Transporte passivo na membrana plasmática: osmose e difusão

Entenda o que é Transporte Passivo através da membrana plasmática e seus exemplos, a Osmose e a Difusão (Simples e Facilitada). Ao final da aula, tem exercícios para revisar o conteúdo! Estude de graça Biologia para o Enem.

Através da membrana plasmática várias substâncias entram e saem das células. Venha revisar nesta aula a osmose e a difusão, os transportes passivos através da membrana. Mande bem em Biologia no Enem e nos vestibulares.

A membrana plasmática delimita a célula e seleciona o que sai e entra dela. Essa propriedade é chamada de permeabilidade seletiva. Para que as substâncias entrem ou saiam da célula, a membrana pode realizar dois tipos de transporte: o transporte passivo e o ativo.

No transporte ativo a membrana transporta substâncias contra um gradiente de concentração. Já no transporte passivo, que vamos revisar nesta aula, a membrana não gasta energia. Saiba mais sobre os transportes através da membrana nesta aula de Biologia para o Enem.

Para começarmos a falar sobre os transportes através da membrana, primeiramente é importante lembrar rapidamente da estrutura da membrana plasmática: uma bicamada de fosfolipídios permeada por proteínas. Essa bicamada de fosfolipídios é importantíssima, pois permite a formação de uma barreira que delimita a célula.

Porém, o fato de ser lipídica, faz com que muitas substâncias importantes para a célula não consigam passar por ela. Sendo assim, temos as proteínas, que funcionam como “portões” por esta barreira, selecionando substâncias que entram e saem da célula.

Sendo assim, as moléculas apolares e moléculas muito pequenas, como água e os gases respiratórios (oxigênio e gás carbônico), conseguem passar pela bicamada lipídica. Já moléculas grandes, como a glicose, os aminoácidos, nucleotídeos e sais minerais precisam passar pelos “portões”, ou seja, pelas proteínas específicas da membrana.

Transportes passivos

Como vimos, os transportes passivos através da membrana são realizados sem gasto de energia. Nesses casos, as substâncias sempre passarão a favor de um gradiente de concentração.

Osmose

A osmose é um tipo de transporte passivo onde a água passa de um meio menos concentrado (hipotônico) para um mais concentrado (hipertônico) através de uma membrana semipermeável, como a membrana plasmática.

O objetivo principal do processo osmótico é igualar a concentração dos ambientes conectados pela membrana, tornando-os isotônicos. Sendo assim, sempre que a célula se encontrar em meio que possua concentração diferente da sua, ela realizará transporte osmótico.

 

esquema da osmose

Figura 1: Esquema demonstrando a osmose. A concentração de solutos no lado 2 gera pressão osmótica no lado 1. Assim, a água passa através da membrana semipermeável para igualar as concentrações de soluto de ambos os lados. Note que no esquema B o nível de solução do lado 2 está maior que do lado 1, pois este lado recebeu água através da osmose.

Para entendermos melhor como a osmose funciona, lembre-se de quando você toma banho de mar: seus dedos rapidamente ficam murchos, certo? Isso porque suas células estão imersas em um ambiente com muito sal. Em relação ao oceano, nossas células possuem uma concentração salina muito menor.

Sendo assim, nossas células são hipotônicas em relação à água do mar, que é hipertônica. Para que as concentrações se igualem, nossas células começam a jogar água para fora, deixando nossos dedos murchos.osmose e dedos enrugadosFigura 2: Foto de dedos com as pontas enrugadas.

 

Obviamente, nossas células e sua pequena quantidade de água não conseguirão modificar significativamente a concentração de sais do mar. Mas, no interior de nosso organismo, várias são as situações em que a osmose é útil, como por exemplo, na regulação da pressão arterial.

É importante que você saiba que as células submetidas à osmose ganham ou perdem água até que se encontrem com a mesma concentração do meio em que se encontram, ou seja, até que fiquem isotônicas.

Algumas células, nessa tentativa, podem perder tanta água que ficam enrugadas, num processo chamado de crenação, como o que acontece com as pontas dos nossos dedos. Outras permitem a entrada de tanta água que podem estourar, num processo chamado de plasmoptise.imagem com hemaciasFigura 3: Micrografia feita a partir de microscópio eletrônico de varredura e coloridas artificialmente. As células vermelhas são hemácias. Note que algumas possuem pontas, uma vez que estão desidratadas (crenadas).

No caso das células vegetais, se elas forem colocadas em um meio hipotônico, suas células também absorverão muita água. Porém, como elas possuem paredes celulares isto impedirá que elas estourem. Já em meio hipertônico, as células vegetais irão murchar e se separar da parede celular em um processo chamado de plasmólise.exemplo de osmose na cebolaFigura 4: Micrografia de células de cebola em meio hipertônico feitas com microscópio óptico. Na imagem você pode observar que as células (em vermelho) se desgrudaram da parede celular após perderem muita água através do processo de osmose (quando colocadas em um meio hipertônico). Este processo se chama plasmólise.

 

As lesmas e a osmose

Talvez você ou um amigo seu tenham feito a travessura de colocar sal em uma lesma quando eram crianças. Provavelmente, você ficou com seu coração partido ao ver o bichinho se contorcendo e se esvaindo em água.

Acontece que ao colocar sal, o meio externo da lesma ficou hipertônico e, como a lesma tem a pele muito fina e a relação de suas superfícies externa e interna é muito pequena, todas as suas células acabam sofrendo osmose rapidamente.

Esse processo acaba matando o animal (de maneira muito sofrida, não faça mais isso). É o mesmo processo que ocorre com as pontas dos nossos dedos, mas, como nossa pele é queratinizada e nosso corpo é muito mais espesso, nós não nos iremos “derreter” como a lesma.

