Tipos de co-transporte

Uma das principais funções das membranas biológicas é controlar o movimento das substâncias entre o interior e o exterior dos compartimentos que separam. Dessa forma, eles tornam possível fornecer as condições certas para o desenvolvimento das complexas reações químicas nas quais a vida se baseia.

O transporte de substâncias através de uma membrana biológica, tanto a membrana citoplasmática quanto as diferentes organelas celulares , pode ocorrer por vários mecanismos. Dependendo se são realizados a favor ou contra o gradiente, seja ele de concentração ou eletroquímico , eles podem ser classificados em duas grandes categorias:

  • Transporte passivo : as moléculas fluem no gradiente , ou seja, das áreas de maior concentração para as áreas de menor concentração. Não requer ingestão de energia . Existem vários tipos, como difusão simples, difusão facilitada e osmose.
  • Transporte ativo : as substâncias são transportadas contra o gradiente e precisam de entrada de energia . Existem vários tipos, como as ATPases, também conhecidas como bombas, transporte de vesículas (endo e exocitose) e cotransporte. Este último mecanismo, o cotransporte, pode ser classificado por sua vez em dois tipos, o simporte e o antporte.

Tipos de transporte de membrana

Simporte e antporte

Como vimos, o cotransporte é um tipo de transporte ativo de substâncias através de uma membrana biológica. O co-transporte é caracterizado pelo transporte simultâneo de duas ou mais substâncias , daí seu nome, e é comum em pequenas moléculas orgânicas, como glicose ou aminoácidos, principalmente em epitélios de absorção e secreção, como intestino delgado e túbulos renais.

O cotransporte pode ser de dois tipos, simporte ou antporte:

  • Simporte : as duas moléculas transportadas se movem na mesma direção , por exemplo, ambas são transportadas para a célula.
  • Antiport : as duas moléculas se movem na direção oposta , uma para fora da célula e a outra para dentro.

Tipos de cotransporte

Em ambos os casos, uma das substâncias se move a favor de seu gradiente e a outra contra ele. Nos gradientes eletroquímicos, há energia potencial armazenada e quando uma substância se move ao longo de seu gradiente, essa energia é liberada. O cotransportador , a proteína transmembrana responsável pelo co-transporte, é capaz de usar a energia armazenada no gradiente eletroquímico de uma substância para mover a outra substância contra seu gradiente .

O gradiente eletroquímico de onde vem a energia para o transporte é mantido pelas ATPases, que consomem ATP . Como o cotransportador não consome ATP diretamente, o co-transporte é classificado como transporte ativo secundário , enquanto as ATPases realizam o transporte ativo primário.

Em outras palavras, as ATPases consomem energia para criar um gradiente e, então, os cotransportadores usam a energia do gradiente para transportar outra substância.

Exemplo de Simporte

Um exemplo de simpatia é encontrado nos co-transportadores sódio-glicose (SLC5A1 e SLC5A2) que transportam glicose para a célula junto com os íons sódio Na + . Geralmente, a concentração de glicose é maior na parte externa da célula do que na parte interna, ao contrário da concentração de sódio. Ou seja, o cotransportador sódio-glicose transporta a glicose contra seu gradiente e o sódio para baixo.

Dentro da célula, a glicose é consumida ou transportada para outro local e o sódio se acumula. Para manter a concentração de sódio baixa, para gerar o gradiente e para que o processo continue, o sódio é bombeado ativamente para fora pela chamada bomba de sódio-potássio , uma ATPase que leva Na + para fora e introduz K + .

No epitélio intestinal, o processo pode ser delineado da seguinte forma:

Cotransporte sódio-glicose no epitélio intestinal

Exemplo de antiporta

Um dos exemplos mais conhecidos de antiportos é o trocador sódio-cálcio que introduz Na + no interior da célula e remove Ca 2+ . Ambas as substâncias ligam-se ao mesmo cotransportador, como no simporte, mas neste caso ligam-se em lados opostos, o Na + liga-se no exterior para ser introduzido e o Ca 2+ no interior para ser expelido.

Como no symport, uma bomba de sódio-potássio ou uma bomba de sódio-próton consome ATP para expelir sódio e gerar o gradiente eletroquímico.

O trocador sódio-cálcio é muito importante na atividade das células excitáveis, como neurônios, células musculares ou células fotorreceptoras. Também é muito importante no controle dos níveis de cálcio no retículo endoplasmático e nas mitocôndrias.

Trocador sódio-cálcio