Uniportadores, simportadores e antiportadores

RKA - Vamos falar, então, sobre as diferentes maneiras por meio das quais moléculas podem atravessar uma membrana celular. Bom, talvez a maneira mais básica, o mais passivo dentre os diferentes tipos de transportes passivos, seja a difusão simples. Se tivermos uma molécula suficientemente pequena (digamos que seja oxigênio molecular, que é bem pequeno, não apresenta carga e é apolar), ela será capaz de se difundir diretamente pela membrana a favor de seu gradiente de concentração. Mas, se começarmos a falar sobre moléculas um pouco maiores ou com mais carga, nós precisaríamos de alguma ajuda. E o primeiro tipo de auxílio é somente ajudar a permitir que moléculas fluam a favor de seus gradientes de concentração. E nós chamamos isso de difusão facilitada. Há, inclusive, um vídeo inteiro dedicado a este fenômeno. Bom, e um tipo de difusão facilitada é através de um canal que permita a livre passagem de moléculas, promovendo a existência de um fluxo delas a favor do gradiente de concentração. E nós vimos que os canais iônicos de potássio, numa situação em que há uma maior concentração de potássio no interior da célula por causa da bomba de sódio e potássio, permite que o potássio flua a favor de seu gradiente de concentração. Isso será posto em xeque por causa de sua carga, dentre outros aspectos, e nós falaremos sobre isso em outros vídeos, mas, basicamente, o que eu quero dizer é que este canal é como um túnel. Algumas vezes, no entanto, estes túneis estarão fechados, e serão abertos somente se um determinado gatilho for ativado. Nós podemos ver isso quando falamos de sinais abrindo canais regulados por voltagem e neurônios a partir da despolarização de suas membranas. Uma vez que a voltagem atinja um determinado valor, o canal se abre; e, então, o sódio, que está em maior concentração no lado de fora, pode entrar na célula indo a favor de seu gradiente de concentração. E estes dois casos referem-se à difusão facilitada, ou seja, são casos de transporte passivo, de modo que estamos permitindo que moléculas fluam a favor de seus gradientes de concentração. Aqui você pode ver que o potássio está indo em direção ao seu gradiente de concentração. Há uma maior concentração no meio intracelular e uma menor concentração no meio extracelular; então, nós estamos permitindo que ele flua a favor de seu gradiente de concentração. Aqui, há uma maior concentração de sódio fora da célula, e uma menor concentração dentro da célula, e isso acontece por causa da bomba de sódio e potássio, mas nós estamos permitindo que ele também flua a favor de seu gradiente de concentração. Agora, vamos falar sobre transporte ativo. Bom, para que o transporte passivo aconteça, não há gasto de energia. Ocorre apenas um espalhamento de partículas a favor de seus gradientes de concentração. Já no transporte ativo, ou há uso direto de energia para fazer com que moléculas de uma determinada substância movam-se contra o seu gradiente de concentração; ou há o uso de energia proveniente de um transporte ativo anterior para ajudar alguma outra molécula a ir contra seu gradiente de concentração. Bom, vamos falar primeiro do transporte ativo primário, porque é um pouco mais fácil de se pensar sobre. Na verdade, nenhum dos dois são assim tão assustadores, e o melhor exemplo disso, se estivermos falando sobre células animais, é a bomba de sódio e potássio, que é extremamente importante para estabelecer o potencial de membrana. Mas os gradientes de concentração instaurados pela bomba também são muito importantes. Ela expulsa íons de sódio para fora da célula, contra seu gradiente de concentração; então, os íons de sódio já possuem uma maior concentração no meio extracelular, mas continuam sendo bombeados para fora. E para fazer isso, é preciso usar ATP. E, na bomba, este ATP sofre hidrolisação e fosforilação, liberando ADP e um grupo fosfato. E é por isso que, muitas vezes, isso é chamado de ATPase; é uma classe de enzimas que ajudam na decomposição de ATP. E, bom, a energia liberada é utilizada na eliminação de íons sódio e no ingresso de íons potássio no meio intracelular. E, então, como veremos, este sódio que foi expulso para