Quais os tipos de difusão ativas e passivas encontradas nas células?

Membrana celular: os processos de trocas nas células

A membrana plasmática separa a célula do meio extracelular.

Cabe-lhe portanto, proteger a célula contra possíveis agravos vindos do meio.

Além disso, é útil lembrar que dada a fluidez do citoplasma, este extravasaria se não fosse contido pela membrana.

A membrana separa a célula do meio mas não a isola.

Sendo viva, a célula necessita de contínuo intercambio com o meio.

A membrana possibilita este intercâmbio  por meio de um transporte de substâncias.

Um dos mecanismos de transporte constitui a permeabilidade celular.

A permeabilidade celular, nada mais é do que a passagem de substâncias pela membrana plasmática.

A membrana é dotada de permeabilidade seletiva.

Ou seja, é capaz de selecionar qualitativa e quantitativamente os materiais que entram e saem da célula.

Por isso, a presença de membrana estabelece uma diferença de composição entre os meios intra e extracelular.

Isto pode ser observado, por exemplo, no que diz respeito à concentração mais elevada dos íons sódio (Na+) e cloro (Cl-) que o intracelular.

Em contrapartida, é no meio intracelular que potássio (K+) e ânions orgânicos (A-) alcançam as suas maiores concentrações.

Esta diferença de concentrações iônicas gera um potencial elétrico através da membrana, verificando-se ser a face extrema eletropositiva e a face eletronegativa.

A entrada e saída de materiais na célula nos obriga a admitir a presença de poros, embora estes não sejam visíveis através da microscopia eletrônica.

Há contudo, evidências da existência desses: moléculas pequenas atravessam a membrana mais facilmente que moléculas grandes, e também, moléculas são transportadas mais facilmente que íons.

Este último fato sugere inclusive que os poros sejam dotados de carga elétrica.

Os processos de troca entre a célula e o meio externo podem ser agrupados em três categorias:

Para podermos entender esses troca, precisamos ter um pouco de noção de concentração de uma solução.

Concentração de uma solução

Moléculas dissolvidas em água ou em qualquer outro líquido formam uma solução.

Dissolvidas recebem o nome de soluto (por exemplo: açúcares, íons, aminoácidos).

E o líquido nome de solvente (por exemplo: água).

A quantidade de soluto dissolvida em uma quantidade de solvente nos dá um valor de concentração de uma solução.

A concentração de uma solução é tanto maior quanto mais dissolvido em  uma mesma quantidade de solvente.

A permeabilidade passiva

Permeabilidade passiva é o transporte de substâncias pela membrana sem que exista consumo de energia.

Pode ser explicado por dois processos: a difusão e a osmose.

Difusão

A difusão corresponde ao movimento de partículas de onde elas estão mais concentradas parar onde estão menos concentradas, a fim de igualar a  concentração.

Através da membrana plasmática há difusão de pequenas moléculas, como as de oxigênio e as de gás carbônico e de certos íons.

Difusão facilitada

Um processo especial de difusão é o que ocorre no transporte de substâncias não solúveis na membrana como, por exemplo, a glicose.

Neste caso existem transportadores solúveis na membrana.

Assim, a glicose liga-se a um destes transportadores, torna-se temporariamente solúvel e atravessa a membrana.

Esse processo recebe o nome de difusão facilitada, e através dele, a membrana pode controlar o tipo de substância que entra e sai na célula.

A difusão facilitada ocorre através das membranas lipoproteicas.

Nesse tipo de difusão, algumas proteínas da membrana, chamadas permeases.

Essas proteínas atuam facilitando a passagem de certas substâncias que, por difusão simples, demorariam muito tempo para atravessar a membrana de modo a igualarem suas concentrações.

Esse processo é particularmente comum no movimento da glicose, de alguns aminoácidos, de vitaminas e de alguns íons, como o cálcio, o cloro, o sódio e do potássio.

