Transporte passivo e permeabilidade seletiva

RKA - Nestes vídeos, eu quero que você comece a pensar sobre maneiras através das quais moléculas podem atravessar a membrana celular, tanto de fora para dentro, como de dentro para fora. E o primeiro tipo de transporte de moléculas através da membrana sobre o qual eu vou falar, é aquele que não requer gasto de energia, ou seja, é aquele que envolve a movimentação de moléculas a favor do gradiente de concentração. E a este tipo de transporte nós damos o nome de "transporte passivo", ou seja, não há gasto de energia para que ele ocorra. Ele envolve apenas a movimentação de moléculas a favor do gradiente de concentração. Aqui nessa representação, nós temos muitas moléculas que podem querer ir a favor de seus gradientes de concentração, mas essa membrana é seletivamente permeável, de modo que será mais ou menos permeável a diferentes tipos de moléculas. Então, vamos pensar um pouco sobre estes diferentes tipos de moléculas e como elas podem se difundir passivamente pela membrana. Se tivermos moléculas bem pequenas, nós podemos pensar que elas serão capazes de se encaixar nos espaços entre as cabeças hidrofílicas, e também capazes de se encaixar entre os espaços das caudas hidrofóbicas, e assim, passar pela membrana. Então, se uma molécula é pequena, isso auxilia no transporte passivo, na difusão pela membrana, e, em particular, uma molécula não só pequena, mas também sem carga, realmente facilita a ocorrência do transporte passivo. Um bom exemplo deste tipo de molécula é o dióxido de carbono, que é uma molécula pequena e não apresenta carga. Digamos que haja uma maior concentração de CO2 no meio intracelular do que no meio extracelular. Como nós aprendemos no vídeo sobre difusão, em um determinado período, teremos um número maior de moléculas de dióxido de carbono no interior da célula interagindo com a membrana, do que no exterior. E, com certeza, eles não apresentam nenhuma carga, de modo que não serão atraídos pelas cabeças hidrofílicas, nem pelos fosfolipídios assim como, também, não serão repelidos por eles. Então, teremos mais moléculas no interior, interagindo com a membrana, do que no exterior, e como elas são pequenas, algumas serão capazes de atravessar esta membrana, sem que sejam também atrapalhadas pelas caudas hidrofóbicas, de maneira que teremos moléculas indo em ambos os sentidos. Mas, haverá mais moléculas indo do interior para o exterior, do que do exterior para o interior. Então, elas se moverão a favor do gradiente de concentração. Ficou bem claro que o dióxido de carbono pode se difundir com considerável facilidade através das membranas celulares. Uma outra molécula que também se encaixa nesta situação é o oxigênio molecular. Então, digamos que haja uma maior concentração de oxigênio no exterior da célula do que em seu interior. Como estamos falando de uma molécula muito pequena e que não apresenta carga, ela não será atraída pelas cabeças hidrofílicas, mas, como são bem pequenas, elas serão capazes de passar pelos espaços formados entre as cabeças hidrofílicas. E depois disso, elas também serão capazes de passar pelas caudas hidrofóbicas. E, como há uma maior concentração no meio extracelular do que no meio intracelular, nós teremos, em um dado período, mais interações aleatórias das moléculas indo neste sentido, do que neste outro sentido. Teremos, então, um movimento líquido das moléculas de oxigênio para o interior da célula. E assim, podemos dizer que estas moléculas se difundem quase que naturalmente. É claro que a passagem delas será obstruída por todas essas outras moléculas que compõem a membrana celular, mas, mesmo assim, elas serão capazes de atravessá-la. E as moléculas que terão muito problema em atravessar a membrana celular? Um exemplo disso seria um íon sódio, ou um íon potássio. Mas por que eles teriam tanta dificuldade em passar pela membrana celular? Imaginemos que haja uma maior concentração de sódio no exterior do que no interior da célula. Estes íons sódio serão atraídos pelas cabeças hidrofílicas, às quais apresentam carga, porém não haverá razão para que eles continuem atravessando a membrana, uma vez que as caudas hidrofóbicas não os atrairão. Assim, estes íons podem se aglutinar ao redor das cabeças de fosfato, mas não serão capazes de atravessar a membrana celular. Então, moléculas que apresentam carga terão uma enorme dificuldade em se difundir passivamente. Nós veremos, em outros vídeos, que há outras maneiras destas moléculas passarem pela membrana celular. Há estruturas, como proteínas de canal, que basicamente funcionam como verdadeiros túneis para estes tipos de molécula. Mas nós falaremos mais sobre isso depois. E o que acontece com moléculas que possuem carga parcial, como é o caso das moléculas de água? E água é extremamente importante, porque as células vivem em um ambiente aquoso. Elas estão cercadas por água, tanto na parte interior como na parte exterior. A molécula de água apresenta carga parcial, já que sendo composta por oxigênio e dois hidrogênios, apresenta uma carga negativa parcial nesta extremidade, e uma carga positiva parcial nesta outra extremidade. E nós chamamos estas cabeças de fosfato de "hidrofílicas", porque elas são atraídas pela água, e a água é atraída por elas. Então, as moléculas de água com certeza serão atraídas pelas extremidades hidrofílicas, mas, como apresentam carga parcial, muitas delas conseguirão seguir o caminho e acabar atravessando a membrana plasmática. Então, a molécula de água é suficientemente pequena e é polar, ou seja, tem carga parcial. E apesar disso, ela consegue se difundir, não tão facilmente quanto as moléculas de dióxido de carbono, ou de oxigênio molecular, mas a difusão acontece. Como veremos em outros vídeos, há maneiras de facilitar este processo de difusão da água, a exemplo estruturas como as aquaporinas, que são canais proteicos que atravessam a membrana, de modo que, assim, a passagem de água não será dificultada pela bicamada fosfolipídica. E, é claro, nós temos também moléculas extremamente grandes. Se houvesse uma proteína muito grande aqui, ela teria muita dificuldade em atravessar a membrana, já que, devido ao seu tamanho, ela não seria capaz de passar pelos pequenos espaços. Espero que este vídeo tenha dado a vocês uma noção do que pode se difundir através da membrana celular. E esta é uma forma de transporte passivo. E no próximo vídeo, nós falaremos sobre transporte passivo facilitado. Até lá!