Como ocorre o transporte ativo da bomba de sódio e potássio?

A Bomba de Sódio e Potássio tem um papel importante na manutenção do potencial de repouso das células nervosas, musculares e cardíacas.

Ela permite a troca de íons de sódio (Na+), oriundos do meio intracelular, por íons de potássio (K+), oriundos do meio extracelular, numa relação precisa (3 Na+/2 K+).

ABomba de Sódio e Potássio (Na+/ K+ ATPase) é uma proteína transmembrana cuja atividade enzimática utiliza a energia proveniente da degradação do ATP em ADP e fosfato inorgânico para transportar íons de potássio e sódio contra os respectivos gradientes de concentração.

A bomba é responsável pelo restabelecimento do equilíbrio inicial após um potencial de ação. Como a membrana celular é muito menos permeável ao sódio do que ao potássio, desenvolve-se um potencial eléctrico positivo.

O gradiente de concentração e elétrico estabelecido pela bomba de sódio suporta não só o potencial eléctrico de repouso da célula mas também os potenciais de ação em células nervosas e musculares.

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A célula precisa de baixa concentração de íons de sódio e de elevada concentração de íons de potássio no seu interior para manter o potencial elétrico.

Vídeo: Como funciona a Bomba de Sódio e Potássio

Fora das células existe uma alta concentração de sódio e uma baixa concentração de potássio, pois existe difusão destes componentes através de canais iônicos existentes na membrana celular.

Para manter as concentrações ideais dos dois íons, a bomba de sódio bombeia sódio para fora da célula e potássio para dentro dela. Esse transporte é realizado contra os gradientes de concentração desses dois íons, o que ocorre graças à energia liberada pela quebra da molécula de ATP.

Transporte ativo – Bomba de Sódio e Potássio

É o tráfego de moléculas através da membrana plasmática, contra o gradiente de concentração (de locais onde estão menos concentradas para onde encontram-se mais concentradas).

Tal fenômeno é possível graças à presença de proteínas específicas na membrana plasmática que, com o gasto de energia, são capazes de se combinar com a substância ou íon e transportá-lo para a região em que está mais concentrado.

Para que isso ocorra, a proteína sofre uma mudança em sua forma para receber a substância ou o íon. A energia necessária a esta mudança é proveniente da quebra da molécula de ATP (adenosina trifosfato) em ADP (adenosina difosfato) e fosfato.

Etapas da Bomba de Sódio e Potássio

• A bomba, ligada ao ATP, liga-se a 3 íons de Na+ intracelulares.
• O ATP é hidrolisado, levando à fosforilação da bomba e à libertação de ADP.
• Essa fosforilação leva a uma mudança conformacional da bomba, expondo os íons de Na+ ao exterior da membrana. A forma fosforilada da bomba, por ter uma afinidade baixa aos íons de sódio, liberta-os para o exterior da célula.
• À bomba ligam-se 2 íons de K+ extracelulares, levando à desfosforilação da bomba.
• O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os íons de potássio para o interior da célula: a bomba está pronta para um novo ciclo.

O transporte ativo é um tipo de transporte de substâncias através da membrana plasmática que se caracteriza pelo gasto de energia pela célula. Nele, diferentemente do transporte passivo, observa-se uma movimentação dos solutos contra os seus gradientes de concentração. A bomba de sódio-potássio é um caso de transporte ativo em que o ATP fornece a energia necessária para o bombeamento dos íons sódio e potássio.

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Resumo sobre transporte ativo

• A membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva, o que permite um controle adequado do que entra e do que sai da célula.

• Algumas substâncias atravessam a membrana livremente.

• Algumas substâncias, para atravessar a membrana plasmática, necessitam da ajuda de proteínas.

• Proteínas carreadoras atuam no transporte ativo, um tipo de transporte de substâncias em que há gasto de energia pela célula.

• A bomba de sódio-potássio é um caso de transporte ativo.

Transporte através da membrana

A membrana plasmática é uma estrutura presente em todos os tipos celulares e é constituída basicamente de uma bicamada de fosfolipídios com proteínas inseridas. Uma de suas funções é selecionar o que entra e o que sai da célula, garantido o equilíbrio do meio interno celular. Essa propriedade é conhecida como permeabilidade seletiva.

Algumas moléculas passam pela bicamada fosfolipídica facilmente, sendo esse o caso, por exemplo, do oxigênio e do gás carbônico. Outras moléculas, no entanto, necessitam de ajuda. Neste último caso, as substâncias contam com a ajuda de proteínas de transporte, as quais são bastante seletivas.

Em algumas situações, o transporte de substâncias através da membrana não leva ao gasto de energia pela célula. Esse tipo detransporte é chamado de passivo. Em outras, no entanto, para que as substâncias atravessem a membrana, torna-se necessário o uso de energia, sendo esse o transporte ativo.

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O que é transporte ativo

O transporte ativo é um tipo de transporte através da membrana em que há gasto de energia pela célula.No transporte ativo, proteínas de transporte atuarão de modo a garantir que solutos sejam movimentados contra seu gradiente de concentração, sendo transferidos do lado em que se encontram em menor concentração para o lado onde estão mais concentrados.

As proteínas que garantem o transporte dessas substâncias são as chamadas de proteínas carreadoras. Elas se ligam às moléculas que serão transportadas e mudam sua conformação de modo a garantir que tais moléculas atravessem a membrana plasmática contra seu gradiente de concentração. Por direcionarem os solutos contra seus gradientes, alguns transportadores são chamados de bombas.

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Bomba de sódio-potássio

A bomba de sódio-potássioé um caso específico de transporte ativo. A concentração dos íons sódio (Na+) é maior do lado de fora da célula do que dentro dela, enquanto a concentração de íon potássio (K+) é menor no interior da célula do que fora dela. A bomba de sódio-potássio garante que íons sódio sejam bombeados para fora da célula e que íons potássio sejam bombeados para dentro dela.

O Na+ citoplasmático se liga à bomba de sódio-potássio, e essa ligação estimula a fosforilação do ATP. Essa fosforilação promove mudança na forma da proteína, diminuindo sua afinidade pelo Na+, o qual é liberado para fora da célula. A nova forma adquirida pela proteína tem grande afinidade com o K+, o qual se liga à porção extracelular e promove a liberação do grupo fosfato.

Quando a proteína perde o grupo fosfato, ela retoma sua forma original, a qual apresenta menor afinidade pelo K+, que é, nesse momento, liberado. A afinidade pelo Na+ é reestabelecida, dando início a um novo ciclo. Vale salientar que a bomba de sódio-potássio garante, em cada ciclo, o transporte de três íons sódio para fora da célula a cada dois íons potássio bombeados para dentro.

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Diferença entre transporte ativo e transporte passivo

Tanto o transporte passivo quanto o transporte ativo têm como função primordial garantir que substâncias atravessem a membrana plasmática. No transporte passivo, não há gasto de energia pela célula e as substâncias difundem-se em direção a seu gradiente de menor concentração. A difusão simples, a difusão facilitada e a osmose são tipos de transporte passivo.

O transporte ativo, por sua vez, leva ao gasto de energia, e as substâncias se movem através da membrana plasmática contra seus gradientes de concentração. Geralmente, a energia para que o processo ocorra é suprida pelo ATP.

• Videoaula sobre transporte ativo e transporte passivo

Como ocorre o transporte ativo da bomba de sódio e potássio?

Como ocorre o processo de transporte ativo?