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O que é Transporte Passivo: tipos, resumo

Entenda sobre os tipos de transporte passivo como a difusão simples, osmose, e difusão facilitada

O transporte passivo é um tipo de transporte celular no qual substâncias como íons s e moléculas s se movem a favor de seus respectivos gradientes de concentração. Isso significa que a substância tende a se mover de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração. As substâncias tendem a deslocar-se para a região onde são poucas.

Existem dois tipos de transporte em nosso corpo – Transporte Ativo e Passivo, que ajudam no transporte de nutrientes bioquímicos como água e oxigênio para as células.

Qual a diferença entre transporte passivo e transporte ativo

  • Transporte ativo:  É o processo biológico de movimento das moléculas contra o gradiente de concentração. Assim, requer energia química para transportar os componentes da área ou parte do corpo mais concentrada para a mais alta.
  • Transporte passivo:  É o processo biológico de movimentos do bioquímico através das membranas celulares e tecidos.

O transporte passivo é um fenômeno natural, que não requer nenhuma energia externa. Vamos explorar mais sobre o transporte passivo, seus tipos e outros exemplos relacionados.

Difusão simples e osmose

A água é o componente mais abundante nas células, e as membranas biológicas têm a capacidade de deixar que a água líquida transite com facilidade, entrando e saindo da célula.

As membranas devem permitir a passagem de átomos e moléculas necessários a seu funcionamento, e também impedir a entrada de outras substâncias e microrganismos. A essa capacidade de regular o trânsito do que entra e do que sai da célula dá-se o nome de permeabilidade seletiva.

Ao observar uma célula vegetal viva ao microscópio, pode-se ver a grande quantidade de água contida em seu interior. Note como os cloroplastos tendem a ocupar as bordas das células. Isso ocorre devido ao fato de seu centro estar ocupado por uma estrutura repleta de água.

Folha de uma planta aquática muito comum em aquários (Elodea sp.), vista ao microscópio óptico, com luz azul. O centro das células parece vazio, mas está preenchido com água. Os corpúsculos verdes são os cloroplastos. As células têm largura de cerca de 62 μm.
Folha de uma planta aquática muito comum em aquários (Elodea sp.), vista ao microscópio óptico, com luz azul. O centro das células parece vazio, mas está preenchido com água. Os corpúsculos verdes são os cloroplastos. As células têm largura de cerca de 62 μm.

Essa grande quantidade de água confere certa rigidez à folha. De fato, plantas em solo bem úmido têm aspecto viçoso. No entanto, uma planta em um vaso com pouca água logo começa a murchar, em decorrência da perda de água de suas células.

Para compreender esses fenômenos, é necessário perceber como as substâncias se difundem espontaneamente. Acompanhe, na figura abaixo, a difusão de um corante adicionado a um copo com água ao longo de alguns minutos.

difusão de um corante adicionado a um copo com água
Um corante colocado em um copo com água se difunde espontaneamente por todo o volume de água líquida. O gelo apenas evidencia o curto espaço de tempo envolvido.

Por que as moléculas do corante se espalham pela água? Na verdade, se fosse possível observarmos cada molécula de corante, veríamos um conjunto de partículas com um movimento oscilatório errático. Sem encontrar limites físicos, a tendência de um conjunto de moléculas assim organizadas é se espalhar.

Mas esse conjunto de moléculas de corante se move em outro conjunto de moléculas, as moléculas de água, que também estão no estado líquido. Na foto 1 da figura, podemos ver uma região com alta concentração de corante (colorida por um azul intenso) e outras áreas com alta concentração de água, que seriam as porções límpidas do líquido.

Na foto 3, a situação é diferente: não há regiões de maior e menor concentração de corante e de água líquida, e a solução tornou-se homogênea. Isso demonstra que a difusão ocorre sempre a favor de um gradiente de concentração, da região mais concentrada para a menos concentrada.

