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Gradientes eletroquímicos e transporte ativo secundário

Transcrição de vídeo

RKA - No vídeo sobre a bomba de sódio e potássio, nós falamos sobre como ela ajuda a célula a manter o seu potencial de membrana. E ela faz isso ao bombear ativamente três íons sódio para o exterior para cada dois íons potássio bombeados para o interior. E esta razão de dois para três por si só não estabelece completamente o potencial elétrico de membrana, mas então os íons potássio conseguem se difundir a favor do gradiente de concentração, indo do meio intracelular de volta para o meio extracelular. E é claro que há um fator de equilíbrio neste processo, que é a carga, porque se o exterior está mais positivo do que o interior da célula, um íon carregado positivamente, como é o caso dos íons potássio, não tenderão tanto a ir para fora da célula, por causa de sua carga. Assim, haveria uma tendência maior de eles voltarem para o interior. Mas, como no meio extracelular há uma menor quantidade dos íons potássio, a probabilidade destes íons, que estão fora da célula, entrarem nessa proteína de canal é muito menor do que os íons que estão dentro da célula, de maneira que teremos um equilíbrio, ou seja, os íons potássio vão começar a se difundir a favor do gradiente de concentração, mas não haverá um equilíbrio de concentrações, porque a carga do meio extracelular tenderá a mantê-los dentro da célula. Mas e o que acontece com os íons sódio? Eles ficarão mais e mais concentrados no lado exterior da célula, de maneira que este lado passa a ficar cada vez mais positivo. Se não houvesse uma membrana bem aqui, os íons sódio se difundiriam a favor do gradiente de concentração, ou seja, se difundiriam para baixo. Claro, se nós somente estivéssemos pensando no fator concentração. Então, há uma maior concentração bem aqui e uma menor concentração nesta outra parte, de maneira que, se não houvesse nenhuma membrana os íons sódio se difundiriam naturalmente da parte que apresenta maior concentração para aquela que apresenta menor concentração. Este é o gradiente de concentração do sódio. E nesta situação, não temos apenas uma diferença de concentração: nós já vimos que este lado é mais positivo do que este outro; ou nós podemos dizer também que há uma diferença de potencial positiva entre aqui e aqui. Então, íons carregados positivamente, como os íons sódio, tendem a ir para baixo por causa de suas cargas. E assim, há duas razões pelas quais estes íons tendem a ir deste lado da membrana para este lado da membrana: essas motivações são o gradiente de concentração e a carga deles, ou, como vimos anteriormente, o potencial elétrico. Há toda esta energia potencial destes íons tentando ficar longe de todas as cargas positivas. E a esta combinação de motivações para que os íons sódio tendam a se mover neste sentido, nós damos o nome de "gradiente eletroquímico", ou seja, a combinação do gradiente elétrico e do gradiente químico. Então, nós temos uma maior concentração aqui do que aqui. Portanto, há uma maior tendência de difusão neste sentido, de modo que teríamos um movimento líquido para baixo, caso esta membrana não estivesse aqui. Então, nós acabamos de falar sobre o potencial químico, e, ao mesmo tempo, há maior número de cargas positivas neste lado do que neste outro lado. Então, íons carregados positivamente tendem a se mover para baixo, de maneira que podemos ver este gradiente como uma fonte de energia potencial. E as células realmente usam este gradiente, no caso o gradiente eletroquímico do sódio, como uma fonte de energia. Então, digamos que esta proteína bem aqui seja uma proteína carreadora, na qual ocorre o processo de simporte, e o que ela faz é utilizar o gradiente eletroquímico de um tipo de íon, no caso o íon sódio. Então, ela aproveita o fato de que o sódio apresenta uma forte tendência em atravessar a membrana e utiliza esta energia. Nós podemos fazer uma analogia com a água que cai de uma cachoeira e consegue assim girar uma turbina, ou um moinho. Então, ela utiliza essa energia vinda do gradiente eletroquímico do sódio, que apresenta forte tendência em seguir esse sentido, por dois fatores: concentração e potencial elétrico. E, assim, esta energia é utilizada pela proteína carreadora para transportar outras moléculas. Um caso muito famoso disso é o transporte ativo de glicose: nesta situação, o sódio e a glicose são transportados juntos. E a glicose, no caso, é transportada contra o seu gradiente de concentração. E se estamos falando de algo sendo transportado contra seu gradiente de concentração, temos então transporte ativo. E o gradiente de concentração da glicose é, mais ou menos, assim: nós temos uma maior concentração no interior da célula do que no exterior, e a célula não tende a gastar toda a sua glicose, mas sim a acumular o máximo de glicose que for possível, de maneira que terá de realizar transporte ativo para transportar a glicose contra o seu gradiente de concentração, ou seja, para ir neste sentido. E aqui, a fonte de energia para ir contra o gradiente de concentração é a energia potencial armazenada a partir do gradiente eletroquímico do sódio. E este tipo de transporte ativo, em que há a utilização de energia que foi armazenada de uma outra forma de transporte ativo, no caso a bomba de sódio e potássio, nós chamamos de "transporte ativo secundário", ou seja, utiliza a energia armazenada a partir do gradiente eletroquímico de uma molécula para conduzir o transporte ativo de uma outra molécula, no caso a glicose. Até o próximo vídeo.
O conteúdo de Biologia foi criado com o apoio da Fundação Amgen
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