Osmose

Osmose é a passagem de substâncias através de membranas semipermeáveis.

Estas são as que permitem a passagem de solventes, mas não de solutos.

Consideramos dois meios, A e B, separados por uma membrana semipermeável.

No meio A colocamos uma solução de cloreto de sódio em água a 30% e no meio B outra solução do mesmo sal, porém a 10%.

A solução que se encontra no meio A é mais concentrada e, por isso, dita hipertônica, enquanto que a do meio B, por ser menos concentrada, é denominada hipotônica.

O fenômeno osmótico baseia-se no seguinte principio:

Quando dois meios de concentrações diferentes estão separados por membranas semipermeáveis, há passagem de maior quantidade de solvente do meio menos concentrado para o meio mais concentrado.

A situação atinge o equilibrio quando as soluções atigem igual concentração.

Assim, para o exemplo proposto, a situação de equilíbrio será tingida quando a concentração das soluções nos meios A e B foram iguais, ou seja, tivermos soluções de cloreto de sódio a 20%.

Quando uma célula se encontra em meio de concentração igual à concentração de seu interior (isto é, em meio isotônico), ela se apresenta com aparência normal.

Em meio hipertônico a célula perde água e em meio hipotônico há entrada de água na célula, provocando aumento do seu volume.

No caso da célula animal, a entrada excessiva de água pode levar à ruptura da membrana (ou ruptura da célula).

Já no caso das células das plantas isso não ocorre, devido à presença da parede celular, que é muito resistente.

Plasmólise e Deplasmólise

Colocando-se uma célula vegetal túrgida, ou seja, completamente cheia de água, em uma solução hipertônica, ela perde água para o meio.

Se a concentração do meio for muito maior do que a ela célula, ela perderá muita água, o que pode fazer com que a membrana plasmática se separe ela parede celular.

Esse processo denomina-se plasmólise e é característico das células vegetais.

O processo inverso ao da plasmólise é a deplasmólise, em que a célula plasmoli­sada, ao ser colocada em água pura ou de baixa concentração, volta a ficar túrgida.

No citoplasma das células vegetais adultas existe uma região central relativamente grande, que é preenchida por uma organela denominada vacúolo.

O vacúolo possui membrana lipoproteica, denominada tonoplasto, que abriga o suco vacuolar, formado por uma solução aquosa de várias substâncias.

Como o tonoplasto é uma membrana lipoproteica, assim como todas as membranas internas existentes nas células, ele possui as mesmas características da membrana plasmática.

Desse modo, a água que sai da célula vegetal provém principalmente do vacúolo.

O citoplasma e a membrana plasmática acompanham a contração do vacúolo e, na plasmólise, desligam-se da membrana celulósica.

Exemplo prático: temperando saladas

Você já deve ter temperado saladas para sua alimentação usando basicamente vinagre ou limão, sal e azeite.

Por experiência própria, você já deve ter observado que, algum tempo depois de terem sido temperadas, as verduras murcham.

Isso acontece porque, ao temperarmos a salada, estamos submetendo as células das verduras a um meio hipertônico, o que faz com que as células dos componentes da salada percam, por osmose, água para o meio e murchem.

A permeabilidade ativa: bomba de sódio e potássio

Os processos ativos são aqueles que ocorrem através da membrana plasmática ou de qualquer outra membrana lipoproteica da célula, graças ao fornecimento de energia do metabolismo celular.

Nesses processos, observa-se movimento de solutos contra o gradiente de concentração.

Ou seja, da solução menos concentrada para a mais concentrada.

Medindo-se a concentração de dois importantes íons para a célula, o sódio (Na+) e o potássio (K+), verifica-se maior concentração de íons Na+ no líquido extracelular, quando comparado com o meio intracelular, acontecendo o contrário com os íons K+.

O processo ativo que permite a manutenção da concentração diferencial desses íons é chamado bomba de sódio e potássio.