fora da célula forma uma espécie de energia potencial, porque ele começa a configurar um gradiente eletroquímico, que poderá ser usado para fazer um transporte ativo secundário funcionar. E nós falaremos sobre isso daqui a alguns segundos. Bom, isso é o que ocorre nas células animais; mas, analogamente, nas células vegetais, de fungos e procariontes, temos a bomba de próton, que apresenta o mesmo princípio da bomba de sódio e potássio, mas, ao invés de funcionar nas duas direções, ela apenas joga os prótons fora da célula, contra o gradiente de concentração. Então, mesmo que haja uma maior concentração fora da célula do que dentro da célula, essa bomba continuará a expulsar os prótons. Mas, para fazer isso, ela usa ATP (para mudar a sua conformidade da maneira correta). É por isso que pode ser chamada de próton-ATPase; e essa, algumas vezes, é chamada de sódio-potássio-ATPase, que é a bomba de sódio e potássio. E você não verá ambas na mesma célula. Eu vou desenhar uma linha bem aqui, e isso se refere a vegetais, fungos; e isso é visto em células animais. Mas em ambos os casos há um uso ativo de energia; eles estão usando diretamente ATP para transportar moléculas contra seus gradientes de concentração, sendo por isso que chamamos este fenômeno de transporte ativo. Bom, como foram estabelecidos gradientes eletroquímicos, estes podem ser usados em outras formas de transporte ativo. E é por isso que chamamos estas outras formas de transporte ativo secundário. Aqui, nós temos uma representação de uma proteína cotransportadora; e essa é uma proteína cotransportadora de glicose e sódio, que favorece o retorno de íons de sódio para o interior da célula a favor de seu gradiente de concentração, que foi estabelecido através da bomba de sódio e potássio. E esse gradiente representa um reservatório de energia, de modo que esta energia de difusão do sódio acaba sendo usada também para transportar a glicose contra o seu gradiente de concentração. Então, a glicose já apresenta uma maior concentração no interior da célula e uma menor concentração, obviamente, no exterior; mas está sendo transportada por esta proteína cotransportadora contra o seu gradiente de concentração, ao mesmo tempo em que o retorno de íons de sódio para o interior da célula também é favorecido. Ou seja, temos aqui um exemplo de simporte, que é o transporte de duas substâncias num mesmo sentido através de uma proteína de transporte. Mas veremos um pouco mais sobre isso em outros vídeos. Então, nós temos um outro exemplo de transporte ativo secundário, que é o antiporte. No simporte, como já dito, duas substâncias distintas estão sendo transportadas por uma proteína cotransportadora na mesma direção, sendo que uma destas substâncias está indo a favor de seu gradiente de concentração, o que está essencialmente dando energia para esse transporte, enquanto a outra vai contra o seu gradiente de concentração. Por isso que este fenômeno é caracterizado como transporte ativo. No transporte antiporte, por outro lado, as duas substâncias estão indo em direções opostas; então, nós temos um antiporte de sódio e cálcio, e, aqui, o sódio está indo a favor de seu gradiente de concentração, que está fornecendo energia suficiente para que os íons de cálcio fora da célula fluam contra o seu gradiente de concentração. Então, como há uma substância indo contra o seu gradiente de concentração (mais uma vez, nesse caso, é o cálcio), nós estamos falando de transporte ativo. Mas, como os íons de sódio estão indo numa direção diferente dos íons de cálcio, nós chamamos isso de antiporte; enquanto isto aqui é chamado de simporte. Você pode se perguntar se a bomba de sódio e potássio é um antiporte; mas a diferença é que, neste caso, estamos falando de um transporte ativo primário e, na bomba de sódio e potássio, as duas substâncias estão indo contra os seus gradientes de concentração. Enquanto isso, num legítimo antiporte, ocorre transporte ativo secundário: as moléculas de uma determinada substância estão indo a favor de seu gradiente de concentração, o que está fornecendo energia para que as moléculas da outra substância consigam fluir contra o seu gradiente de concentração. Até o próximo vídeo!