Difusão: Transporte Passivo e Difusão Facilitada

Difusão é a tendência das moléculas se espalharem em um espaço disponível. Essa tendência é resultado da energia térmica intrínseca (calor) encontrada em todas as moléculas em temperaturas acima do zero absoluto.

Uma maneira simplificada de entender esse conceito é imaginar um metrô lotado na cidade de Nova York. Na hora do rush, a maioria quer ir para o trabalho ou para casa o mais rápido possível, então muitas pessoas pegam o trem. Algumas pessoas podem estar a não mais de um fôlego de distância umas das outras. Quando o trem para nas estações, os passageiros descem. Aqueles passageiros que estavam amontoados uns contra os outros começam a se espalhar. Alguns encontram assentos, outros se afastam da pessoa que estavam ao lado.

Esse mesmo processo acontece com as moléculas. Sem outras forças externas em ação, as substâncias se moverão ou se difundirão de um ambiente mais concentrado para um ambiente menos concentrado. Nenhum trabalho é realizado para que isso aconteça. A difusão é um processo espontâneo. Esse processo é chamado de transporte passivo.

Difusão e Transporte Passivo

Ilustração de difusão passiva. Steven Berg

O transporte passivo é a difusão de substâncias através de um membrana . Este é um processo espontâneo e a energia celular não é gasta. As moléculas se moverão de onde a substância está mais concentrada para onde está menos concentrada.

'Esta caricatura ilustra a difusão passiva. A linha tracejada destina-se a indicar uma membrana que é permeável às moléculas ou íons ilustrados como pontos vermelhos. Inicialmente, todos os pontos vermelhos estão dentro da membrana. Com o passar do tempo, ocorre uma difusão líquida dos pontos vermelhos para fora da membrana, seguindo seu gradiente de concentração. Quando a concentração de pontos vermelhos é a mesma dentro e fora da membrana, a difusão líquida cessa. No entanto, os pontos vermelhos ainda se difundem para dentro e para fora da membrana, mas as taxas de difusão para dentro e para fora são as mesmas, resultando em uma difusão líquida de O.'—Dr. Steven Berg, professor emérito, biologia celular, Winona State University.

Embora o processo seja espontâneo, a taxa de difusão de diferentes substâncias é afetada pela permeabilidade da membrana. Desde membranas celulares são seletivamente permeável (apenas algumas substâncias podem passar), diferentes moléculas terão diferentes taxas de difusão.

Por exemplo, a água se difunde livremente através das membranas, um benefício óbvio para células uma vez que a água é crucial para muitos processos celulares. Algumas moléculas, no entanto, devem ser ajudadas em todo o fosfolipídio bicamada da membrana celular através de um processo chamado difusão facilitada.

Difusão facilitada

A difusão facilitada envolve o uso de uma proteína para facilitar o movimento de moléculas através da membrana. Em alguns casos, as moléculas passam por canais dentro da proteína. Em outros casos, a proteína muda de forma, permitindo a passagem de moléculas. Mariana Ruiz Villarreal

A difusão facilitada é um tipo de transporte passivo que permite que as substâncias atravessem as membranas com a ajuda de proteínas de transporte . Algumas moléculas e íons, como glicose, íons sódio e íons cloreto, são incapazes de passar pelo fosfolipídio bicamada de membranas celulares . Através do uso de canal iônico proteínas e proteínas transportadoras que estão incorporadas na membrana celular, essas substâncias podem ser transportadas para o célula .

As proteínas do canal iônico permitem que íons específicos passem pelo canal da proteína. Os canais iônicos são regulados pela célula e são abertos ou fechados para controlar a passagem de substâncias para dentro da célula. As proteínas transportadoras se ligam a moléculas específicas, mudam de forma e então depositam as moléculas através da membrana. Uma vez que a transação é concluída, as proteínas retornam à sua posição original.

Osmose

A osmose é um caso especial de transporte passivo. Essas células sanguíneas foram colocadas em soluções com diferentes concentrações de soluto. Mariana Ruiz Villarreal

Osmose é um caso especial de transporte passivo. Na osmose, a água se difunde de uma solução hipotônica (baixa concentração de soluto) para uma solução hipertônico (alta concentração de soluto). De um modo geral, a direção do fluxo de água é determinada pela concentração de soluto e não pela natureza das próprias moléculas de soluto.

Por exemplo, dê uma olhada em células sanguíneas que são colocados em soluções de água salgada de diferentes concentrações (hipertônicas, isotônicas e hipotônicas).

• UMA hipertônico concentração significa que a solução de água salgada contém uma concentração mais alta de soluto e uma concentração mais baixa de água do que as células do sangue. O fluido fluiria da área de baixa concentração de soluto (as células sanguíneas) para uma área de alta concentração de soluto (solução aquosa). Como resultado, as células do sangue encolherão.
• Se a solução de água salgada for isotônico conteria a mesma concentração de soluto que as células do sangue. O fluido fluiria igualmente entre as células sanguíneas e a solução aquosa. Como resultado, as células sanguíneas permanecerão do mesmo tamanho.
• O oposto de hipertônico, um hipotônico solução significa que a solução de água salgada contém uma concentração mais baixa de soluto e uma concentração mais alta de água do que as células do sangue. O fluido fluiria da área de baixa concentração de soluto (solução aquosa) para uma área de alta concentração de soluto (as células sanguíneas). Como resultado, as células do sangue incham e podem até explodir.