13 Transporte Passivo

13.1 - Permeabilidade seletiva

A permeabilidade seletiva é um processo fundamental para a manutenção de condições intracelulares adequadas para o funcionamento e, consequentemente, para a vida da célula. Atuando de maneira seletiva, determina quais são as substâncias que devem entrar e sair da célula. É evidente que a membrana deve permitir a entrada de substâncias responsáveis pelo crescimento, regeneração e pelas atividades vitais da célula, regulando também a saída de substâncias por meio da secreção e da excreção. Enfim, a membrana permite que a célula mantenha equilibrado o seu meio interno independentemente das condições do meio extracelular. O meio interno deve ser adequado ao metabolismo normal de cada tipo de célula. A passagem seletiva de substâncias, através da membrana, é feita por três processos: transporte passivo, osmose, transporte ativo e transporte em quantidade.

13.2- O transporte passivo

O transporte passivo é um processo de transporte de substâncias que ocorre sem gasto de energia. Esse transporte é direcionado pelo gradiente de concentração, isto é, vai da região de maior concentração para a de menor concentração. Entre os processos de transporte passivo, estudaremos: difusão simples, difusão facilitada.

Difusão simples

Neste processo, pequenas moléculas simplesmente atravessam a membrana plasmática a favor do gradiente de concentração, passagem do soluto do meio hipertônico (ambiente mais concentrado) para o meio hipotônico (ambiente menos concentrado), atravessando de forma direta a membrana biológica (fig.1). A velocidade de penetração das moléculas depende de sua solubilidade nos lipídios de membrana e do seu tamanho. Assim, quanto mais lipossolúveis e menores forem (moléculas pequenas com carga residual igual a zero O2 e CO2), tanto mais rapidamente penetram. Desse modo, substâncias solúveis em lipídios, como álcoois, aldeídos, cetonas e anestésicos, têm rápida penetração.

Figura 1 - Difusão simples e o gradiente de concentração

Difusão facilitada

Açúcares e aminoácidos, substâncias hidrófilas, atravessam a bicamada lipídica que é hidrófoba, por meio de um processo denominado difusão facilitada, realizado por proteínas carreadoras ou permeases. O processo é iniciado quando uma molécula solúvel, como, por exemplo, a glicose, liga-se a uma proteína carreadora (Fig.2). Sofrendo modificações conformacionais (relativas à conformação da proteína carreadora), a permease transfere a molécula de glicose para o interior da célula. Além das permeases temos as proteínas-canal, moléculas proteicas que formam poros hidrófilos, também chamados de canais iônicos, que atravessam a dupla camada lipídica (Fig.2). Para a formação dos poros, as proteínas apresentam-se pregueadas, de maneira que os aminoácidos hidrófobos aparecem internamente, enquanto os aminoácidos hidrófilos compõem as paredes do canal.

Figura 2 - Representação esquemática das permeases responsáveis pela entrada da glicose na célula e dos canais iônicos responsáveis pela passagem dos íons.

Osmose

Osmose não é difusão, uma vez que este processo não promove o transporte de soluto e sim de água através da membrana celular. Pode-se definir osmose como a passagem de água de uma solução hipotônica para outra hipertônica através de uma membrana semipermeável. Em relação a uma solução, uma membrana é considerada permeável se permite a passagem do solvente e do soluto; no caso de ser semipermeável, permite a passagem do solvente, retendo o soluto. Assim, por exemplo, em uma solução de água com açúcar, a água atravessa a membrana e o açúcar não. Em relação a duas soluções, usamos três denominações, quando elas estão separadas por uma membrana semipermeável e comparamos as suas concentrações. Dessa forma, quando apresentam a mesma concentração, são chamadas de isotônicas. Se as concentrações forem diferentes, a solução de maior concentração será chamada de hipertônica e a de menor, hipotônica.

Quando duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana semipermeável, a água passa da solução hipotônica para a solução hipertônica até que as duas soluções fiquem isotônicas, como se observa na Fig. 3.

Figura 3 - Esquema representando o processo osmótico.

Em síntese, a célula absorve água quando mergulhada em solução hipotônica e perde, se colocada em solução hipertônica. Experimentalmente, a osmose na célula animal pode ser demonstrada por meio das hemácias. Ao serem mergulhadas em meio hipotônico, as hemácias absorvem água e, contrariamente, em meio hipertônico, a hemácia aumenta progressivamente de volume. Muitas vezes, o excesso de água é de tal ordem que a membrana se rompe e o conteúdo celular se espalha no meio (lise celular). Esse fenômeno que provoca a destruição das hemácias é chamado de hemólise. Contraria mente, em meio hipertônico a hemácia perde água, sofre retração e apresenta a forma chamada de crenada. No meio isotônico, a hemácia não se modifica, pois não perde, nem ganha água (Fig.4).

Figura 4 - Osmose nas hemácias

Nas células vegetais o processo de osmose é um pouco diferente, como as células vegetais possuem enormes vacúolos, os mesmo servem como reservatórios para acumular o excesso de água. Além disso, a parede celular serve como uma estrutura contenção evitando o rompimento da membrana plasmática (fig.5).

Figura 5 - Esquema comparando os processos osmóticos em células animais e células vegetais.

Referências:

  • JUNQUEIRA, Luis C. & CARNEIRO, J. "Biologia Celular e Molecular". Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 1991. 5ª Edição. Cap. 1.

  • OLIVEIRA, Óscar; RIBEIRO, Elsa & SILVA, João Carlos "Desafios Biologia". Editora ASA, Porto, 2007. 2ª Edição. Cap.1.

  • AMABIS, JOSÉ MARIANO; MARTHO, GILBERTO RODRIGUES. Volume 1: Biologia das células – 3. Ed. – São Paulo: Moderna, 2010.

  • NELSON, D. L.; COX, M. M. Lehninger: Princípios de Bioquímica. 3ª ed., Sarvier, 2003

Crédito das imagens:

Cabeçalho: SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Membrana plasmática"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/membrana-plasmatica.htm. Acesso em 07 de março de 2021.