Difusão facilitada

O esquema de disseminação facilitado

Qual é a disseminação facilitada?

O Difusão facilitada É um fenômeno físico que implica o transporte de moléculas, íons ou substâncias líquidas através de uma membrana em favor de seu gradiente de concentração e graças à participação de estruturas que "facilitam" o movimento disse.

Nesse tipo de transporte, o movimento das partículas sempre ocorre em favor de seu gradiente de concentração, ou seja, que elas se movem através de uma membrana de uma região onde sua concentração é "maior" em direção a outro onde é "menor".

A difusão disseminada não requer a contribuição da energia química, ou para iniciar o movimento das partículas ou para a manutenção disso. Muitos aminoácidos, carboidratos (açúcares), íons e gases entram no interior das células de difusão facilitadas.

As membranas celulares são responsáveis ​​por "separar" o conteúdo citosólico do ambiente extracelular e são "seletivamente permeáveis" a diferentes substâncias, dependendo de suas características. Isso é possível graças à existência de proteínas transportadoras que formam canais ou poros para a entrada ou saída de partículas.

O transporte de certas moléculas requer energia, pois é contra seu gradiente de concentração; Outros entram por difusão simples (cruzando a membrana livremente) e outros são transportados em favor de seu gradiente por canais ou poros (difusão facilitada).

Características da difusão facilitada

Para definir a disseminação facilitada, podemos mencionar algumas de suas características:

- A maioria das moléculas se move de um compartimento de membrana para outro através de proteínas "incorporadas" na membrana celular, que funcionam como "canais".

- O transporte de substâncias sempre obedece ao mesmo endereço: do local onde sua concentração é maior em direção ao local de menor concentração.

- Nenhuma energia é investida para mobilizar as moléculas a serem transportadas.

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- Para que esse tipo de transporte ocorra, deve haver uma membrana impermeável entre os dois compartimentos.

- As moléculas são transportadas para a célula espontaneamente. No entanto, a saída dessas moléculas dentro da célula para fora é regulada para que não ocorra espontaneamente.

- Geralmente, o transporte de difusão facilitado é dado para as moléculas que, devido às suas características físicas e/ou químicas, não podem atravessar livremente a membrana celular.

Tipos de disseminação facilitados

Até agora, três tipos diferentes de difusão disseminados foram descritos. Estes variam de acordo com as características das proteínas que "facilitam" o transporte e são:

Difusão através de proteínas do canal

Disseminação fornecida através do canal de proteína

Isso implica a participação de proteínas especializadas para o transporte de moléculas que estão principalmente em um estado líquido. Essas proteínas são conhecidas como proteínas "canais" e formam uma espécie de "poros" para aqueles que rapidamente cruzam moléculas de água ou pequenos íons.

Difusão através de proteínas de canal fechado

Conformação aberta e fechada de um canal de portão fechado (Fonte: Efazzari / CC BY-SA via Wikimedia Commons e modificado por Raquel Parada Puig)

Nesse tipo de transporte, proteínas que formam canais também participam, mas estes possuem um sistema molecular do tipo "portão" que regula a entrada de substâncias.

Assim, a entrada de qualquer substância através das proteínas do canal “fechada” exige que a união de substâncias para locais específicos na sequência peptídica do canal, portanto, é necessário um reconhecimento específico da molécula.

A entrada ou saída das substâncias, portanto, é possível apenas quando as proteínas transportadoras "percebem" um estímulo (sinais químicos, térmicos, elétricos ou mecânicos que permitem a abertura do canal, que de outra forma permanece sempre aberto.

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Existem diferentes tipos dessas proteínas, que são classificadas de acordo com o íon ou molécula que transportam. Existem, por exemplo, canais de sódio (Na+), cálcio (Ca+), glicose (C6H12O6), entre outros.

Difusão através de proteínas transportadoras

Esse tipo de difusão ocorre através de proteínas que transportam grandes íons ou moléculas através da membrana plasmática. Uma característica importante desse transporte é que a união com a molécula a ser transportada faz com que as proteínas transportadoras alterem sua conformação.

Em vez de manter um portão fechado que se abre em resposta a um estímulo (como no caso anterior), as proteínas transportadoras mediam o transporte apenas quando se juntam aos substratos transportados e alteraram sua forma durante o processo.

São proteínas especializadas no transporte da quantidade necessária de moléculas para a célula e, portanto, são transportadores muito seletivos.

Exemplos de difusão facilitados

- Aquaporins

As proteínas do canal conhecidas como aquoporinas são, talvez, o exemplo mais representativo de proteínas que participam do transporte por disseminados, pois permitem a rápida passagem de moléculas de água do meio extracelular para o ambiente intracelular através dos canais que se formam na membrana.

As células radiculares das plantas e caules usam aquaporinas para absorver a água de forma rápida e eficaz.

Esquema representativo de uma proteína do canal de transporte aquático (aquaporina)

As células animais também têm aquaporinas, mas em menor quantidade que as células vegetais (a membrana vacuolar de muitos protozoários, por exemplo, é rica em aquaporinas).

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- Canais de sódio

As células nervosas de animais de vertebrados têm canais de sódio cuja abertura é estimulada por sinais químicos que permitem a entrada deste íon. Esses canais são um bom exemplo daqueles canais de "porta" fechados que mencionamos acima.

- Transportador de glicose

Outro exemplo de difusão disseminada através dos canais de "porta" é o transporte de glicose através da membrana.

As moléculas de glicose têm um tamanho e características de modo que os impedem de atravessar a membrana celular através, por exemplo, "pequenos" canais como aquaporins.

Além disso, as células devem manter as concentrações internas desse soluto em regulamentação estrita, uma vez que os requisitos de energia necessários para o seu catabolismo nem sempre estão disponíveis; o que significa que Nem toda a glicose que pode entrar deve entrar Para a célula.

O mecanismo de transporte dessas moléculas implica a participação de proteínas transportadoras que são facilmente estimuladas para iniciar o transporte e alterar a formação depois de se juntarem às moléculas que devem transportar.

- Canais iônicos

Existem muitos canais iônicos que são proteínas de transporte que funcionam na disseminação fornecida.

No caso de íons potássio (K+) e cloro (Cl-), por exemplo, que são grandes íons com funções e influências muito específicas no interior da célula, sua entrada é frequentemente combinada com a saída de outros íons igualmente importantes.

A entrada e saída desses íons são estritamente controladas e muitos dos canais de difusão iônica facilitados são ativados apenas quando são estimulados pelo efeito da carga de íons, que exerce um estímulo direto na proteína transportadora.

Referências

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m., & Walter, P. (2013). Biologia celular essencial. Garland Science.
2. Azcón-bieto, J., E calcanhar, M. (2000). Fundamentos da fisiologia vegetal (Não. 581.1). McGraw-Hill Interamerican.
3. Bauer, m., & Metzler, r. (2013). Modelo de difusão facilitada in vivo. PLOS ONE, 8 (1).