Transporte ativo

Esquema representativo dos tipos de transporte ativo

Consiste no movimento/deslocamento de moléculas de um meio de menor concentração desta, para um meio de maior concentração destas moléculas. Assim, como o meio em que possui baixa concentração molecular a energia cinética é muito pequena, não há como estas produzirem movimento molecular. Mas, em certas circunstâncias é necessário esse movimento. Portanto, faz-se necessário a produção de energia adicional a esse movimento, a fim de que a molécula seja deslocada do meio de menor para o de maior concentração.

Esse transporte possui dois tipos:

a) Primário: necessita de uma proteína carreadora, a qual consegue fracionar uma molécula de trifosfato de adenosina (ATP) para gerar energia e deslocar a molécula. Um dos transportes mais comuns no corpo humano que usa esse transporte é a bomba de sódio-potássio (Na+/K+-ATPase).

Este mecanismo transportador é composto por uma proteína carreadora que possui:

*3 locais (ou pontos) na membrana para a fixação do sódio na face voltada para o LIC;

*2 locais (ou pontos) para a fixação do potássio na face externa da membrana, voltada para o LEC;

*1 porção interna com atividade enzimática (ATPase) que tem como função liberar energia.

Então, quando o sódio estiver em maior concentração no LIC e o potássio tiver se deslocado para o LEC, invertendo as relações aniônicas (concentração e polaridade) da célula, iniciar-se-á o transporte ativo.

No exato instante em que três moléculas de sódio se ligarem aos seus sítios dessa proteína carreadora na face interna da célula e duas moléculas de potássio ocuparem seus sítios na face interna da proteína, então a enzima ATPase cliva energia e produz alteração conformacional nesta proteína. O resultado será o deslocamento de 2 moléculas de potássio para o LIC e 3 moléculas de sódio para o LEC.

Com essa atividade alguns objetivos funcionais são garantidos, sendo eles:

1º evitar o edema celular: ao deslocar o sódio do LIC para o LEC há menor atração de água para o meio intracelular, evitando o encharcamento (edema) desse meio.

2º garantir a eletroneutralidade: com a entrada de apenas duas moléculas de potássio em relação à saída de três moléculas de sódio, há menor estoque de cargas positivas no LIC, garantindo a negatividade deste meio em relação ao LEC.

3º garantir a diferença iônica/molecular: com o redirecionamento do sódio para o LEC e do potássio para o LIC, há manutenção da diferença molecular entre os meios.

Além da existência desta bomba, outras para o transporte ativo primário do hidrogênio e do cálcio existem.

b) Secundário: neste, a energia é derivada do armazenamento energético oriundo da atividade do transporte ativo primário. Portanto, com a energia produzida primariamente, há o armazenamento de parte deste para produzir um transporte secundário, sem que seja necessária a atividade da enzima ATPase. Há dois tipos deste transporte:


1º Co-transporte: a medida que uma molécula entra na célula por sua proteína carreadora, movendo-se de um meio de maior concentração para o de menor concentração, essa sua tendência de difusão tende a arrastar outra molécula consigo. É o caso do sódio quando se difundo do LEC para o LIC. Ao se difundir permite que a proteína carreadora obtenha energia adicional para permitir a entrada simultânea da glicose e de aminoácidos.

2º Contratransporte: neste os íons/moléculas se movimentam em sentidos opostos. Da mesma maneira como descrito para o co-transporte para a obtenção de energia, neste a molécula a ser transportada movimenta-se em sentido oposto àquela que se difunde passivamente.

Então, quando o sódio se difunde do LEC para o LIC, permite que a proteína carreadora armazene energia para favorecer a saída de algumas outras moléculas, como o cálcio e o hidrogênio.

Transporte passivo

Difusão

Nome dado ao movimento que as moléculas realizam mediante a assistência do calor (aquecimento) e transferência de energia uma às outras (energia cinética). Logo, a existência do calor favorece o movimento das moléculas de forma aleatória. À medida que esse movimento ocorre, uma molécula que se colide com uma segunda, transmitindo parte de sua energia cinética. A molécula que sofre essa colisão e recebe a energia, passa a se movimentar. Agora, essa segunda molécula colide com uma terceira e todo o processo se reproduz.

Figura demonstrativa da dissipação da energia entre as moléculas. 

Portanto, quanto maior a concentração molecular ou aniônica em determinado compartimento, maior será o movimento das partículas, sobretudo se o ambiente estiver aquecido. O oposto também é verdadeiro.

Em resumo, a difusão consiste no movimento dos solutos do meio de maior para o de menor concentração desse mesmo soluto.

Generalidades da difusão: quanto maior o número de partículas em um dado compartimento, maior será o movimento e a velocidade do transporte. Quanto maior a lipossolubilidade de uma partícula, maior e mais fácil será a difusão desta partícula pela membrana lipídica; como exemplo: oxigênio, nitrogênio e gás carbônico.

Tipos de difusão: são dois os tipos de difusão, a simples e a facilitada.

a) Difusão simples: muitos canais protéicos na membrana celular são altamente seletivos, como são os canais de sódio e potássio. Os canais tornam-se específicos segundo o diâmetro, o formato e a predominância de carga elétrica.

Canais de sódio: as cargas internas deste canal são negativas, o que atrai o sódio desidratado para o interior do mesmo.

Canais de potássio: canais protéicos específicos para transportar os íons potássio. Esses canais não possuem carga elétrica como os de sódio.

Ambos os canais formam um sistema de comportas que abrem e fecham. A comporta do canal de sódio se abre e fecha na face externa da membrana celular, enquanto a comporta do potássio se abre e fecha na face interna. O que determina a abertura e o fechamento dessas comportas são dois mecanismos básicos:

1º pela voltagem: quando a carga elétrica do LIC torna-se negativa, as comportas de sódio se abrem. Já quando o LIC torna-se mais positivo, as comportas de potássio se abrem.

2º químico (ou ligante): quando certa substância química se liga à proteína do canal, ocorre uma alteração na conformação do canal, abrindo ou fechando a comporta. É o caso da acetilcolina. Esta ao se ligar à proteína abre a comporta, proporcionando uma eletronegatividade, assim os íons positivos e sem cargas elétricas podem passar pelo canal.

Animação demonstrativa da difusão simples

b) Difusão facilitada: a proteína carreadora possui em seu interior um receptor específico. Quando certa partícula penetra nesta proteína carreadora, ela se fixa ao receptor. Em seguida, a proteína carreadora sofrerá alteração conformacional, fechando um lado e abrindo o outro. Como o poder de fixação desse receptor é fraco, a partícula aderida é facilmente liberada e depositada no interior ou no exterior da célula, dependendo de qual face é aberta. Um exemplo de molécula que usa esse transporte é a glicose e os aminoácidos. Com a ação da insulina, a velocidade/capacidade desse transporte aumenta em 10 a 20 vezes.

Osmose

Assim é chamado o movimento da água através das membranas celulares, de acordo com a diferença de concentração molecular entre os meios. Então, a água se movimenta do meio em que predominar menor concentração molecular (de solutos), para aquele de maior concentração molecular (soluto). O movimento da água, segundo a diferença dessa concentração, visa equilibrar os meios e manter a homeostase.

O movimento da água de um meio para outro se encerra quando houver a produção de uma pressão osmótica que se oponha ao movimento da água, cessando seu deslocamento.

OBS: a osmose é uma espécie de transporte passivo, sem gasto energético.