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Qual é o limite inferior de temperatura para a função dos canais iônicos?

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Qual é a temperatura do bloco frio dos canais iônicos? (não de nervos ou axônios)


O limite inferior de temperatura dos canais iônicos provavelmente depende de vários fatores, incluindo o tipo de canal e as condições de registro (tipo de tecido, meio, etc.). Relatórios sobre a supressão de picos de tensão (ou seja, a inibição do disparo do potencial de ação) variam de 1 a -20oC em axônios de lula, dependente da espécie (Leuchtag, 2008). Não consegui encontrar informações sobre canais específicos.

Referência
- Leuchtag, Voltage-Sensitive Ion Channels: Biophysics of Molecular Excitability (2008)


Qual é o limite inferior de temperatura para a função dos canais iônicos? - Biologia

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  1. Pegue uma bandeja de minhocas, adicione água e deixe congelar durante a noite.
  2. Quando estiver pronto, prepare seu verme para um experimento como fez anteriormente, anestesiando-o em solução de etanol a 10% ou água gaseificada.
  3. Coloque a minhoca nas três ilhas de madeira, com o vermelho (canal 1) na ilha da esquerda e o branco (canal 2) e o eletrodo de aterramento na ilha da direita, conforme indicado abaixo:


Conclusões

Os recentes desenvolvimentos na compreensão da sensação térmica por TRPs e regulação transcricional do metabolismo sugerem que existe um sistema regulador universal que integra a temperatura corporal e o metabolismo entre os vertebrados. A termogênese adaptativa endotérmica pode resultar das mesmas vias regulatórias da aclimatação metabólica ectotérmica, e ambas podem ser consideradas como respostas metabólicas adaptativas à variação da temperatura (Fig. 4). A semelhança funcional é que em ambos os grupos o metabolismo é ajustado para compensar os efeitos termodinâmicos potencialmente negativos resultantes da variação da temperatura ambiente. Em mamíferos, o resultado é que a temperatura corporal permanece estável devido ao aumento da produção de calor resultante de maiores taxas metabólicas do tecido e desacoplamento do transporte de elétrons mitocondrial da fosforilação oxidativa. Em ectotérmicos, o resultado é que os efeitos termodinâmicos nas taxas de reação celular são neutralizados por ajustes de quantidade de mitocôndrias e proteínas.

A maior parte do conhecimento sobre termorregulação e metabolismo deriva de poucas espécies modelo de mamíferos. No entanto, as vias do metabolismo energético e do sistema nervoso são altamente conservadas entre os vertebrados (Ghysen, 2003 Smith e Morowitz, 2004). É improvável, portanto, que diferentes grupos de vertebrados tenham desenvolvido sistemas regulatórios fundamentalmente diferentes. A implicação é que a aclimatação metabólica e a termogênese são o resultado do mesmo processo evolutivo, exceto que os endotérmicos também desenvolveram altas taxas metabólicas de repouso, maiores capacidades metabólicas e desacoplamento regulado do transporte mitocondrial de elétrons da fosforilação oxidativa (Lowell e Spiegelman, 2000). Por mais dramáticas que possam parecer essas diferenças, são diferenças evolutivas quantitativas e não qualitativas. Portanto, a endotermia não requer a evolução de de novo estruturas ou vias e todos os componentes necessários para a endotermia também estão presentes nos ectotérmicos. O desafio agora está em determinar como os vertebrados diferem em sua capacidade de responder à variabilidade térmica.


Perigos do excesso de serotonina

Sempre pergunte ao seu médico antes de tomar qualquer medicamento ou suplemento para aumentar a baixa serotonina. Certos medicamentos e suplementos podem aumentar muito os níveis de serotonina, o que pode levar à síndrome da serotonina.

Os sintomas da síndrome da serotonina variam de desagradáveis ​​a fatais e podem incluir oscilações repentinas da pressão arterial, convulsões e perda de consciência.

Casos graves de síndrome da serotonina podem ser fatais se não tratados. Se você ou um ente querido está apresentando sintomas de síndrome da serotonina, ligue 911 ou vá ao pronto-socorro mais próximo.


Canais de íons e a difusão de íons

Figura 2. Um canal iônico. Na foto, há uma seção transversal de um canal de íon potássio típico que abrange a bicamada lipídica. A maioria dos canais iônicos é composta de várias subunidades. Neste exemplo, o canal de potássio é composto por quatro subunidades idênticas (apenas duas são mostradas). Os íons de potássio (mostrados como pontos verdes) podem fluir através deste canal em qualquer direção. Os canais de íons são muito seletivos para os íons que passam por eles. Os aminoácidos na região do canal, denominada filtro seletivo, interagem com os íons e, no caso de um canal de íons de potássio, só permitem que os íons de potássio atravessem a membrana.