Imagine que no copo houvesse uma membrana que deixasse passar tanto a água quanto o corante. O resultado seria exatamente o observado e estaríamos diante de um caso comum de difusão. No entanto, imagine agora que a membrana deixasse passar água, mas não deixasse passar as moléculas do corante. Nessa situação, estaríamos diante de um caso especial de difusão, pois a água poderia se deslocar a favor do gradiente, mas o corante não, uma vez que seria impedido pela membrana. Esse caso específico de difusão é chamado osmose.

Agora veja na próxima figura chamamos de potencial hídrico a energia potencial que a água possui e que lhe permite, por exemplo, passar da parte alta à parte baixa de uma cachoeira, sair de um conta-gotas ou passar de uma região ou compartimento em que está concentrada para outra região ou compartimento no qual ela está misturada com algum soluto.

A água se desloca de acordo com o gradiente de potencial hídrico, indo das regiões de maior potencial para as de menor potencial. A água pura tem potencial hídrico maior do que a água misturada a outras substâncias.

Esse movimento da água pode ser facilmente observado em plantas. Um experimento muito simples, no qual um pequeno ramo de uma planta foi parcialmente imerso em uma solução de água e sal de cozinha por alguns minutos.

Ao ser colocado por alguns minutos em uma solução salina, o ramo murcha.
Ao ser colocado por alguns minutos em uma solução salina, o ramo murcha.

Observe como a folha murchou conforme perdeu água para a solução salina. A explicação para esse fenômeno macroscópico tem bases citológicas, relacionadas à permeabilidade da membrana celular. A água contida nas células da folha vai para o meio salino, e as células ficam flácidas.

O que ocorre quando a folha é parcialmente imersa em água destilada, ou seja, um meio com maior concentração de água do que o citosol.

O resultado do segundo experimento demonstra que as células da folha absorveram água do meio externo e ficaram túrgidas, ou seja, cheias de água. Nos dois casos, variações da folha em nível macroscópico refletem mudanças em nível celular. As células perderam ou ganharam água por variações do potencial hídrico da água circundante.

Quando a concentração de solutos é maior no meio externo do que no interior celular, diz-se que o meio circundante é hipertônico.

Em contrapartida, se o meio externo estiver menos concentrado do que as células, ele é dito hipotônico. Nas situações em que a concentração de solutos é igual dentro e fora da célula, o meio é chamado isotônico. Esquematicamente, podemos representar o que ocorre com uma célula vegetal nessas três condições.

Esquema mostrando o fluxo de água em uma célula vegetal em meios hipertônico, isotônico e hipotônico.
Esquema mostrando o fluxo de água em uma célula vegetal em meios hipertônico, isotônico e hipotônico.

Além da membrana plasmática, a célula vegetal é revestida por uma parede de celulose, um polímero de glicídios muito resistente (estudado no capítulo 3, subitem “Polissacarídeos”). Essa parede é forte o suficiente para evitar o rompimento da célula nas condições em que ela tende a absorver água, como, por exemplo, ao ser submetida a um meio hipotônico. Ela explica também a razão de o colesterol não ser imprescindível à membrana das células vegetais.

A pressão exercida pela célula sobre a parede celular é chamada pressão de turgor e mantém a célula túrgida. Essa pressão é resultante da entrada de água na célula por osmose: quanto maior a pressão de turgor, mais água penetra no meio intracelular. A força contrária a essa pressão é chamada pressão de parede. A perda de água de uma célula vegetal é denominada plasmólise.

As células animais comportam-se de maneira parecida com as células vegetais. Observe, na figura abaixo, a representação de glóbulos vermelhos do sangue submetidos a meios com diferentes concentrações de solutos.

Esquema do fluxo de água em uma célula animal em meios hipertônico, isotônico e hipotônico. Ao contrário das células vegetais, as células animais não têm parede celular, e suas membranas podem se romper.
Esquema do fluxo de água em uma célula animal em meios hipertônico, isotônico e hipotônico. Ao contrário das células vegetais, as células animais não têm parede celular, e suas membranas podem se romper.

