Explique o que é transporte ativo é porque esse processo recebe esse nome

Pós-Doutorado Ciências Biológicas (UNESP, 2013) Doutorado em Ciências Biológicas (UNESP, 2009)

Graduação em Ciências Biológicas (UNESP, 2005)

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O transporte ativo é realizado por proteínas carreadoras e utiliza energia sob a forma de ATP para realizar o transporte de íons e outras substâncias através da membrana plasmática contra um gradiente de concentração, ou seja, é neste tipo de transporte que um íon localizado em uma região de baixa concentração pode ser transportado para outra com alta concentração deste mesmo íon, mantendo desta maneira uma manutenção na diferença de concentração de cátions e ânions de forma diferenciada no lado intra e extracelular.

O transporte ativo pode ser classificado em primário quando a proteína transportadora utiliza energia a partir de uma reação química exotérmica, e secundário quando o movimento independe diretamente do ATP e está associado à diferença de concentração de íons estabelecida pelo transporte ativo primário.

Dentre os dois tipos de transporte ativo, o transporte ativo primário é mais estudado. Nele o fornecimento de energia vem da hidrólise do ATP através de ATPases específicas. O exemplo mais clássico de transporte ativo primário é a bomba de sódio-potássio. Este tipo de transporte consiste em uma proteína transmembrana localizada na membrana plasmática chamada Na+/K+ ATPase. Esta proteína utiliza a energia proveniente da quebra do ATP para transportar os íons de sódio e potássio contra um gradiente de concentração, durante este tipo de transporte o sódio é exportado para o meio extracelular enquanto que o potássio é importado para o meio intracelular mantendo um desiquilíbrio entra as taxas internas e externas desses íons. Essa diferença mantida entre os dois meios tem uma extrema importância na manutenção do potencial elétrico das células.

O bombeamento da bomba de sódio-potássio não é equitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular. Durante o seu funcionamento, o ATP junta-se a bomba e sofre uma hidrólise levando a bomba de sódio-potássio a sofrer uma fosforilação. Esta fosforilação altera a conformação estrutural da proteína da bomba e transporta ao meio extracelular os íons de sódio. Logo em seguida, a bomba de sódio-potássio fosforilada se liga aos íons de potássio extracelulares, sofre uma desfosforilação e conduz estes íons ao interior da célula retomando a sua conformação inicial ligando-se novamente à uma molécula de ATP e reiniciando o ciclo de transporte de íons.

Como dito anteriormente, o transporte ativo secundário independe diretamente do ATP e o seu movimento está associado à diferença de concentração de íons provocada pelo transporte ativo primário. Há dois tipos de transporte secundário: o contratransporte ou antiporte e o simporte.

No contratransporte dois íons diferentes são transportados em direções opostas através da membrana plasmática, um destes íons é transportado no sentido da concentração, ou seja do mais concentrado para o menos concentrado gerando, dessa maneira, energia para que o outro íon seja transportado contra um gradiente de concentração. Já no simporte, os diferentes íons são transportados através da membrana em uma mesma direção contra um gradiente de concentração.

Bibliografia: Alberts et. al. (2008), Molecular Biology of the cell, 5th. Edition Alberts et. Al. (2011), Fundamentos da Biologia Celular, 3ª edição

Carvalho HF & Recco-Pimentel (2013), A célula, 3ª. Edição

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Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia, podendo ocorrer do local de menor para o de maior concentração (contra o gradiente de concentração).

Esse gradiente pode ser químico ou elétrico, como no transporte de íons. O transporte ativo age como uma “porta giratória”. A molécula a ser transportada liga-se à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se liga ao substrato. A molécula transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado da membrana.

Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e potássio liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face interna. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP.

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Transporte acoplado

Muitas membranas pegam carona com outras substâncias ou íons, para entrar ou sair das células, utilizando o mesmo “veículo de transporte". É o que ocorre por exemplo, com moléculas de açúcar que ingressam nas células contra o seu gradiente de concentração. Como vimos no item anterior, a bomba de sódio/potássio expulsa íons de sódio da célula, ao mesmo tempo que faz os íons potássio ingressarem, utilizando a mesma proteína transportadora (o mesmo canal iônico), com gasto de energia. Assim, a concentração de íons de sódio dentro da célula fica baixa, o que induz esses íons a retornarem para o interior celular.

Ao mesmo tempo, moléculas de açúcar, cuja concentração dentro da célula é alta, aproveitam o ingresso de sódio e o “acompanham” para o meio intracelular.

Esse transporte simultâneo, ocorre com a participação de uma proteína de membrana “cotransportadora” que, ao mesmo tempo em que favorece o retorno de íons de sódio para a célula, também deixa entrar moléculas de açúcar cuja concentração na célula é elevada.