Como foi descrito acima, as bicamadas lipídicas não são permeáveis ​​aos íons carregados; no entanto, o movimento dos íons para dentro e para fora de uma célula é crítico para sua atividade normal. Os íons não passam através da membrana plasmática por difusão simples, em vez disso, seu transporte é mediado por canais revestidos de proteínas denominados canais iônicos. O transporte de íons através desses canais é um exemplo de transporte passivo porque a energia não é necessária e o movimento dos íons é impulsionado por seu gradiente de concentração. O transporte passivo também é chamado difusão facilitada, porque as proteínas tornam possível o movimento do soluto através da membrana e o movimento dos solutos diminui no gradiente eletroquímico.

Um canal de íons fornece uma passagem através da qual os íons podem atravessar a membrana. No entanto, um canal iônico não é simplesmente um "quotolo" na membrana. Um canal de íons é extremamente seletivo para o íon permitido (ou seja, canais distintos para cada íon). Um canal é composto de várias subunidades de proteínas integrais de membrana que formam um poro através da bicamada lipídica (ver Figura 2). Em sua forma mais simples, o canal iônico está sempre aberto e o fluxo de íons é bidirecional. A especificidade para um íon particular vem das interações entre o íon e aminoácidos específicos que formam um anel dentro do poro, que atuam como um filtro seletivo (por exemplo, o canal de potássio só acomodará íons de potássio). Os íons passam pelo poro em fila única e muito rapidamente (vários milhares de íons por milissegundo). Muitos canais iônicos são controlados, regulados para estarem na conformação aberta ou fechada. Canais iônicos controlados serão descritos em maiores detalhes no tutorial intitulado Potencial de membrana, Transporte de íons e Impulso do nervo, que enfoca o transporte de íons e a função das células nervosas.

O movimento através de um canal iônico é bidirecional e determinado, em parte, pelo gradiente de concentração. Os íons viajarão do lado da membrana com a concentração mais alta para o lado com a concentração mais baixa. No entanto, uma vez que os íons são carregados, a diferença de carga geral através da membrana também deve ser considerada. É termodinamicamente favorável para um íon se mover através da membrana em direção a uma solução de carga oposta. Portanto, ao determinar o deltaG de movimento de íons através de uma membrana, o gradiente de concentração de íons e o diferencial de carga através da membrana devem ser considerados. A diferença de carga em uma membrana é chamada de potencial elétrico da membrana, e é medido em volts. O gradiente de concentração combinado com as diferenças de potencial elétrico através de uma membrana é referido como o gradiente eletroquímico. o deltaG do movimento desse íon através de uma membrana pode estar relacionado ao gradiente eletroquímico desse íon. Na seguinte equação, o deltaG para o cálcio que se move para dentro da célula está relacionado ao gradiente eletroquímico de cálcio:

R é a constante do gás (1,987 cal / mol-K), T é a temperatura em graus K, [Ca 2+]no/ [Ca 2+]Fora é a razão entre a concentração de íons de cálcio dentro da célula e a concentração de íons de cálcio fora da célula, z é a carga do íon (+2 para cálcio), F é a constante de Farady (23.062 cal / mol-V) e Vm é o potencial elétrico da membrana plasmática, que é uma propriedade única de cada membrana. O potencial elétrico da membrana plasmática, também chamado de potencial de membrana, para uma célula animal típica está entre -60 e -90 milivolts (mV). Isso indica um acúmulo de carga negativa dentro da célula, em comparação com o exterior da célula.

Semelhante à difusão simples, o transporte do canal iônico é um processo termodinamicamente espontâneo que fornece energia livre disponível para a célula (ou seja, um negativo deltaG). A taxa de transporte do canal iônico em concentrações fisiológicas de íons normalmente encontradas na célula é proporcional ao gradiente eletroquímico. Para solutos sem carga, o gradiente eletroquímico é idêntico ao gradiente químico, pois a carga (z) é zero.


O que são proprioceptores?

Os proprioceptores são um tipo de neurônios mecano-sensoriais. Eles geralmente estão presentes nos músculos, tendões e articulações. Existem diferentes tipos de proprioceptores que são ativados em diferentes instâncias. Pode ser velocidade e movimento do membro, carga do membro e limites do membro. Isso é chamado de propriocepção ou o sexto sentido.