Note que as hemácias murcham em meio hipertônico, perdendo água para o meio, ao passo que em meio hipotônico incham a ponto de estourar. Essas situações demonstram como é importante a manutenção do equilíbrio entre solvente e soluto no sangue.

A permeabilidade seletiva da membrana não permite a passagem de íons sódio (Na+) e cloro (Cl–), porém o gás oxigênio (O2 ) e o gás carbônico (CO2 ) atravessam a membrana livremente. As moléculas desses gases são apolares e se difundem a favor de um gradiente de

concentração, deslocando-se de regiões em que estão mais concentradas para regiões em que estão em menor concentração. Esse tipo de difusão simples é denominado transporte passivo.

Difusão facilitada

A camada hidrofóbica das biomembranas é um forte obstáculo à passagem de compostos iônicos e polares. No entanto, sabemos que há passagem de íons e, principalmente, de água pelas biomembranas, além de uma série de moléculas muito maiores. Proteínas específicas da membrana, chamadas proteínas canais, realizam esse transporte.

Representação da bicamada de fosfolipídios, glicídios ligados à membrana (verde), a porção hidrofílica das moléculas (esferas vermelhas), suas caudas hidrofóbicas (bastões laranja), o colesterol (esferas amarelas) ligado a elas e diversos tipos de proteínas de membrana (azuis), que facilitam a passagem de substâncias polares e íons.

As proteínas canais possuem um canal central hidrofílico que permite a passagem de água e de alguns compostos atômicos iônicos, sempre a favor do gradiente de concentração. Essa forma de transporte passivo é chamada difusão facilitada por canais proteicos.

Esses canais são comuns em bactérias e em algumas organelas citoplasmáticas. Os canais proteicos são muito seletivos e não se apresentam permanentemente abertos, sendo sensíveis a estímulos externos às células, como estímulos hormonais. Essas proteínas exercem sua função na membrana sem ligar-se às substâncias de passagem.

Já as proteínas carreadoras, ou permeases, ligam-se a substâncias específicas que são transportadas para o interior celular. Essas proteínas são extremamente seletivas e especialmente eficientes para promover a passagem de substâncias em baixa concentração. Assim como as proteínas de canal, as permeases promovem a difusão facilitada.

A glicose é um exemplo de molécula que atravessa a membrana plasmática passando pelas proteínas carreadoras. Observe a figura abaixo e localize a proteína carreadora que poderia se ligar especificamente à glicose. Repare como há mais partículas de glicose no meio externo da célula.

transporte passivo
Representação artística de duas proteínas de membrana. As proteínas canais (à esquerda) permitem a passagem de substâncias que teriam difi culdade de atravessar o meio hidrofóbico da membrana. As proteínas carreadoras (à direita) aceleram muito a difusão pela membrana.

Tais proteínas carreadoras são muito específicas e não se ligariam à galactose, por exemplo. Elas são capazes de promover a entrada da glicose pela membrana de hemácias cerca de 50 mil vezes mais rápido do que ocorreria espontaneamente.

Nos deslocamentos promovidos pelas proteínas carreadoras, o soluto movimenta-se a favor do gradiente de difusão, ou seja, das regiões em que se encontra mais concentrado para as regiões em que sua concentração é mais baixa.

A osmose, a difusão simples e a difusão facilitada são formas de transporte passivo: ocorrem sem gasto de energia.

Thiago Faruk

Thiago Faruk é biólogo formando pela USP e mestre em ensino de ciências e matemática pela Unicamp. É um grande prazer ser um colaborador do Planeta Biologia. Aqui minha função é produzir artigos e fazer curadoria de artigos que chegam até mim, fazendo correções, edições e oferecer aos nossos leitores o melhor conteúdo na área de biologia.

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