osmose

o osmose é um fluxo direcionado de partículas moleculares através de uma membrana semipermeável. Em biologia, é de importância central para regular o equilíbrio da água nas células.

O que é osmose?

Osmose é um fluxo direcionado de partículas moleculares através de uma membrana semipermeável. Em biologia, é de importância central para regular o equilíbrio da água nas células.

Osmose significa "penetração" em grego. É descrito como a passagem espontânea de solventes, como a água, através de uma membrana seletivamente permeável. A membrana é permeável apenas ao solvente, mas não às substâncias dissolvidas. A difusão seletiva de apenas um componente resulta em um equilíbrio do potencial químico em ambos os lados da membrana.

A osmose é comum na natureza. Em membranas biológicas em particular, uma troca seletiva de substâncias é necessária para que os processos de transporte biológico possam ocorrer. No entanto, os processos de transporte ativos que consomem energia também garantem que a pressão osmótica que surge passivamente não tenha um efeito destrutivo na célula.

Embora nenhuma reversão seja possível com os processos de difusão normais, a osmose é um processo reversível.

Função e tarefa

Na osmose, as moléculas de uma solução ou de um solvente puro se difundem seletivamente através de uma membrana até que o potencial químico seja equilibrado em ambos os lados dessa membrana. Por exemplo, uma solução concentrada do outro lado é diluída pelo solvente até que a pressão hidrostática acumulada evite mais difusão.

As moléculas podem migrar através da membrana, independentemente do lado de onde vêm. No entanto, eles são sempre mais propensos a se difundir na direção da maior diferença de potencial.

Quando o potencial químico está equilibrado, o mesmo número de partículas migra da esquerda para a direita e da direita para a esquerda. Então, externamente, nada muda mais. No entanto, como resultado da diluição desejada da solução concentrada, por um lado, uma maior quantidade de líquido acumulou-se, o que gerou uma alta pressão (a pressão osmótica). Se a membrana não puder mais suportar a pressão, a célula pode ser destruída.

Os processos de transporte ativo através da membrana garantem que certas substâncias sejam removidas com o uso de energia. Um exemplo vívido de processo osmótico é o inchaço das cerejas maduras quando se adiciona água a elas. A água penetra pela casca externa da fruta, enquanto o açúcar não consegue escapar. O processo de diluição dentro da fruta continua até que estourou.

Dentro do corpo, a combinação de processos de transporte osmóticos e ativos, que consomem energia, garante que os processos bioquímicos ocorram suavemente em espaços separados por biomembranas. Podem existir células que se separam do ambiente externo, mas estão em constante troca de substâncias com ele.

Organelas também estão presentes dentro da célula, onde reações separadas podem ocorrer. Para evitar que a pressão osmótica aumente a tal ponto que a biomembrana se rompa, as moléculas são expelidas por meio de processos de transporte ativo.

Em células de mamíferos, quando a pressão osmótica aumenta, a proteína NFAT5 é produzida em maior extensão. Ele fornece uma série de mecanismos contrários para proteger a célula do estresse hipertônico (pressão excessiva). Nesse processo, são produzidas proteínas de transporte que, usando energia, canalizam certas substâncias para fora da célula. Entre outras coisas, substâncias urinárias, como glicose e eletrólitos em excesso, são excretadas pelos rins para regular a pressão osmótica no corpo.

Doenças e enfermidades

A osmose também desempenha um papel importante na regulação do equilíbrio eletrolítico. Os eletrólitos são sais dissolvidos e consistem em íons metálicos com carga positiva, como sódio, potássio, magnésio ou cálcio, e ânions com carga negativa, como cloreto, bicarbonato ou ânions fosfato.

Eles estão presentes em diferentes concentrações na célula (intracelular), fora das células (intersticial) ou dentro da corrente sanguínea (intravascular). As diferenças de concentração geram a voltagem elétrica nas membranas celulares e, assim, desencadeiam uma infinidade de processos no nível celular. Se as diferenças de concentração são perturbadas, todo o equilíbrio eletrolítico também se confunde.

Os rins regulam esse equilíbrio eletrolítico por meio de vários mecanismos, como mecanismos da sede, processos hormonais ou peptídeos que atuam sobre os rins. Com diarreia grave, vômito, perda de sangue ou insuficiência renal, o equilíbrio hídrico e eletrolítico pode ser perturbado. Cada eletrólito pode ocorrer em concentrações muito altas ou muito baixas.

Perturbações no equilíbrio hídrico e eletrolítico às vezes são fatais, dependendo de sua gravidade. Exemplos de tais condições incluem desidratação, hiperidratação, hiper e hipovolemia (o volume sanguíneo é aumentado ou diminuído), hipo e hipernatremia, hipo e hipercalemia ou então hipo e hipercalcemia.

Cada uma dessas condições requer tratamento intensivo. Como regra, o equilíbrio de água e eletrólitos se equilibra rapidamente novamente. No entanto, se o mecanismo de regulação entre os processos de transporte ativo e os processos osmóticos for perturbado por insuficiência renal ou outra doença, podem ocorrer desequilíbrios eletrolíticos crônicos. Como resultado, ocorrem edema, doenças cardiovasculares, edema cerebral, estados de confusão ou convulsões.

As relações entre o equilíbrio hídrico e eletrolítico e os processos biológicos do corpo são tão complexas que sintomas semelhantes são frequentemente observados em todas as formas de distúrbios eletrolíticos. A determinação do equilíbrio eletrolítico deve ser um dos exames padrão se esses sintomas forem crônicos.