A propriocepção é mediada principalmente pelo sistema nervoso central e por estímulos como a visão e o sistema vestibular. Os proprioceptores são distribuídos por todo o corpo. Os três tipos básicos de proprioceptores são fusos musculares, órgãos tendinosos de Golgi e tendões de Golgi.

Figura 02: Propriocepção

A ativação dos proprioceptores ocorre na periferia. São terminações nervosas específicas que facilitam a ação sobre os proprioceptores. Eles são receptores específicos para pressão, luz, temperatura, som e outros sentidos. Esses receptores também são mediados por canais controlados por íons. Os proprioceptores também se desenvolvem durante o desenvolvimento embrionário.


Receptores Vanilloid

O CBD interage diretamente com vários canais iônicos para conferir um efeito terapêutico. O CBD, por exemplo, se liga aos receptores TRPV1, que também funcionam como canais iônicos. O TRPV1 é conhecido por mediar a percepção da dor, inflamação e temperatura corporal.

TRPV é a abreviatura técnica para "subfamília V de canal catiônico potencial de receptor transiente". O TRPV1 é uma das várias dezenas de variantes ou subfamílias do receptor TRP (pronuncia-se “trip”) que medeiam os efeitos de uma ampla gama de ervas medicinais.

Os cientistas também se referem ao TRPV1 como um “receptor vaniloide”, em homenagem à saborosa fava de baunilha. A baunilha contém eugenol, um óleo essencial com propriedades anti-sépticas e analgésicas que também ajuda a desobstruir os vasos sanguíneos. Historicamente, a fava de baunilha tem sido usada como uma cura popular para dores de cabeça.

O CBD se liga ao TRPV1, o que pode influenciar a percepção da dor.

A capsaicina - o composto pungente da pimenta malagueta - ativa o receptor TRPV1. A anandamida, o canabinóide endógeno, também é um agonista do TRPV1.


Efeito da pressão sobre a solubilidade de gases: Lei de Henry & rsquos

A pressão externa tem muito pouco efeito na solubilidade de líquidos e sólidos. Em contraste, a solubilidade dos gases aumenta à medida que a pressão parcial do gás acima de uma solução aumenta. Este ponto é ilustrado na Figura ( PageIndex <4> ), que mostra o efeito do aumento da pressão no equilíbrio dinâmico que se estabelece entre as moléculas de gás dissolvidas em solução e as moléculas na fase gasosa acima da solução. Como a concentração de moléculas na fase gasosa aumenta com o aumento da pressão, a concentração de moléculas de gás dissolvidas na solução em equilíbrio também é maior em pressões mais altas.

Figura ( PageIndex <4> ): Um modelo que descreve por que a solubilidade de um gás aumenta à medida que a pressão parcial aumenta em temperatura constante. (a) Quando um gás entra em contato com um líquido puro, algumas das moléculas do gás (esferas roxas) colidem com a superfície do líquido e se dissolvem. Quando a concentração das moléculas de gás dissolvidas aumentou de forma que a taxa na qual as moléculas de gás escapam para a fase gasosa é a mesma que a taxa na qual elas se dissolvem, um equilíbrio dinâmico foi estabelecido, como mostrado aqui. Esse equilíbrio é inteiramente análogo ao que mantém a pressão de vapor de um líquido. (b) Aumentar a pressão do gás aumenta o número de moléculas de gás por unidade de volume, o que aumenta a taxa na qual as moléculas de gás colidem com a superfície do líquido e se dissolvem. (c) À medida que moléculas de gás adicionais se dissolvem na pressão mais alta, a concentração de gás dissolvido aumenta até que um novo equilíbrio dinâmico seja estabelecido. (CC BY-SA-NC anônimo)

A relação entre a pressão e a solubilidade de um gás é descrita quantitativamente pela lei de Henry & rsquos, que recebeu o nome de seu descobridor, o médico e químico inglês William Henry (1775 e 1836):

  • (C ) é a concentração de gás dissolvido em equilíbrio,
  • (P ) é a pressão parcial do gás, e
  • (k ) é a constante da lei de Henry & rsquos, que deve ser determinada experimentalmente para cada combinação de gás, solvente e temperatura.

Embora a concentração de gás possa ser expressa em quaisquer unidades convenientes, usaremos a molaridade exclusivamente. As unidades da constante da lei de Henry & rsquos são, portanto, mol / (L & middotatm) = M / atm. Os valores das constantes da lei de Henry & rsquos para soluções de vários gases em água a 20 & degC estão listados na Tabela ( PageIndex <1> ).

