Células Excitáveis

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• A bomba de sódio-potássio (Na+-K+), um processo de transporte que bombeia íons sódio para fora, através da membrana celular de todas as células, e, ao mesmo tempo, bombeia íons potássio de fora para dentro. Essa bomba é a responsável pela manutenção das diferenças de concentração entre o sódio e o potássio, através da membrana celular, bem como pelo estabelecimento da voltagem elétrica negativa dentro das células. A proteína transportadora é um complexo de duas proteínas globulares separadas: a maior é chamada de subunidade a e a menor é chamada de subunidade B. A subunidade a apresenta três características específicas importantes para o funcionamento da bomba: 1. Ela contém três locais receptores para a ligação de íons sódio na porção da proteína que se projeta para dentro da célula. 2. Ela contém dois locais receptores para os íons potássio na sua porção externa. 3. A porção interna dessa proteína, perto do local de ligação do sódio, tem atividade ATPase. Para se ter uma visão global dessa bomba: quando dois íons potássio se ligam à parte externa da proteína transportadora e três íons sódio se ligam à parte interna, a função de ATPase da proteína torna-se ativada. Isso, então, cliva uma molécula de ATP, dividindo-a em difosfato de adenosina (ADP) e liberando uma ligação fosfato de alta energia. Acredita-se que essa energia liberada cause alteração química e conformacional da molécula da proteína transportadora, extrudando os três íons sódio para fora e os dois íons potássio para dentro. Do mesmo modo como outras enzimas, a bomba de Na+-K+ ATPase pode funcionar de forma inversa. Caso os gradientes eletroquímicos para Na+ e K+ forem experimentalmente aumentados o suficiente, de forma tal que a energia armazenada em seus gradientes seja maior que a energia química da hidrólise da ATP, esses íons vão baixar seus gradientes de concentrações e a bomba de Na+- K+ vai sintetizar o ATP a partir de ADP e de fosfato. A forma fosforilada da bomba de Na+-K+, por conseguinte, pode tanto doar seu fosfato para o ADP, para produzir ATP, quanto usar a energia para mudar sua estrutura e bombear Na+ para fora da célula e o K+ para dentro da célula. As concentrações relativas da ATP, ADP e fosfato, assim como os gradientes eletroquímicos de Na+ e K+ , determinam a direção da reação das enzimas.

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• Os canais iônicos são proteínas de membrana que formam poros através dos quais apenas íons específicos conseguem passar e apenas quando ó canal está aberto. Os canais são específicos para um ou, às vezes, dois íons. Os canais de Ca2+, por exemplo, possuem uma estrutura que permite o movimento livre de Ca2+, mas não permite que outros cátions como o Mg2+, o K+ ou o Na+ atravessem-nos em taxas significativas. A especificidade do transporte deve-se a um componente estrutural do canal conhecido como filtro de seletividade. Um canal pode abrir em resposta às condições celulares. Os canais controlados por ligante abrem-se quando moléculas reguladoras específicas estão presentes. Um importante canal controlado por ligante é o canal de Ca2+ sensível a trifosfato de inositol (IP 3, de inositol triphosphate ) . Esse canal induz a liberação ~os estoques de Ca2+ quando seu ligante, o IP3, está presente. Os canais controlados por voltagem abrem ou fecham em resposta ao potencial de membrana. Por exemplo, os canais de K+ dos músculos e dos neurônios abrem-se quando a membrana despolariza. Os canais controlados mecanicamente são regulados através de interações com as proteínas subcelulares que formam o citoesqueleto. Modificações na forma das células, como um aumento de volume, alteram a organização do citoesqueleto. Em resposta às mudanças no citoesqueleto, os canais controlados mecanicamente podem abrir ou fechar.

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• elétrico, também conhecido como o órgão Sachs. Este transmite um sinal pulsante fraco, pensado para ser usado para localizar e efeitos direcionais. Uma vez que a presa é encontrada o peixe elétrica vai usar uma corrente elétrica muito maior para atordoar os peixes. Isso é feito com os dois órgãos elétricos maiores, os órgãos principais e de caça. O choque em si não mata a presa, mas geralmente é suficientemente atordoador. Sendo que lhe faltam dentes na maxila, é difícil para comer um peixe que está se debatendo. No entanto, uma vez que a presa está bastante estatica o peixe elétrico é capaz de abrir a boca para criar um sistema de sucção, o que lhes permite comer a presa com facilidade. A maioria dos peixes elétricos adultos se alimentam de peixes menores, enquanto que os juvenis predarão principalmente invertebrados pequenos.

1. Morfologia

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   • O corpo é longo e serpentiforme, sem nadadeiras caudais, dorsais e pélvicas. Comprimento do corpo pode chegar até 2,5 m. Têm uma barbatana anal extremamente alongada, a qual é utilizada como um meio de locomoção. Possui forma cilíndrica com uma cabeça ligeiramente achatada e boca grande. Os órgãos vitais estão todos na porção anterior do corpo e só ocupam cerca de 20 por cento do peixe. A porção posterior do corpo contém os órgãos elétricos. Possuem brânquias, embora não seja sua principal fonte de absorção de oxigênio. São respiradores de ar obrigatórios. Eles recebem quase 80 por cento de seu oxigênio através de sua boca altamente vascularizada. A pele grossa e viscosa cobre todo o corpo do animal. A pele é usada como uma camada protetora, muitas vezes da sua própria corrente elétrica. Poraquês variam de cinza ao marrom escuro com alguma coloração amarelada na porção ventral anterior do corpo.
   1. Disposição na superfície do animal

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      • Essas células estão concentradas na cauda, que ocupa quatro quintos do comprimento total do peixe.
   2. Órgão elétrico

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      • Essas descargas são produzidas por células musculares especiais, modificadas – os eletrócitos, sendo o conjunto deles denominado de mioeletroplacas. Cada célula nervosa típica gera um potencial elétrico de cerca de 0,14 volt. 

1. Morfologia

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   • Medindo até 1,4 m de comprimento, esta espécie tem espiráculo arredondados (aberturas respiratórias emparelhados atrás dos olhos) e uma coloração cinza escuro, ardósia, ou castanhano dorso, por vezes com manchas escuras. Sua forma do corpo é típico do gênero, com um peitoral arredondado mais largo que longo e uma cauda espessa tendo duas barbatanas dorsais de tamanho desigual e uma nadadeira caudal bem desenvolvida.
   1. Órgão elétrico

      Annotations:

      • Seus órgãos elétricos emparelhados são derivadas de músculos e compreendem cerca de 15% do seu peso total, que consiste de muitos milhares de "placas eléctricas" empilhadas em colunas hexagonais verticais. Estas colunas funcionam essencialmente como baterias conectadas em paralelo; uma grande raia adulta pode gerar cerca de 45 volts de eletricidade com uma potência de um quilowatt, devido à baixa resistência interna. Os órgãos elétricos descarrengam correntes elétricas em pulsos, cada um com duração de 4-5 ms. Ao atacar a presa, nos primeiros momentos a raia normalmente produz impulsos a uma velocidade de 150-200 por segundo, abrandando ao longo do tempo. Mais de mil pulsos podem ser produzidos ao todo, dependendo de quanto tempo leva para a presa ser subjugada.
   2. Disposição na superfície do animal

      Annotations:

      • Tecidos musculares em duas glândulas em forma de rim em ambos os lados da cabeça de uma raia podem produzir correntes de até 45 volts-choque elétrico forte o suficiente para derrubar um adulto. Estas glândulas pesam um sexto do peso total da raia.