O que é o transporte ativo?

Transporte ativo é o bombeamento de solutos através de uma membrana biológica, contra sua concentração ou gradiente eletroquímico. A capacidade das células de manter pequenos solutos no citoplasma em concentrações superiores às do fluido circundante é um fator essencial na sobrevivência das células. Muitas células animais, por exemplo, mantêm concentrações de sódio e potássio significativamente diferentes das do ambiente. O transporte ativo permite que as células não apenas mantenham níveis viáveis ​​de soluto, mas também bombeiem íons através de um gradiente eletroquímico. Esse processo cria uma tensão na membrana que pode ser aproveitada para alimentar o trabalho celular.

Para entender o transporte ativo, é preciso primeiro entender o transporte passivo . De acordo com a segunda lei da termodinâmica, sem entrada de energia adicional, as partículas sempre passarão de um estado de ordem para um estado de desordem. No caso do tráfego celular, isso significa que pequenos solutos se moverão naturalmente de regiões mais organizadas de alta concentração para regiões menos organizadas de baixa concentração. Isso é conhecido como difusão em um gradiente de concentração . O transporte passivo é o movimento natural dos solutos através de uma membrana ao longo do gradiente de concentração.

Durante o transporte ativo, a célula deve trabalhar contra a difusão natural dos solutos. Para fazer isso, proteínas especializadas de transporte são incorporadas na membrana celular. Alimentado por trifosfato de adenosina (ATP), as proteínas de transporte movem seletivamente solutos específicos para dentro ou para fora da célula. Uma maneira comum de o ATP potencializar esse trabalho é doar seu grupo terminal de fosfato para a proteína transportadora, provocando uma mudança de forma na molécula de proteína. A mudança conformacional faz com que a proteína mova solutos que se ligam à sua superfície extracelular para o interior das células e os libere.

Um exemplo desse tipo de proteína de transporte ativo é a bomba de sódio-potássio . A maioria das células animais possui uma concentração mais alta de potássio e uma concentração mais baixa de sódio do que o encontrado no ambiente extracelular. Como os íons sódio carregam uma carga positiva e os íons potássio carregam uma carga negativa, esse desequilíbrio representa não apenas um gradiente de concentração, mas também um gradiente eletroquímico. As bombas de sódio-potássio movem três íons de sódio para fora da célula para cada dois íons de potássio que trazem para ela, resultando em uma carga líquida negativa na célula como um todo. A diferença de cargas em cada lado da membrana celular cria uma tensão - o potencial da membrana - que permite que a célula atue como uma bateria e energize o trabalho celular.

Como mencionado, o transporte mais ativo é alimentado pela molécula ATP. Às vezes, no entanto, um soluto pode se mover para dentro de uma célula aproveitando a difusão de outras substâncias. À medida que as substâncias difusas se movem para a célula ao longo de um gradiente que foi criado anteriormente pelo transporte ativo, outros solutos podem se ligar a elas e atravessar a membrana simultaneamente. Conhecido como transporte secundário ou co-transporte , essa é a forma de tráfego de membrana responsável pela movimentação de sacarose para as células vegetais, bem como pela movimentação de cálcio e glicose nas células animais.