Como os dados da Tabela ( PageIndex <1> ) demonstram, a concentração de um gás dissolvido na água a uma determinada pressão depende fortemente de suas propriedades físicas. Para uma série de substâncias relacionadas, as forças de dispersão de London aumentam à medida que a massa molecular aumenta. Assim, entre os elementos do Grupo 18, as constantes da lei de Henry & rsquos aumentam suavemente a partir de ( ce) para ( ce) para ( ce).

Tabela ( PageIndex <1> ): Constantes da lei de Henry & rsquos para gases selecionados na água a 20 & degC
Gás Henry & rsquos Law Constant [mol / (L & middotatm)] & vezes 10 & menos4
( ce) 3.9
( ce) 4.7
( ce) 15
( ce) 8.1
( ce) 7.1
( ce) 14
( ce) 392

O oxigênio é especialmente solúvel

O nitrogênio e o oxigênio são os dois gases mais proeminentes na atmosfera terrestre e compartilham muitas propriedades físicas semelhantes. No entanto, como mostra a Tabela ( PageIndex <1> ), ( ce) é duas vezes mais solúvel em água do que ( ce). Muitos fatores contribuem para a solubilidade, incluindo a natureza das forças intermoleculares em jogo. Para uma discussão de detalhes, consulte & quotO O2/ N2 Ratio Gas Solubility Mystery & quot por Rubin Battino e Paul G. Seybold (J. Chem. Eng. Data 2011, 56, 5036 e ndash5044),

Gases que reagem quimicamente com a água, como ( ce) e os outros haletos de hidrogênio, ( ce), e ( ce), Faz não obedecer à lei de Henry & rsquos todos esses gases são muito mais solúveis do que o previsto pela lei de Henry & rsquos. Por exemplo, ( ce) reage com água para dar ( ce(aq)> ) e ( ce(aq)> ), não dissolvido ( ce) moléculas, e sua dissociação em íons resulta em uma solubilidade muito maior do que o esperado para uma molécula neutra. Gases que reagir com água não obedeça a lei de Henry & rsquos. A lei de Henry & rsquos tem aplicações importantes. Por exemplo, bolhas de ( ce) forma assim que uma bebida gaseificada é aberta porque a bebida foi engarrafada sob ( ce) a uma pressão superior a 1 atm. Quando a garrafa é aberta, a pressão de ( ce) acima, a solução cai rapidamente e parte do gás dissolvido escapa da solução como bolhas. A lei de Henry & rsquos também explica por que os mergulhadores devem ter o cuidado de subir à superfície lentamente após um mergulho se estiverem respirando ar comprimido. Nas pressões mais altas sob a água, mais N2 do ar se dissolve nos fluidos internos do mergulhador. Se o mergulhador subir muito rápido, a rápida mudança de pressão causa pequenas bolhas de ( ce) para se formar em todo o corpo, uma condição conhecida como & ldquothe bends & rdquo. Essas bolhas podem bloquear o fluxo de sangue através dos pequenos vasos sanguíneos, causando grande dor e até mesmo sendo fatal em alguns casos. Devido à baixa constante da lei de Henry & rsquos para ( ce) na água, os níveis de oxigênio dissolvido na água são muito baixos para suportar as necessidades de energia de organismos multicelulares, incluindo humanos. Para aumentar o ( ce) concentração em fluidos internos, os organismos sintetizam moléculas transportadoras altamente solúveis que se ligam ( ce) reversivelmente. Por exemplo, os glóbulos vermelhos humanos contêm uma proteína chamada hemoglobina que se liga especificamente a ( ce) e facilita seu transporte dos pulmões para os tecidos, onde é usado para oxidar moléculas de alimentos para fornecer energia. A concentração de hemoglobina no sangue normal é de cerca de 2,2 mM, e cada molécula de hemoglobina pode ligar quatro ( ce) moléculas. Embora a concentração de dissolvido ( ce) no soro sanguíneo a 37 ° C (temperatura corporal normal) é de apenas 0,010 mM, o total dissolvido ( ce) a concentração é de 8,8 mM, quase mil vezes maior do que seria possível sem hemoglobina. Transportadores de oxigênio sintético baseados em alcanos fluorados foram desenvolvidos para uso como um substituto de emergência para sangue total. Ao contrário do sangue doado, esses "substitutos do sangue" não requerem refrigeração e têm uma longa vida útil. Suas constantes muito altas da lei de Henry & rsquos para ( ce) resultam em concentrações de oxigênio dissolvido comparáveis ​​às do sangue normal. A constante da lei de Henry & rsquos para ( ce) em água a 25 & degC é (1,27 vezes 10 ^ M / atm ), e a fração molar de ( ce) na atmosfera é 0,21. Calcule a solubilidade de ( ce) em água a 25 ° C a uma pressão atmosférica de 1,00 atm. Dado: Constante da lei de Henry & rsquos, fração molar de ( ce), e pressão Solicitado por: solubilidade Use a lei de Dalton e rsquos de pressões parciais para calcular a pressão parcial de oxigênio. (Para obter mais informações sobre a lei de pressões parciais de Dalton & rsquos) Use a lei de Henry & rsquos para calcular a solubilidade, expressa como a concentração de gás dissolvido. A De acordo com a lei de Dalton & rsquos, a pressão parcial de ( ce) é proporcional à fração molar de ( ce): B Pela lei de Henry & rsquos, a concentração de oxigênio dissolvido nessas condições é Para entender por que refrigerantes & ldquofizz & rdquo e depois & ldquoflat & rdquo depois de abertos, calcule a concentração de dissolvido ( ce) em um refrigerante: engarrafado sob uma pressão de 5,0 atm de ( ce) em equilíbrio com a pressão parcial normal de ( ce) na atmosfera (aproximadamente (3 vezes 10 ^ atm )). A constante da lei de Henry & rsquos para ( ce) em água a 25 & degC é (3,4 vezes 10 ^ M / atm ). Recursos interativos para escolas

