obter energia. Actualmente, os seres autotróficos realizam a fotossíntese e deste processo resultam moléculas ricas em energia e o oxigénio usado na respiração.

O surgimento de seres autotróficos fotossintéticos levou à produção de muito oxigénio no ar atmosférico e armazenamento de glicose nos mesmos seres.

A libertação da energia contida nas moléculas orgânicas, principalmente a glicose, poderá ter ocorrido a partir de uma reacção ou de reacções em cadeia.

Quando as moléculas orgânicas são degradadas, liberta-se a energia por etapas, evitando o desperdício da mesma e permitindo que se acumule numa molécula denominada adenosina trifosfato (ATP). O ATP é uma molécula constituída pelo açúcar ribose:

uma base azotada + adenina = adenosina + 3 iões fosfatos = adenosina – trifosfato

 

Bibliografia

MANJATE, Maria Amália; ROMBE, Maria Clara. Biologia 12ª Classe – Pré-universitário. 1ª Edição. Longman Moçambique, Maputo, 2010.