Note que a energia utilizada nesse tipo de transporte é indiretamente proveniente da que é gerada no transporte ativo de íons de sódio/potássio.

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Como referenciar: "Transporte Ativo" em Só Biologia. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2022. Consultado em 18/07/2022 às 15:46. Disponível na Internet em https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito12.php

O transporte ativo (AO 1945: transporte activo) é o tráfego de moléculas através da membrana plasmática, contra o gradiente de concentração, mediado por proteínas específicas transportadores e com a mobilização de energia celular geralmente resultante da hidrólise de ATP (trifosfato de adenosina). A membrana pode expulsar ou absorver alguma substância que esteja em excesso ou em falta, bombeando-a para dentro ou para fora da célula. O transporte ativo é realizado principalmente pelas enzimas de ATP (denominadas ATPases), a exemplo da importante Bomba sódio-potássio, que tem a função de manter o potencial eletroquímico das células.

Pode ocorrer também que certas substâncias atravessem a membrana espontaneamente, por osmose ou por difusão, sem que a célula gaste energia. Neste caso fala-se de transporte passivo, que é feito a favor do gradiente de concentração das substâncias a transportar (de um meio hipertônico para um meio hipotônico).

O fenômeno ocorre durante o impulso nervoso.

Muitas células possuem uma ATPase de cálcio que opera as concentrações intracelulares baixas de cálcio e controla a concentração normal (ou de reserva) deste importante mensageiro secundário. Uma outra enzima actua quando a concentração de cálcio sobe demasiadamente. Isto mostra que um íon pode ser transportado por diferentes enzimas, que não se encontram permanentemente activas.

Há ainda dois processos em que não apenas moléculas específicas, como também a própria estrutura da membrana celular, estão envolvidas no transporte de matéria (principalmente de grandes moléculas) para dentro e para fora da célula:

  • endocitose – em que a membrana celular envolve partículas ou fluido do exterior (fagocitose ou pinocitose), transportando esse material para dentro da célula, na forma de uma vesícula;
  • exocitose – em que uma vesícula (contendo material que deve ser expelido) une-se à membrana celular, que depois expele o seu conteúdo.

Transporte ativo primário: depende diretamente do ATP. A energia libertada durante a hidrólise do ATP permite o movimento de moléculas ou íons contra o gradiente de concentração, através de proteínas transportadoras. Um exemplo desse mecanismo é a bomba de íons de sódio e de potássio (bomba de sódio-potássio), que transporta esses íons entre interior das células e o meio envolvente. Diferentes tipos de bombas iônicas (bomba de sódio-potássio, bomba de cálcio, Íons hidrogênio[1]:54 ) transportam diferentes íons, mas apenas os cátions são transportados

Transporte ativo secundário: depende indiretamente do ATP. O movimento de partículas está associado à diferença de concentração de íons estabelecida pelo transporte ativo primário. Existem dois tipos de transporte ativo secundário:

  • Contratransporte ou antiporte:[2][3] dois íons diferentes ou outros solutos são transportados em direções opostas através da membrana (a exemplo dos íons cálcio e hidrogênio, transportados pelo sódio). Uma das substâncias transportadas é transportada no sentido do gradiente de concentração (de uma zona de concentração elevada para uma zona de baixa concentração), produzindo energia que é canalizada para o transporte ativo da outra substância, que vai contra o gradiente de concentração. Um exemplo de antiporte é o transporte de sódio-cálcio.
  • Simporte:[2][4][5] as duas substâncias são transportadas, atravessando a membrana na mesma direção. Exemplo: o transporte de glicose e aminoácidos juntamente com íons sódio. Outro exemplo é o transporte de sacarose no floema. A energia do gradiente de sódio Na+ é muitas vezes utilizada para transportar os açúcares contra o seu gradiente de concentração.

  1. Guyton, Arthur Clifton; Hall, John E.; Guyton, Arthur C. Tratado de Fisiologia Medica
  2. a b Uniporte, simporte e antiporte
  3. Costanzo, Linda S. Fisiologia. Capítulo 1 - Fisiologia Celular. Contratransporte. Rio de Janeiro, Elsevier, 2014
  4. Eaton, Douglas C. ; Pooler, John P. Fisiologia Renal de Vander p.67
  5. Costanzo, Linda S. Fisiologia. Capítulo 1 - Fisiologia Celular. Cotransporte. Rio de Janeiro, Elsevier, 2014.

  • Fluxo molecular e iônico das proteínas de transporte em membranas. Por Carlos Moacir Colodete. Perspetivas online 11(3) 43-52, 2013
  • M. G. Wolfersberger: Uniporters, symporters and antiporters. In: The Journal of experimental biology. Band 196. Nov. 1994, S. 5–6, ISSN 0022-0949. PMID 7823043.

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