Osmose é o processo em que moléculas de solvente se movem através de uma membrana semipermeável de uma solução diluída para uma solução mais concentrada (que se torna mais diluída). Na maioria dos casos, o solvente é água. No entanto, o solvente pode ser outro líquido ou mesmo um gás. Osmose pode ser feita para fazer o trabalho.
História
O fenômeno da osmose foi o primeiro documento em 1748 por Jean-Antoine Nollet. O termo “osmose” foi cunhado pelo médico francês René Joachim Henri Dutrochet, que o derivou dos termos “endosmose” e “exosmose”.
Como funciona a osmose
Osmose age para equalizar a concentração em ambos os lados de uma membrana. Como as partículas do soluto são incapazes de atravessar a membrana, é a água (ou outro solvente) que precisa se mover. Quanto mais próximo o sistema alcança o equilíbrio, mais estável ele se torna, portanto a osmose é termodinamicamente favorável.
Exemplo de osmose
Um bom exemplo de osmose é visto quando os glóbulos vermelhos são colocados em água doce. A membrana celular dos glóbulos vermelhos é uma membrana semipermeável. A concentração de íons e outras moléculas de soluto é maior dentro da célula do que fora dela, então a água se move para dentro da célula por meio da osmose. Isso faz com que as células inchem. Como a concentração não pode alcançar o equilíbrio, a quantidade de água que pode se mover para dentro da célula é moderada pela pressão da membrana celular atuando sobre o conteúdo da célula. Muitas vezes, a célula absorve mais água do que a membrana pode sustentar, fazendo a célula explodir.
Um termo relacionado é pressão osmótica. Pressão osmótica é a pressão externa que precisaria ser aplicada de tal forma que não haveria movimento líquido de solvente através de uma membrana.
Movimento de Substâncias
Existem alguns conceitos que precisam ser entendidos em relação ao movimento de substâncias.
O movimento de substâncias pode ocorrer através de uma membrana semipermeável (como a membrana plasmática). Uma membrana semi-permeável permite que algumas substâncias passem, mas não outras.
As substâncias, cujos movimentos estão sendo descritos, podem ser água (o solvente) ou a substância dissolvida na água (o soluto).
O movimento de substâncias pode ocorrer de concentrações mais altas para concentrações mais baixas (abaixo do gradiente de concentração) ou da direção oposta (para cima ou contra o gradiente).
As concentrações de soluto variam. Uma solução pode ser hipertônica (uma concentração mais alta de solutos), hipotônica (uma menor concentração de solutos) ou isotônica (uma concentração igual de solutos) em comparação com outra região.
O movimento de substâncias pode ser passivo ou ativo. Se o movimento é com a concentração ou gradiente, é passivo. Se o movimento é contra o gradiente, ele está ativo e requer energia.
Processo de transporte passivo
O transporte passivo descreve o movimento de substâncias em um gradiente de concentração e não requer consumo de energia.
Difusão é o movimento líquido de substâncias de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração. Este movimento ocorre como resultado do movimento aleatório e constante característico de todas as moléculas, átomos ou íons (devido à energia cinética) e é independente do movimento de outras moléculas. Como a qualquer momento algumas moléculas podem estar se movendo contra o gradiente de concentração e algumas moléculas podem estar se movendo para baixo do gradiente de concentração (lembre-se, o movimento é aleatório), a palavra “net” é usada para indicar o resultado final eventual do movimento. Se existir um gradiente de concentração, as moléculas (que estão em constante movimento) acabarão por se distribuir uniformemente (um estado de equilíbrio).
Osmose é a difusão de moléculas de água através de uma membrana semi-permeável. Quando a água se move para uma célula por osmose, a pressão hidrostática (pressão osmótica) pode se acumular dentro da célula.
A diálise é a difusão de solutos através de uma membrana semi-permeável.
A difusão facilitada é a difusão de solutos através de proteínas de canal na membrana plasmática. Observe que a água pode passar livremente através da membrana plasmática sem o auxílio de proteínas especializadas, embora proteínas especiais chamadas aquaporinas possam ajudar ou acelerar o transporte de água.
Processos de transporte ativos
O transporte ativo é o movimento de solutos contra um gradiente e requer o gasto de energia (geralmente ATP). O transporte ativo é obtido por meio de um dos dois mecanismos a seguir:
As proteínas de transporte na membrana plasmática transferem solutos como íons pequenos (Na +, K +, Cl -, H +), aminoácidos e monossacarídeos.
Vesículas ou outros corpos no citoplasma movem macromoléculas ou grandes partículas através da membrana plasmática. Tipos de transporte vesicular incluem o seguinte:
Exocitose, que descreve o processo de fusão das vesículas com a membrana plasmática e liberação de seu conteúdo para o exterior da célula. Este processo é comum quando uma célula produz substâncias para exportação.
Endocitose, que descreve a captura de uma substância fora da célula quando a membrana plasmática se funde para engoli-la. A substância entra subseqüentemente no citoplasma fechado em uma vesícula. Existem três tipos de endocitose:
A fagocitose (“comer celular”) ocorre quando o material não dissolvido entra na célula. A membrana plasmática engloba o material sólido, formando uma vesícula fagocitária.
Pinocitose (“beber celular”) ocorre quando a membrana plasmática se dobra para dentro, formando um canal que permite que substâncias dissolvidas entrem na célula. Quando o canal está fechado, o líquido é colocado dentro de uma vesícula pinocítica.
A endocitose mediada pelo receptor ocorre quando moléculas específicas no fluido ao redor da célula se ligam a receptores especializados na membrana plasmática. Como na pinocitose, a membrana plasmática se dobra para dentro e a formação de uma vesícula segue. Certos hormônios são capazes de atingir células específicas por endocitose mediada por receptores.