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Como as células mantêm a homeostase

Última atualização em 19 de agosto de 2022

A homeostase no nível celular é fundamental para manter a homeostase em todo o organismo. As células animais têm várias maneiras de ajudá -las a permanecer em equilíbrio.

Membrana celular e bicamada fosfolipídica

A membrana celular funciona como um limite que separa o ambiente celular interno do ambiente externo. É seletivamente permeável, o que significa que permite que alguns materiais passem, mas regula a passagem de outros materiais.

A bicamada fosfolipídica é uma estrutura de duas camadas que compõe a membrana celular que circunda a célula. Compreende moléculas de fosfato e moléculas lipídicas com as extremidades hidrofóbicas das moléculas lipídicas voltadas para dentro e as extremidades fosfato hidrofílico voltadas para fora. Tem cerca de 7,5 nm de espessura. Além das moléculas fosfolipídicas, a membrana também contém carboidratos, glicoproteínas, canais de proteína, colesterol e filamentos que compõem um citoesqueleto e dão apoio.

Os dois mecanismos pelos quais as moléculas são transportadas através da membrana celular são transporte ativo e transporte passivo. O transporte ativo requer o gasto de energia, enquanto os resultados passivos do movimento aleatório das moléculas. Osmose e difusão são dois tipos de transporte passivo. Na osmose, a água se move de áreas de maior concentração para uma concentração menor até que o equilíbrio seja atingido. É o processo mais importante pelo qual a água entra e sai da célula. Pequenas moléculas passam através da membrana celular por difusão, também usando um gradiente de concentração.

A imagem acima mostra detalhes da bicamada fosfolipídica da membrana celular.

Mecanismos de transporte de íons

Existem vários mecanismos de transporte de íons dentro da membrana celular que funcionam para manter os níveis adequados de solutos dentro e fora da célula. Um dos mais importantes é a bomba de ATPase de sódio-potássio. Este sistema usa a energia armazenada no ATP para bombear potássio para a célula e o sódio para fora da célula. Outra bomba crítica é a bomba de ATPase de cálcio que move o cálcio da célula ou a bombeia para o retículo endoplasmático. Essa transferência de íons para frente e para trás na membrana cria um potencial de membrana que impulsiona as correntes iônicas. Além disso, a água entra e sai da célula com base nas diferenças nas concentrações de íons. Dessa forma, o transporte de íons ajuda a regular o volume da célula e o potencial da membrana.

A imagem acima mostra os componentes de uma bomba de sódio-potássio na bicamada fosfolipídica da membrana celular.

Comunicação celular

Existem três tipos básicos de comunicação intercelular usada para manter a homeostase. O primeiro é quando ocorre o contato direto entre as membranas de duas células e elas sinalizam entre si. A segunda é quando as células usam sinais químicos de curto alcance em distâncias curtas. O terceiro tem sinais de longo alcance que são secretados na corrente sanguínea e podem ser transportados em qualquer lugar do corpo.

Junções de lacunas são estruturas que permitem que as células se comuniquem em um processo chamado reconhecimento de célula a célula. O desenvolvimento embrionário e a resposta imune são dois exemplos de onde essa comunicação é usada. A sinalização da parácrina refere -se à sinalização química que altera o comportamento das células próximas. Um exemplo disso é o neurotransmissor acetilcolina que transporta uma mensagem química de uma célula nervosa para outra.

Os hormônios são como as células se comunicam por distâncias mais longas, conhecidas como sinalização endócrina. Um exemplo é a secreção de insulina pelo pâncreas na corrente sanguínea que viaja por todo o corpo para sinalizar as células para tomar glicose. Uma célula também pode usar sinalização química em si mesma em um processo chamado sinalização autócrina. Esse tipo de comunicação celular é observado com a interleucina-1 da citocina em monócitos no sistema imunológico. Um estímulo externo produz interleucina-1 que pode se ligar aos receptores da mesma célula que a produziu.

A imagem acima mostra vários tipos de sinalização química que ocorre entre as células.

Referências

  • Wong, E.V. (2009). Células: moléculas e mecanismos. Recuperado em http://www.axopub.com/wp01/2012/02/26/download-cells-molecules-and-mechanisms/
  • Keener J. & Sneyd J. (2009) Homeostase celular. Em fisiologia matemática. Matemática Aplicada Interdisciplinar. 49-119. https://doi.org/10.1007/978-0-387-75847-3_2

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