16/03/2017. A difusão é um movimento de moléculas que depende de sua própria energia e que tende a deslocá-las de - PDF Free Download
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Baltazar do Amaral Camilo
1 A difusão é um movimento de moléculas que depende de sua própria energia e que tende a deslocá-las de um local de MAIOR concentração para um de menor concentração (i.e. a favor do gradiente de concentração). Os mesmos princípios da difusão de solutos (i.e. moléculas dissolvidas em uma solução) se aplicam à difusão de água (i.e, o solvent). A difusão de água é um processo conhecido como OSMOSE. Sendo a osmose um fenômeno de difusão, significa que o movimento de água acontece de uma região onde a concentração de água é maior para onde a concentração de água é menor. O termo concentração costuma ser usado para definir a quantidade de soluto em uma dada quantidade de solvente, por exemplo, glicose 90 mg/100 ml (90 mg de glicose por 100 ml de solução). A concentração de água (i.e., solvente) é indicada pela OSMOLARIDADE da solução. A é a medida quantitativa da proporção entre solutos e água em uma solução. 1 litro de água pura Máxima concentração de água Osmolaridade nula O CONCEITO DE OSMOLARIDADE 1 litro de água com soluto Menor concentração de água Maior Duas soluções podem ser comparadas em termos de (i.e., em termos de concentração total de partículas de soluto): HIPEROSMÓTICA: de maior HIPOSMÓTICA: de menor ISOSMÓTICA: de igual Quanto maior a proporção de solutos para água de uma solução, maior a sua e menor a sua concentração de água. A B C A em relação a C B em relação a C B em relação a A hiperosmótica isosmótica hiposmótica 1
2 Unidade de concentração M (molar) mol/l (mol por litro) mm (milimolar) Unidade de Osm (osmolar) osm/l (osmol por litro) mosm (miliosmolar) CÁLCULO DA OSMOLARIDADE: a é dada pelo número de partículas formadas pela molécula quando está em solução. Ex: solução 1 mm de glicose 1 mosm (cada molécula de glicose existe em solução como uma única partícula ) Glicose sólida Glicose em solução Ex: solução 1 mm de NaCl 2 mosm [cada molécula de NaCl forma duas partículas quando está em uma solução, uma partícula de cloreto (Cl - ) e uma de sódio (Na + )] Em soluções contendo mais de um tipo de molécula, a total será a soma das s de cada molécula. Ex: solução de glicose 1 mm e cloreto de sódio 1 mm Glicose 1 mm = 1 mosm + Cloreto de sódio 1 mm = 2 mosm TOTAL 3 mosm Cloreto de sódio sólido Cloreto de sódio em solução Quando duas soluções estão separadas por uma BARREIRA PERMEÁVEL A ÁGUA E A SOLUTOS, e AS SOLUÇÕES SÃO DIFERENTES EM SUAS OSMOLARIDADES (isto é, em suas proporções de solutos e água), OS SOLUTOS SE DIFUNDEM a favor de seus gradientes de concentração ATÉ AS DUAS SOLUÇÕES FICAREM ISOSMÓTICAS (isto é, com a mesma proporção de solutos e água). NÃO OCORRE OSMOSE EFETIVA (deslocamento real de água) nem alteração de volume das soluções. Quando duas soluções estão separadas por uma BARREIRA IMPERMEÁVEL AO SOLUTO e AS SOLUÇÕES SÃO DIFERENTES EM SUAS OSMOLARIDADES, APENAS A OSMOSE PODE OCORRER (osmose efetiva). No estado de equilíbrio, a concentração de soluto e a das duas soluções serão iguais, mas com ALTERAÇÃO DE VOLUME das mesmas. 2
