5.10: Transporte Facilitado

As propriedades químicas e físicas das membranas plasmáticas fazem com que elas sejam seletivamente permeáveis. Uma vez que as membranas plasmáticas têm zonas hidrofóbicas e hidrofílicas, as substâncias precisam ser capazes de atravessar ambas as regiões. A zona hidrofóbica das membranas repele substâncias como iões carregados. Portanto, tais substâncias precisam de proteínas membranares especiais para atravessar uma membrana com sucesso. No processo de transporte facilitado, também conhecido como difusão facilitada, moléculas e iões atravessam uma membrana através de dois tipos de proteínas de transporte membranar: proteínas de canal e transportadoras. Essas proteínas de transporte membranar permitem a difusão sem exigir energia adicional.

Proteínas de Canal

As proteínas de canal formam um poro hidrofílico através do qual moléculas carregadas podem passar, evitando assim a camada hidrofóbica da membrana. Proteínas de canal são específicas para uma determinada substância. Por exemplo, as aquaporinas são proteínas de canal que facilitam especificamente o transporte de água através da membrana plasmática.

As proteínas de canal são sempre abertas ou fechadas por algum mecanismo para controlar o fluxo. Os canais permanecem fechados até que um determinado ião ou substância se ligue ao canal, ou algum outro mecanismo ocorra. São encontrados canais nas membranas de células como células musculares e células nervosas. Contrações musculares ocorrem quando as concentrações relativas de iões dos lados interior e exterior de uma membrana mudam devido ao fecho ou abertura controlada dos canais. Sem uma barreira reguladora, a contração muscular não ocorreria de forma eficiente.

Proteínas Transportadoras

As proteínas transportadoras ligam-se a uma substância específica que causa uma alteração conformacional na proteína. A mudança conformacional permite o movimento para o menor gradiente de concentração da substância. Por esse motivo, a taxa de transporte não depende do gradiente de concentração, mas sim do número de proteínas transportadoras disponíveis. Embora se saiba que as proteínas mudam de forma quando as suas ligações de hidrogénio são desestabilizadas, o mecanismo completo pelo qual as proteínas transportadoras mudam a sua conformação não é bem compreendido.

Taxas de Difusão

Embora mais envolvido do que a simples difusão, o transporte facilitado permite que a difusão ocorra a taxas incríveis. Proteínas de canal movem dezenas de milhões de moléculas por segundo, e proteínas transportadoras movem de milhares a milhões de moléculas por segundo.

Às vezes substâncias como iões carregados são repelidos pela camada hidrofóbica da membrana, assim, interrompendo a difusão. No processo de transporte facilitado ou difusão facilitada, moléculas podem viajar através da membrana via canal e proteínas transportadoras permitem a difusão sem exigir energia adicional. O primeiro tipo, proteínas de canal, formam um poro hidrofílico, através do qual as moléculas carregadas podem passar.

Assim, evitando a camada da membrana hidrofóbica. Esses canais estão sempre abertos ou fechados por algum mecanismo para controlar o fluxo. A segunda categoria, proteínas transportadoras, ligam uma substância específica causando uma mudança na conformação para o canal, permitindo movimento descendente no gradiente.

Por este motivo, a taxa de transporte não é dependente do gradiente de concentração mas sim no número de proteínas transportadoras disponíveis. Mesmo assim, o movimento envolvido é mais que a simples difusão, o transporte facilitado permite que a difusão ocorra a taxas incríveis, com proteínas de canal movendo dezenas de milhões de moléculas por segundo e proteínas transportadoras movendo de 1.000 a 1.000.000 de moléculas por segundo.