Transporte Ativo

Por Débora Carvalho Meldau
Transporte Ativo ocorre quando a membrana celular transfere moléculas ou íons contra um gradiente de concentração, ou contra um gradiente elétrico ou de pressão.

Dentre as diversas substâncias que são transportadas ativamente, através das membranas celulares, encontram-se os íons sódio, potássio, cálcio, ferro, hidrogênio, cloreto, iodeto, urato, diversos açúcares e grande parte dos aminoácidos.

O transporte ativo é dividido em dois tipos, de acordo com a fonte de energia utilizada para o transporte. São chamados de transporte ativo primário e de transporte ativo secundário. No primeiro caso, a energia é derivada diretamente da degradação do trifosfato de adenosina (ATP) ou de qualquer outro composto de fosfato rico em energia.

Já no segundo caso, a energia é derivada, secundariamente, de gradientes iônicos que foram criados, primariamente, por transporte ativo primário. Em ambos os casos, o transporte depende de proteínas transportadoras, que atravessam a membrana, de modo semelhante à difusão facilitada. No entanto, no transporte ativo, a proteína transportadora funciona de modo distinto, pois ela é capaz de transferir energia para a substância transportada, com o objetivo de que possa mover-se contra o gradiente eletroquímico.

Transporte Ativo Primário

Entre as substâncias que são transportadas por este mecanismo, estão os íons sódio, potássio, cálcio, hidrogênio, cloreto, entre outros. No entanto, nem todas essas substâncias são transportadas pelas membranas de todas as células. Ainda mais, algumas das bombas funcionam em membranas intracelulares em vez de (ou além de) nas membranas da superfície das células.

Um dos mecanismos mais conhecidos e mais estudados de transporte ativo primário é a bomba sódio-potássio, processo que bombeia os íons sódio (Na+) para fora, através da membrana celular, enquanto que, ao mesmo tempo, bombeia os íons potássio (K+) de fora para dentro da célula. Essa bomba é encontrada em todas as células do organismo e é responsável pela manutenção das diferenças de concentração de sódio e de potássio através da membrana celular, além de estabelecer um potencial elétrico negativo no interior das células.

Uma das mais importantes funções da bomba Na+/K+ é a de controlar o volume das células. Sem essa função da bomba, grande parte das células iria inchar até estourar. O mecanismo para o controle de volume é o seguinte: no interior da célula existe grande número de proteínas e de outros compostos orgânicos que não podem sair dela. A maior parte desses compostos possuem carga negativa e, consequentemente, eles agregam íons positivos ao seu redor. Todas essas substâncias atuam, deste modo, com o propósito de gerar osmose de água para o interior da célula; caso isso não fosse impedido, a célula iria inchar até estourar. No entanto, a bomba Na+/K+ impede que isso ocorra, bombeando três íons de Na+ para o exterior da célula, enquanto bombeia dois íons K+ para o interior.

Outro mecanismo muito importante de transporte ativo primário é o da bomba de cálcio. Os íons cálcio são mantidos, normalmente, em concentrações muito baixas no citoplasma celular. Isso é realizado por duas bombas de cálcio, presentes na membrana celular, bombeando cálcio para fora da célula e, a outra, bombeia cálcio para o interior de uma ou mais das organelas vesiculares do interior celular.

O transporte ativo fica saturado quando a concentração da substância a ser transportada é pequena, a intensidade do transporte aumenta, em proporção direta, com o aumento da concentração. Todavia, em concentrações muito elevadas, o transporte tende a um valor máximo. A saturação é causada pela limitação da velocidade com que as reações químicas de fixação, liberação e alterações conformacionais do carreador podem ocorrer.

Transporte Ativo Secundário

Quando há o transporte dos íons sódio para fora da célula por meio de transporte primário, forma-se, na maioria das vezes, um gradiente de concentração de sódio muito intenso. Esse gradiente representa um reservatório de energia, já que o excesso de sódio no exterior da célula, tende sempre a se difundir para o interior. Em condições adequadas, essa energia de difusão do sódio pode puxar outras substâncias junto com o sódio, através da membrana. Esse fenômeno recebe o nome de co-transporte; é uma das formas de transporte ativo secundário.

Para que o sódio leve consigo outras substâncias, é necessário um mecanismo de acoplamento. Isso é realizado através de outro tipo de proteína transportadora da membrana celular. Neste caso, o carreador (tranportador) funciona como ponto de fixação para o íon sódio e para as substâncias que vão ser co-transportadas. Após ocorrer a fixação dos dois, há alteração conformacional da proteína carreadora e o gradiente de energia do sódio faz com que tanto o íon sódio quanto a substância co-transportada sejam transferidos juntos para o interior da célula.

No processo de co-transporte, os íons tendem a se difundir para o interior da célula, devido a seu intenso gradiente de concentração. No entanto, neste caso, a substância que vai ser transportada está no interior da célula e deve ser transportada para o exterior. Em seguida, o íon sódio fixa-se na proteína carreadora em sua extremidade, projetando-se para fora, na face externa da membrana, enquanto a substância que será contratransportada se fixa à projeção interna da proteína carreadora. Após a fixação dos dois, ocorre nova alteração em sua conformação, com a energia de íon sódio o transferindo para o interior e levando a outra substância a se deslocar para o exterior.

Fontes:
http://www.virtual.epm.br/material/tis/curr-bio/trab2004/1ano/membrana/ativo.htm
http://www.biochem.arizona.edu/classes/bioc462/462a/NOTES/LIPIDS/transport.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Transporte_activo
Tratado de Fisiologia Médica – John E. Hall, Arthur C. Guyton. Editora Elsevier/Medicina. 11° edição.