Transporte ativo: transporte primário e secundário

O transporte activo é um tipo de transporte celular pelo qual as moléculas de soluto mover através da membrana celular, a partir de uma área com menor concentração de solutos a uma área em que a concentração destes é maior.

O que acontece naturalmente é que as moléculas se movem do lado onde estão mais concentradas para o lado onde estão menos concentradas; É o que ocorre espontaneamente sem que nenhuma energia seja aplicada ao processo. Neste caso, diz-se que as moléculas se movem a favor do gradiente de concentração.

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Por outro lado, no transporte ativo, as partículas se movem contra o gradiente de concentração e, consequentemente, consomem energia da célula. Essa energia normalmente vem do adenosina trifosfato (ATP).

Às vezes, as moléculas dissolvidas têm uma concentração mais alta dentro da célula do que fora, mas se o corpo precisa delas, essas moléculas são transportadas para dentro pelas proteínas de transporte encontradas na membrana celular.

O que é transporte ativo?

Para entender o que é transporte ativo, é necessário entender o que acontece nos dois lados da membrana através do qual o transporte ocorre.

Quando uma substância está em concentrações diferentes em lados opostos de uma membrana, diz-se que há um gradiente de concentração. Como átomos e moléculas podem ter uma carga elétrica, gradientes elétricos também podem se formar entre compartimentos dos dois lados da membrana.

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O movimento iônico é seletivo para cátions ou ânions devido ao tamanho do poro e sua polarização. Ao passar dois ânions de dentro para fora da célula, o exterior passa de +5 a +3. Fonte: Wikimedia commons. Autor: Metilisopropilisergamida.

Há uma diferença no potencial elétrico cada vez que há uma separação líquida de cargas no espaço. De fato, as células vivas costumam ter o que é chamado de potencial de membrana, que é a diferença no potencial elétrico (voltagem) que atravessa a membrana, causada por uma distribuição desigual de cargas.

Os gradientes são comuns nas membranas biológicas; portanto, é comum que seja necessário gasto de energia para mover certas moléculas contra esses gradientes.

A energia é usada para transferir esses compostos através de proteínas que são inseridas na membrana e funcionam como transportadores.

Se as proteínas inserem moléculas contra o gradiente de concentração, é um transporte ativo. Se o transporte dessas moléculas não requer energia, diz-se que o transporte é passivo. Dependendo de onde a energia vem, o transporte ativo pode ser primário ou secundário.

Transporte ativo primário

O transporte ativo primário é aquele que usa diretamente uma fonte de energia química (por exemplo, ATP) para mover moléculas através de uma membrana contra seu gradiente.

Um dos exemplos mais importantes em biologia para ilustrar esse mecanismo de transporte ativo primário é a bomba de sódio-potássio, encontrada nas células animais e cuja função é essencial para essas células.

A bomba de sódio e potássio é uma proteína de membrana que transporta sódio para fora da célula e potássio para a célula. Para realizar esse transporte, a bomba requer energia do ATP.

Transporte ativo secundário

O transporte ativo secundário é aquele que utiliza a energia armazenada na célula, essa energia é diferente do ATP e, portanto, sua distinção entre os dois tipos de transporte.

A energia usada pelo transporte ativo secundário provém dos gradientes gerados pelo transporte ativo primário e pode ser usada para transportar outras moléculas contra seu gradiente de concentração.

Por exemplo, aumentando a concentração de íons sódio no espaço extracelular, devido à operação da bomba de sódio-potássio, um gradiente eletroquímico é gerado pela diferença na concentração desse íon em ambos os lados da membrana.

Sob essas condições, os íons sódio tendem a se mover em favor de seu gradiente de concentração e a retornar ao interior da célula através das proteínas de transporte.

Co-transportadores

Essa energia do gradiente eletroquímico de sódio pode ser usada para transportar outras substâncias contra seus gradientes. O que acontece é um transporte compartilhado e é realizado por proteínas de transporte chamadas co-transportadoras (porque elas transportam dois elementos simultaneamente).

Um exemplo de um importante co-transportador é a proteína de troca de sódio e glicose, que transporta cátions de sódio em favor de seu gradiente e, por sua vez, usa essa energia para inserir moléculas de glicose contra seu gradiente. Este é o mecanismo pelo qual a glicose entra nas células vivas.

No exemplo anterior, a proteína co-transportadora move os dois elementos na mesma direção (dentro da célula). Quando os dois elementos se movem na mesma direção, a proteína que os transporta é chamada de simpatizante.

No entanto, os co-transportadores também podem mobilizar compostos em direções opostas; Nesse caso, a proteína transportadora é chamada anti-transportadora, embora também sejam conhecidas como trocadores ou contra-transportadores.

Um exemplo de anti-transportador é o trocador de sódio e cálcio, que executa um dos processos celulares mais importantes para remover o cálcio das células. Isso usa a energia do gradiente eletroquímico de sódio para mobilizar cálcio fora da célula: um cátion de cálcio sai para cada três cátions de sódio que entram.

Diferença entre exocitose e transporte ativo

A exocitose é outro mecanismo importante de transporte celular. Sua função é expelir o material residual da célula para o fluido extracelular. Na exocitose, o transporte é mediado por vesículas.

A principal diferença entre exocitose e transporte ativo é que, na exositose, a partícula a ser transportada é envolvida em uma estrutura cercada por membrana (a vesícula), que se funde com a membrana celular para liberar seu conteúdo para o exterior.

No transporte ativo, os elementos a serem transportados podem ser movidos em ambas as direções, para dentro ou para fora. Em contraste, a exocitose apenas transporta seu conteúdo para o exterior.

Finalmente, o transporte ativo envolve proteínas como meio de transporte, não estruturas membranosas como na exocitose.

Referências

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Biologia Molecular da Célula (6a ed.). Garland Science
  2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biology (2nd ed.) Pearson Education.
  3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. e Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8ª ed.). WH Freeman and Company.
  4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. e Heller, H. (2004). Vida: a ciência da biologia (7a ed.). Sinauer Associates e WH Freeman.
  5. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biology (7th ed.) Cengage Learning.

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