Difusão simples

Semelhante à osmose, a difusão transporta substâncias através da membrana a favor de um gradiente de concentração. Porém, ao contrário da osmose que transporta um solvente, na difusão são transportados solutos.

A difusão simples é caracterizada pela capacidade que moléculas de gases e de solutos muito pequenos têm de passar através da membrana plasmática, espalhando-se no interior da célula.

Na difusão, os solutos irão passar do meio mais concentrado para o menos concentrado, também buscando igualar as concentrações de dois meios separados por uma membrana permeável.

Figura 5: Esquema demonstrando a difusão. Os solutos (em vermelho) passam do meio mais concentrado para o menos concentrado, a favor de um gradiente de concentração. Note que ao contrário do que acontece na osmose, o nível de solvente não se altera.

 

O processo de difusão ocorre, por exemplo, durante os processos de hematose pulmonar e tecidual. A hematose é a troca de gases entre o sangue e o ar (pulmonar) e entre o sangue e os tecidos (tecidual). Sendo assim, nos pulmões, o sangue que está chegando nesses órgãos é cheio de gás carbônico.

Ao passar pelos alvéolos, que possuem grande quantidade de oxigênio presente no ar atmosférico, o sangue que está pobre em oxigênio recebe o gás por difusão simples. Ao mesmo tempo, o sangue libera o gás carbônico que vai diretamente para o meio onde a concentração desse gás é menor: os alvéolos.

Difusão facilitada

A difusão facilitada é muito semelhante à difusão simples. A principal diferença é a região da membrana por onde passarão as substâncias que participam dos dois processos.

Na difusão simples, as substâncias passarão pelo meio dos fosfolipídios. Já na difusão facilitada, as substâncias passarão por proteínas transmembrana (os “portões” da membrana). Essas proteínas podem ser classificadas em dois tipos: carreadoras, que mudam de forma durante o transporte, ou canais, proteínas que formam espécies de túneis através da membrana.

Apesar da ajudinha que as proteínas dão nesse transporte, a difusão facilitada é também considerada um transporte passivo. Isso porque, assim como os outros transportes que vimos nesta aula, a difusão facilitada também ocorre a favor de um gradiente de concentração, sem gasto de energia.

Para exemplificar a difusão facilitada, podemos pensar no transporte da glicose. Quando o sangue chega nos tecidos, ele traz uma grande concentração de glicose. Como a concentração de glicose é maior no sangue do que nas células dos tecidos, a glicose irá passar para dentro das células (do meio mais concentrado para o menos concentrado).

Como a glicose é uma molécula relativamente grande, ela passará por proteínas transmembrana específicas, por isso se enquadra em uma difusão facilitada.

Outros exemplos de substâncias que precisam passar por difusão facilitada são os íons. Apesar de serem muito pequenos, não conseguem passa pela bicamada de fosfolipídios, uma vez que estão carregados eletricamente. Dessa maneira, precisam também passar através de proteínas transmembrana.

Para fixar o conteúdo e saber tudo sobre os transportes passivos, veja esta aula do professor Samuel Costa:

Agora, que tal testar seus conhecimentos sobre os transportes passivos com os exercícios que selecionei para você?

Questão 01 – (FMABC SP/2017)    

A manutenção do equilíbrio hídrico é um processo de grande relevância para a sobrevivência de peixes e outros organismos aquáticos, sejam eles dulcícolas ou marinhos. Esse processo depende em larga escala de fenômenos ativos e passivos de transporte de água e solutos, como representado na figura a seguir.

equilibrio hidrico
Fonte: Ricklefs R., Relyea R. A Economia da Natureza.7 ed. Rio de Janeiro: Ganabara Koogan, 2016.

 

Considerando as informações apresentadas acima, é correto afirmar que os tecidos corporais de peixes de água doce e de água salgada, em relação ao ambiente onde vivem esses organismos, são, respectivamente,

a) hipertônicos e hipotônicos.

b) hipotônicos e hipertônicos.

c) isotônicos e hipertônicos.

d) hipertônicos e isotônicos.

Gab: A

Questão 02 – (PUC RS/2017)    

O modelo do mosaico fluido das membranas celulares, proposto por Singer e Nicholson, corresponde a uma bicamada lipídica com proteínas associadas.

Relacione as proteínas de membrana representadas nas figuras acima com suas respectivas funções na célula, numerando os parênteses.

(   )  Permitem a passagem livre de certas substâncias pela membrana.

(   )  Permitem a ligação com moléculas sinalizadoras que desencadeiam processos intracelulares.

(   )  Interagem de maneira específica com algumas moléculas e íons, carregando-os através da membrana, muitas vezes contra um gradiente de concentração.

A sequência correta que preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é

a) 1 – 2 – 3

b) 1 – 3 – 2

c) 2 – 1 – 3

d) 3 – 1 – 2

e) 3 – 2 – 1

Gab: B

Questão 03 – (Mackenzie SP/2017)    

A respeito dos transportes realizados pela membrana plasmática, considere as afirmativas.

I. A utilização de proteínas transportadoras é exclusiva de transportes ativos.

II. A insulina age acelerando a difusão facilitada da glicose para o interior das células.

III.   Íons são moléculas muito pequenas e, portanto, atravessam a membrana sempre por difusão simples.

IV. Em todos os tipos de difusão, a passagem de solutos acontece a favor do gradiente de concentração.

Estão corretas apenas as afirmativas

a) I, II e IV.

b) II e IV.

c) I, III e IV.

d) I e II.

e) II, III e IV.

Gab: B

 

 

 

Sobre o(a) autor(a):

Juliana é bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina e cursa o Mestrado em Educação na mesma instituição. Ministra aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007 e é coordenadora pedagógica do Blog do Enem.