14 Transporte ativo

14.1 - As características do transporte ativo

O transporte ativo apresenta duas características:

1 – Utiliza energia fornecida pelo ATP.

2 – Pode ser realizado contra o gradiente de concentração, ou seja, no sentido de uma solução menos para outra mais concentrada.

Esse tipo de transporte pode ser exemplificado pela bomba de sódio e potássio e pelos processos de transporte em quantidade.

14.2 - Bomba de sódio e potássio

É comum observarem-se diferenças de concentrações iônicas entre os meios intra e extra celular. Para exemplificar, utilizaremos a célula nervosa ou neurônio e o glóbulo vermelho do sangue ou hemácia.

Se compararmos a concentração de íons de potássio (K+) e sódio (Na+), verificamos que a concentração de K+ é maior dentro do neurônio, enquanto a concentração de Na+ é maior no líquido que o envolve. A hemácia possui no citoplasma concentração de K+ 20 vezes maior do que no plasma; este, por sua vez, apresenta concentração de Na+ 20 vezes maior do que na hemácia. Nos dois casos exemplificados, salientamos que essas concentrações não se igualam, apesar de a membrana apresentar permeabilidade passiva aos dois íons.

Para manter a diferença iônica, a célula continuamente absorve K+ e elimina Na+, através da bomba de Na+ e K+. Uma proteína conhecida como bomba Na+_K+ ATPase funciona transportando 3 cátions de Na+ para o exterior e 2 cátions de K+ para dentro da célula. Os íons Na+ intracelulares ligam-se à ATPase que, transformando ATP em ADP, obtém energia necessária à sua mudança de conformação, expelindo-os para o meio extra celular. Na Fig. 1, os íons K+, por mecanismo idêntico, são transferidos para o cito plasma.

Figura 1 - Esquema representando a bomba de sódio e potássio. Primeiramente a bomba libera os sítios de ligação para 3 cátions de sódio, que após ocuparem seus locais, são bombeados contra o gradiente de concentração (gasto de ATP) para o meio extracelular. Agora na face externa a bomba libera 2 sítios de ligação para os cátions de potássio que são jogados para o meio intracelular também contra o gradiente de concentração.

14.2 - Transporte em quantidade

Por meio do transporte em quantidade, penetram, na célula, macromoléculas como proteínas e polissacarídeos e até mesmo pequenas células como as bactérias. O fluxo de substâncias em quantidade através da membrana, ocorrerá de duas formas ENDOCITOSE e EXOCITOSE. Estes processos ocorrerão pela deformação da membrana plasmática, que permitirá a entrada e saída de moléculas.

a) Endocitose: Entrada de substâncias na célula.

  • Fagocitose

  • Pinocitose

b) Exocitose: Saída de substâncias da célula.


Fagocitose

A fagocitose é a ingestão de partículas sólidas como um meio de nutrição ou defesa. O processo é realizado através da emissão de pseudópodes, expansões celulares que gradualmente vão englobando a partícula que acaba no interior de um vacúolo intracelular, conhecido como fagossomo. Nos protozoários, como as amebas, é um processo de alimentação (Fig. 2).

Figura 2 - Etapas do processo de fagocitose até a exocitose.

Nos animais, em geral, representa um mecanismo de defesa, pelo qual as células conhecidas como fagócitos (macrófagos) englobam e destroem partículas inertes e microrganismos invasores. A fagocitose pode ser vista ao microscópio óptico (vídeo 1).

Vídeo 1 - Vídeo destacando o processo de fagocitose

Pinocitose

A pinocitose é o englobamento de líquidos. Ocorre pela invaginação da membrana que forma uma depressão, visível apenas ao microscópio eletrônico, a formação desta invaginação ocorre pelo encurtamento do citoesqueleto (Fig. 3). Pela invaginação, penetra a substância líquida que envolve a célula e, por estrangulamento basal, originam-se micro vacúolos denominados pinossomos.

Figura 3 - Inicio do processo de endocitose. Em A a célula identifica o fluido e inicia a contração do citoesqueleto. Em B o citoesqueleto retrai a membrana plasmática e o processo de pinocitose se inicia. Em C a invaginação se forma e o fluido escorre para dentro dela.

Exocitose

Exocitose é o processo biológico pelo qual uma célula eucariótica viva libera substâncias para o fluido extracelular, seja o fluido que envolve as células de um tecido, nos organismos multicelulares, seja para o ambiente aquático, por modificação da membrana celular (Fig. 2).

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

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Figura 2: Adaptação de Pearsan Education, Inc. Publishing as Benjamin Cummings.