Apresente uma interpretação molecular para justificar a observação de que o fluxo intermediado através de uma membrana biológica leva a um fluxo máximo,
, quando a concentração do composto transportado é muito grande.
Passo 1
Então, vamos lá! A questão pede para a gente explicar, de um jeito molecular, por que o fluxo de uma substância através de uma membrana biológica atinge um valor máximo, chamado $ J_{mis} $, quando a concentração dessa substância é muito alta. Vamos precisar entender como as moléculas se movem através das membranas e como os transportadores funcionam nesse processo.
Passo 2
Primeiro, imagine que a membrana biológica tem proteínas especiais chamadas transportadores ou canais que ajudam as moléculas a passarem de um lado para o outro. Quando a concentração da substância é baixa, essas proteínas têm várias “mãos” livres para pegar as moléculas e transportá-las. Assim, quanto mais moléculas houver, mais rápido elas podem passar pela membrana.
Passo 3
Mas, chega um momento em que todas as “mãos” dos transportadores estão ocupadas porque tem muita substância tentando passar. Isso significa que, mesmo aumentando ainda mais a concentração, os transportadores não conseguem trabalhar mais rápido porque já estão no seu limite. É como se todos estivessem trabalhando na mesma velocidade máxima possível.
Passo 4
Matematicamente, isso é parecido com a forma como enzimas funcionam em reações químicas. A fórmula que descreve isso é:
Onde:
- $ J $ é o fluxo,
- $ J_{mis} $ é o fluxo máximo,
-
é a concentração da substância, - $ K_m $ é a constante de Michaelis-Menten, que indica a afinidade do transportador pela substância.
Quando
é muito grande comparado a $ K_m $, a fórmula simplifica para $ J \approx J_{mis} $, mostrando que o fluxo atinge um teto.
Passo 5
Então, resumindo, quando a concentração da substância transportada aumenta muito, todos os transportadores ficam ocupados e não conseguem levar mais moléculas além desse ponto. Isso faz com que o fluxo máximo $ J_{mis} $ seja alcançado, já que não há mais “mãos” disponíveis para acelerar o processo.
Resposta
Portanto, a observação de que o fluxo mediado atinge um fluxo máximo $ J_{mis} $ em altas concentrações ocorre porque os transportadores na membrana ficam saturados, impedindo que o fluxo aumente além desse ponto.