MEMBRANA PLASMÁTICA: TIPOS DE TRANSPORTE Transporte passivo O transporte passivo é o transporte de substância entre a membrana plasmática sem gasto de energia (ATP Adenosina trifosfato ou trifosfato de adenosina). Nesse tipo de transporte, os solutos tendem a se deslocar do meio hipertônico para o meio hipotônico (a favor do gradiente de concentração), igualando o gradiente de concentração. Para entender os tipos de transporte passivo, deve-se entender o significado de alguns termos:
Solvente: Substância líquida capaz de dissolver (quebrar grandes substâncias em átomos separados) outras substâncias para seu efetivo transporte. O solvente mais importante e abundante é a água, por essa razão, quando aparecer o termo solvente no estudo dos transportes pela membrana plasmática, relaciona-se especificamente à água. Soluto: Substância que é dissolvida pelo solvente. Hipertônico: Meio (espaço) com concentração muito alta de soluto. Esse meio (na análise de membrana plasmática) poderá ser o meio extracelular ou intracelular. Hipotônico: Meio com concentração muito pequena de soluto. Isotônico ou isotonia: Meios intra e extracelular com concentrações iguais (equilibrada) de soluto. Gradiente de concentração: Refere-se à comparação entre o meio extra e intracelular quanto à concentração de soluto contida neles. DIFUSÃO SIMPLES: O soluto atravessa a bicamada lipídica sem qualquer impedimento (geralmente são moléculas apolares como o gás carbônico e o gás oxigênio, entre outros), passando do meio hipertônico para o meio hipotônico (isso quer dizer que se o meio hipertônico for o meio intracelular, os solutos passarão para fora da célula, ou seja, para o meio extracelular e vice-versa). A difusão simples só ocorrerá quando o tamanho da molécula de soluto for pequeno, desse modo, quanto mais pequeno for o soluto, maior a rapidez de penetração. A difusão simples termina quando há uma igualdade (equilíbrio) no gradiente de concentração, ou seja, quando há isotonia entre os meios.
DIFUSÃO FACILITADA: Os solutos polares não conseguem atravessar a bicamada lipídica que tem interior apolar, por isso, precisam entrar pelas proteínas integrais canais e carregadoras, que recebem o sinal da molécula sinalizadora no sítio de ligação, transportando os solutos polares sem gasto de ATP. Como na difusão simples, a migração do soluto é à favor do gradiente de concentração, por isso não há gasto de ATP. A difusão facilitada termina quando há uma igualdade (equilíbrio) no gradiente de concentração, ou seja, quando os meios estão isotônicos.
OSMOSE: Não há passagem do soluto, mas sim do solvente do meio hipotônico para o meio hipertônico (ao contrário do soluto que passa do meio hipertônico para o hipotônico). Isso acontece porque a água tem a propriedade de diluir substâncias, desse modo, a água se desloca para o meio hipertônico a fim de diluir as substâncias lá presentes equilibrando o gradiente de concentração. A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a membrana é conhecida como pressão osmótica. No entanto, a osmose pode muitas vezes prejudicar a célula ou o organismo, dependendo da situação tanto do meio intracelular quanto extracelular, como está explicitado nas situações abaixo: Célula em meio (externo) hipertônico: Quando uma célula se encontra em meio hipertônico, esta se desidrata, pois a água contida dentro desta célula passa para o meio hipertônico a fim de diluir os solutos do meio extracelular, podendo causar a morte dessa célula ou desse organismo pluricelular cujas células estão expostas a esse meio. Um exemplo disso é uma lesma, que tem 90% de seu corpo constituído por água. Ao jogar sal nesta lesma, a água presente nas células do seu corpo passa para o meio extracelular a fim de diluir o sal, dessa forma, a lesma morre por desidratação; semelhantemente ocorre com alguns animais aquáticos, que morrem quando a concentração de sal no meio aquático é muito grande. Célula em meio (externo) hipotônico: Se a célula estiver em meio hipotônico, haverá uma migração de água para dentro da célula a fim de diluir os solutos lá presentes para que haja isotonia entre os meios intra e extracelular. Assim, o excesso de água dentro da célula provocará sua lise (rompimento ou estouro) e consequentemente sua morte. A osmose nas células vegetais: As células vegetais possuem uma estrutura chamada vacúolo, que pode abrigar a água; possuem também uma camada espessa além da membrana plasmática chamada parede celular (formada pelo polissacarídeo celulose) que confere proteção e forma à célula vegetal. Há estruturas chamadas plasmodesmos, que têm a função de prender o vacúolo à parede celular. Quando a célula está em meio hipertônico, a água contida na célula passa para ao meio externo a fim de diluir o soluto, assim, o vacúolo murcha mas não se desprende da parede celular, pois está presa pelos plasmodesmos, consequentemente toda a célula murcha, e assim ocorre o processo chamado plasmólise (que significa murchar ). Já