Home / Homeostase - açúcar no sangue e temperatura

Temperatura do núcleo

A temperatura no centro do corpo e não na superfície da pele

Açúcar no sangue

O açúcar (glicose) dissolvido no sangue na faixa normal é 4,0 - 7,8 mmol / l

Homeostase

A manutenção de um ambiente interno constante no corpo

Glucagon

Hormônio produzido pelo pâncreas. Ele faz com que o fígado converta o glicogênio de volta em glicose e libere glicose na corrente sanguínea.

Glossário

Uma lista de palavras frequentemente difíceis ou especializadas com suas definições.

Insulina

Hormônio produzido pelo pâncreas. Ele permite que as células do corpo absorvam e armazenem glicose.

Enzima

Moléculas de proteína reutilizáveis ​​que agem como catalisadores biológicos, mudando a taxa de reações químicas no corpo sem serem afetadas por si mesmas

Puberdade

O tempo de desenvolvimento gradual das características sexuais secundárias e maturidade sexual.

Glicose

Um tipo de açúcar: um monossacarídeo com 6 átomos de carbono (um açúcar hexose).

Unidade básica a partir da qual todos os organismos vivos são constituídos, consistindo em uma membrana celular que envolve o citoplasma e um núcleo.

Homeostase - equilíbrio de açúcar e controle de temperatura

A homeostase descreve as funções do seu corpo que trabalham para manter o seu ambiente interno constante dentro de uma faixa muito estreita. Dois aspectos importantes da homeostase são o equilíbrio dos níveis de açúcar no sangue e a manutenção da temperatura corporal.

Seu corpo é feito de milhões de células que precisam que as condições dentro de seu corpo sejam as mais constantes possíveis para que possam funcionar corretamente. No entanto, tudo o que você faz tende a mudar suas condições internas.

Você recebe milhões de novas moléculas em seu corpo quando come e digere alimentos. Os níveis de açúcar no sangue disparam depois de uma refeição - mas as células esgotam a glicose rapidamente quando você se exercita intensamente. Você libera energia térmica sempre que se movimenta, a quantidade de água que entra e se perde de seu corpo varia o tempo todo e suas células estão constantemente produzindo resíduos tóxicos (consulte Homeostase - rins e equilíbrio hídrico).

Os níveis de açúcar no sangue em seu corpo são coordenados por hormônios, substâncias químicas que regulam e equilibram o funcionamento de órgãos e células. Os hormônios são produzidos nas glândulas endócrinas e são transportados pelo corpo até seus órgãos-alvo na corrente sanguínea.

Alguns hormônios têm efeitos de longo prazo, por exemplo, os hormônios que controlam como você cresce e as mudanças que acontecem na puberdade. Outros hormônios têm efeitos de curto prazo. Os hormônios insulina e glucagon que controlam os níveis de açúcar no sangue são assim.

É importante que a temperatura central do seu corpo permaneça dentro de uma faixa muito pequena para que as enzimas nas células do seu corpo funcionem corretamente. Sua pele é um dos órgãos mais importantes no controle da temperatura corporal.


Assista o vídeo: Tipos de canais iônicos (Agosto 2022).