Transporte de massa passivo

Do transporte passivo de massa é a difusão de substratos através de uma biomembrana. Essa difusão ocorre ao longo do gradiente de concentração e não requer energia. O processo de difusão pode, por exemplo, ser perturbado no intestino de pacientes com HIV.

O que é transporte de massa passivo?

As células ou formações celulares são separadas umas das outras no corpo por uma biomembrana. Graças às suas estruturas especializadas, esta camada de separação flexível permite o transporte de moléculas e informações específicas para dentro e para fora do interior da célula.

Existem dois modos básicos de transporte de substâncias para dentro e para fora da membrana. As membranas têm uma permeabilidade seletiva. Eles permitem que algumas substâncias se difundam enquanto atuam como uma barreira para outras.

O transporte ativo de substâncias significa que as membranas podem se abrir de uma maneira direcionada a moléculas para as quais elas realmente não são permeáveis ​​devido à sua carga, concentração ou tamanho. O transporte ativo sempre ocorre com o uso de energia. Deve ser feita uma distinção entre este e o tipo de transporte coletivo de transporte passivo. Nenhuma energia é necessária nesta forma de movimento da matéria através da membrana celular. O transporte passivo deve ser equiparado aos processos de difusão que ocorrem ao longo do gradiente de concentração e produzem um equilíbrio de concentração entre os dois lados da membrana.

Função e tarefa

Em uma célula ou compartimento de célula, existe um determinado ambiente químico e de carga que é necessário para o funcionamento da célula. Esse meio só é mantido pelas propriedades da biomembrana e pela permeabilidade seletiva. O transporte passivo e ativo da substância abastece a célula ou o compartimento celular exatamente na quantidade certa com as substâncias que são necessárias para um ambiente benéfico.

Existem dois tipos diferentes de transporte passivo. A difusão simples afeta as moléculas lipossolúveis e ocorre em um ritmo extremamente lento. Eles se difundem livremente através da membrana celular. Esta forma de transporte passivo é a que requer menos esforço. O segundo tipo de difusão passiva é a difusão facilitada, que por sua vez pode ser dividida em duas subformas. Uma dessas subformas é a difusão facilitada mediada por portador. Com essa forma de transferência de massa passiva, a membrana pega o substrato com a ajuda de um chamado carreador. O transportador é uma proteína que identifica a substância à qual o substrato se liga. Como a difusão simples ocorre em um ritmo lento, o transportador ajuda a transportar a substância através da biomembrana. O número de todas as moléculas transportadoras é limitado.

Por esse motivo, o transporte através de uma molécula carreadora está sujeito à cinética de saturação. O transporte passivo de substâncias por moléculas transportadoras também pode estar sujeito à inibição competitiva. Quando uma molécula transportadora se conecta ao seu substrato, ela muda sua conformação e se reorganiza de acordo. Como resultado, a molécula do substrato é transportada pela biomembrana e só novamente liberada no lado oposto.

Alguns portadores podem carregar apenas uma molécula de cada vez e, portanto, têm um uniport. Outros transportadores possuem sítios de ligação para dois substratos moleculares diferentes e apenas mudam a conformação quando ambos os sítios de ligação estão ocupados. As duas moléculas são simportadoras na mesma direção ou antiportas em direções opostas. Não há dependência do gradiente elétrico.

O segundo tipo de difusão facilitada é através de poros e canais. Esta forma de transporte afeta particularmente os aminoácidos. Durante o transporte de íons, por exemplo, o substrato do aminoácido é absorvido pela membrana celular através dos poros. Os canais são formados por proteínas. Existem locais de ligação especiais nesses canais contendo proteínas. A difusão facilitada através de poros e canais é um transporte seletivo de material que pode ser influenciado elétrica e quimicamente.

Quase todos os canais são abertos apenas em resposta a certos sinais. Um canal controlado por ligante, por exemplo, reage apenas a uma substância mensageira, como um hormônio. Alguns canais são controlados por voltagem e abertos à difusão com uma mudança no potencial da membrana. Após a equalização da concentração, os canais se fecham novamente.

Doenças e enfermidades

Se a permeabilidade da membrana e, portanto, também o transporte passivo de massa forem perturbados, a permeabilidade de vários íons não será mais regulada de maneira ideal. Tais distúrbios da permeabilidade da membrana freqüentemente se desenvolvem a partir de doenças cardiovasculares e às vezes prejudicam o equilíbrio eletrolítico.

Às vezes, os distúrbios da permeabilidade da membrana também são hereditários. Diferentes proteínas constroem a biomembrana e lhe dão uma dupla camada lipídica seletivamente permeável. Quando as proteínas envolvidas são alteradas, a permeabilidade da membrana também muda. Este fenômeno ocorre, por exemplo, na Myotonia congenita Thomsen. Este distúrbio genético da função muscular provoca a mutação de um gene responsável pela codificação dos canais individuais de cloro nas membranas das fibras musculares. Devido à mutação, a permeabilidade aos íons cloreto é reduzida e, portanto, causa rigidez muscular.

As doenças autoimunes também podem ser dirigidas contra a biomembrana, por exemplo, a síndrome antifosfolipídica. O sistema imunológico ataca as proteínas da membrana ligadas aos fosfolipídios como parte da doença. O aumento da tendência ao sangue coagular também aumenta o risco de ataques cardíacos e derrames.

As doenças mitocondriais também alteram a permeabilidade das membranas. As mitocôndrias são as próprias usinas de energia do corpo, que liberam radicais livres ao gerar energia. Essas substâncias são interceptadas em pessoas saudáveis. Esse processo falha em pacientes com mitocondiopatia, o que danifica as membranas e reduz muito a capacidade da mitocôndria de produzir energia.

O transporte passivo e ativo de substâncias através das membranas do intestino delgado é particularmente afetado por doenças como a enteropatia por HIV. Esse fenômeno afeta particularmente pacientes HIV com diarreia crônica e pode estar associado à redução da atividade das enzimas interstinais.