Utilizando energia, os íons sódio, que penetram na célula por difusão facilitada, são levados para o meio extracelular.

E os íons potássio, que saem da célula por difusão facilitada, são levados para o meio intracelular.

O bombeamento de sódio para fora e o de potássio para dentro da célula são realizados por uma proteína de transporte, com gasto de energia.

A manutenção de maior concentração de K+ no interior da célula e de Na+ fora da célula é fundamental para o metabolismo celular.

É importante a existência de alta concentração de íons K+ na célula.

Pois esses íons são necessários na síntese de proteínas e em algumas etapas da respiração.

A alta concentração de íons K+ dentro da célula, entretanto, pode trazer problemas osmóticos.

Pois a célula torna-se hipertônica.

O bombeamento de Na+ para fora da célula compensa a necessidade de alta concentração de K+ dentro da célula e resolve um problema osmótico.

Além disso, a bomba de sódio e potássio é importante na produção de diferença de cargas elétricas nas membranas.

Especialmente nas membranas de células nervosas e nas de células musculares, propiciando a transmissão de impulsos elétricos através dessas células.

Endocitose e Exocitose

Partículas maiores mecanismos não conseguem atravessar a membrana, mas podem ser incorporadas à célula por endocitose.

Endocitose, então, nada mais  é que, a captura de substâncias pela célula.

Há dois tipos de endocitose: a fagocitose e a pinocitose.

A fagocitose (fagos=comer; citos=célula; ato de a celula comer) é um processo de ingestão de partículas grandes, tais como microrganismos e restos de outras células.

A pinocitose (pinos=beber; ato de a célula beber) está relacionada à ingestão de moléculas dissolvidas em água, tais como polissacarídeos e proteínas.

Fagocitose

A fagocitose é um mecanismo empregado por muitos protistas, em especial as amebas, para a obtenção de alimento, englobando outros microrganismos.

Nos multicelulares, a fagocitose é exercida apenas por certas células especializadas, como é o caso dos macrófagos (um tipo de célula encontrada no sangue e também em outros tecidos do corpo humano) e dos neutrófilos (um tipo de glóbulo branco de sangue).

Essas células atuam no mecanismo de defesa do corpo humano contra infecções, fagocitando microrganismo patogênicos.

Além disso, fagocitam células debilitadas e restos celulares, realizando um importante serviço de “limpeza” de nosso corpo.

Tanto nas amebas quanto nos demais tipos celulares que realizam fagocitose, o material ingerido fica no interior de uma vesícula grande, denominada fagossomo.

E é degradado por ação de enzimas específicas.

Pinocitose

Ao contrário da fagocitose, que é realizada apenas por algumas células especializadas, a pinocitose ocorre praticamente em todos os tipos celulares.

As partículas ingeridas por pinocitose ficam no interior de pequenas vesículas denominadas pinos­somos e podem servir como alimento para as células.

Enquanto os mecanismos de endocitose descritos envolvem a ingestão de materiais, a exocitose envolve a eliminação de material de dentro para fora da célula.

Por exocitose são lançadas para fora das células secreções importantes que atuam em diversas etapas do metabolismo de nosso corpo.

A exocitose é, portanto, um processo frequente nas células com função secretora.

Como as do pâncreas, que secretam insulina e glucagon (hormônios lançados na corrente sanguínea que atuam no metabolismo de açúcares).

Essas substâncias são produzidas no interior das células e ficam armazenadas em vesículas intracelulares.

Por exocitose, essas vesículas lançam o seu conteúdo para fora da célula.

Também por exocitose são eliminados resíduos do material digerido dentro da célula.

Esse tipo de exocitose é denominado clasmocitose ou defecação celular.

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Graduada em Ciências Biológicas (licenciatura) pelo Centro Universitário Claretiano, Mestre em Ciências (ênfase Ensino de Biologia) pela Universidade de São Paulo. Trabalha com biologia geral, com ênfase em estratégicas didáticas e linguagem.

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