3 QUANDO UMA CÉLULA É COLOCADA EM UMA SOLUÇÃO DE OSMOLARIDADE DIFERENTE DA DO LIC, A PERMEABILIDADE DA MEMBRANA DETERMINA SE VAI HAVER OSMOSE EFETIVA (DESLOCAMENTO REAL DE ÁGUA ENTRE O LEC E O LIC) Se a membrana plasmática for permeável aos solutos da solução (por ex. ureia), estes poderão se difundir de acordo com seus gradientes de concentração até atingirem o equilíbrio NÃO HÁ OSMOSE EFETIVA ENTRE O LIC E O LEC; O VOLUME CELULAR NÃO MUDA Se a membrana plasmática não for permeável aos solutos (por ex., sódio, cloreto), estes não poderão se difundir; o equilíbrio vai depender do movimento de água HÁ OSMOSE EFETIVA ENTRE O LIC E O LEC; O VOLUME CELULAR AUMENTA OU DIMINUI O CONCEITO DE TONICIDADE A ( efetiva) é dada pela concentração de partículas (solutos) impermeantes de uma solução. Solutos impermeantes são aqueles para os quais a membrana celular é impermeável. A, e não a total, determina o movimento osmótico EFETIVO de água entre o líquido intracelular e o líquido extracelular, e portanto determina se vai ou não haver alteração do volume celular na solução. Duas soluções podem ser comparadas em termos de (i.e., em termos de concentração de solutos impermeantes): HIPERTÔNICA maior concentração de impermeantes HIPOTÔNICA menor concentração de impermeantes ISOTÔNICA igual concentração de impermeantes A osmose efetiva ocorre de uma solução hipotônica para uma solução hipertônica. A osmose efetiva tenta igualar as concentrações de solutos impermeantes das duas soluções, deixando-as isotônicas entre si. Soluções que são isotônicas entre si não causam osmose efetiva. Quando se compara a OSMOLARIDADE de duas soluções, leva-se em conta o número total de partículas de soluto de cada uma delas, independente de quais sejam os solutos. Quando se compara a TONICIDADE de duas soluções, leva-se em conta apenas as partículas de soluto para os quais a membrana é impermeável (solutos impermeantes). SENDO ASSIM, DUAS SOLUÇÕES PODEM TER RELAÇÃO DE OSMOLARIDADE DIFERENTE DE SUA RELAÇÃO DE TONICIDADE. 450 mosm hiperosmótica EM FISIOLOGIA, A OSMOLARIDADE E A TONICIDADE DE UMA SOLUÇÃO SÃO FREQUENTEMENTE COMPARADAS COM O LÍQUIDO INTRACELULAR. A OSMOLARIDADE INTRACELULAR É DE APROXIMADAMENTE mosm, DE SOLUTOS CONSIDERADOS IMPERMEANTES (PRINCIPALMENTE POTÁSSIO E PROTEÍNAS). isotônica NaCl 150 mm Ureia 150 mm = 150 mosm 3
4 600 mosm hiperosmótica 300 mosm isosmótica isotônica hipotônica NaCl 150 mm NaCl 75 mm = 150 mosm Ureia 300 mm Ureia 150 mm = 150 mosm 600 mosm hiperosmótica 300 mosm isosmótica hipertônica isotônica NaCl 300 mm = 600 mosm NaCl 150 mm O LIC não altera seu volume nem sua porque não ocorre osmose efetiva. no LEC e retém a água não muda porque a solução usada é isotônica. 4
5 Ocorre osmose efetiva do LEC (hipotônico) para o LIC (hipertônico), aumentando o volume do LIC. A cai porque a osmose dilui os solutos no LIC. no LEC e retém água cai porque a solução usada é hipotônica. Ocorre osmose efetiva do LIC (hipotônico) para o LEC (hipertônico), aumentando o volume do LEC e reduzindo do LIC. A aumenta porque a osmose concentra os solutos no LIC. no LEC e retém água aumenta porque a solução usada é hipertônica. 5
Primeira Lista de Exercícios de Biofísica II. c n
Primeira Lista de Exercícios de Biofísica II 1. Considere uma célula composta por um corpo celular ao qual está preso um longo e fino processo tubular (por exemplo, o axônio de um neurônio ou o flagelo