quando a célula se encontra em meio hipotônico, a água entra em excesso dentro do vacúolo (pois neste caso, o meio intracelular é considerado hipertônico) que está preso pelos plasmodesmos, e assim, a célula vegetal ganha um grande volume, porém não ocorre sua lise devido a ação da forte parede celular que neutraliza a pressão osmótica da água na célula, é o processo chamado deplasmólise (que significa desmurchar ). Transporte ativo O transporte ativo é aquele que tem gasto de energia (ATP), isso porque os solutos tentam se concentrar à favor do gradiente de concentração (que pode ser químico ou elétrico, como no transporte de íons) mas são
impedidos pela membrana plasmática. Para que a membrana mantenha os solutos que já estão em meio hipertônico e coloque mais soluto nesse meio, haverá gasto de energia. As proteínas integrais também controlam esse transporte, e no final, não há isotonia entre os meios, como acontece no transporte passivo. O exemplo mais comum é o da bomba de sódio e potássio, que ocorre nos neurônios durante o processo de impulso nervoso. BOMBA DE SÓDIO (Na+) E POTÁSSIO (K+): O transporte ativo age como uma porta giratória, onde a proteína integral (carregadora) recebe energia da célula (pois à essa proteína, liga-se um ATP) para retirar o Na + do meio intracelular e colocá-lo no meio extracelular. No instante que o Na + é retirado da célula, o ATP é gasto nesse bombeamento e se transforma em ADP, dando energia para a proteína retirar o K + do meio extracelular bombeando-o até ao meio intracelular, nesse momento, o ADP é gasto mais uma vez, transformando-se em P+. Esse fenômeno dá origem aos impulsos nervosos, e os demais processos de transportes ativos de pequenas moléculas são semelhantes a esse.
Obs.: Na bomba de sódio e potássio, por ciclo, são retirados do meio intracelular três átomos de sódio e colocados dois átomos de potássio. Há outros casos de transporte ativo que são essenciais para o estudo das células:
ENDOCITOSE: Ocorre quando a célula quer transportar para dentro de si uma molécula cujo tamanho é grande demais para ser transportado pelas proteínas integrais de membrana. Em certos casos, essas moléculas são tão grandes para essas células que podem ser pouco maior do que a metade dessas células. Muitas vezes, esse soluto pode ser até mesmo uma outra célula, como por exemplo uma bactéria sendo fagocitada por um protozoário, (um caso de predatismo). Há dois casos de endocitoses: Fagocitose: É um processo de englobamento de materiais de natureza sólida pela célula por meio de pseudópodes. A fagocitose é um fenômeno que está relacionado com a obtenção de alimento, como ocorre nas amebas, ou com a defesa imunológica, como ocorre com os leucócitos do tipo macrófagos e neutrófilos. Pinocitose: É um processo de englobamento de materiais de natureza líquida pela célula por meio da formação de canais de pinocitose. A membrana cria vesículas em volta das substâncias líquidas, que transportam essas substâncias para o interior da célula. EXOCITOSE: Caracteriza os processos em que as células exportam substâncias para o meio extracelular. Essas substâncias podem ser proteínas (enzimas, hormônios) entre outras substâncias tanto boas ou prejudiciais à essa célula (ou para o organismo como um todo). Essas substâncias sempre estarão envoltas por vesículas que se deslocam pela célula com a ajuda do citoesqueleto (que geralmente são os microfilamentos de queratina e miosina), chegando até a membrana plasmática, onde se fundem com esta, liberando as substâncias para fora das células. Há também dois principais tipos de exocitoses: Secreção: Processo em que a célula transporta substâncias boas para a mesma ou para o organismo em que faz parte. Essas substâncias podem ser hormônios, enzimas, anticorpos, proteínas em geral, carboidratos, etc. Excreção: Processo em que a célula precisa liberar para fora de si substâncias nocivas a si própria ou ao organismo em que faz parte. Essas substâncias podem ser radicais livres, entre outras substâncias.