Quais características de moléculas que podem atravessar a membrana plasmática e quais as características da que não podem atravessar?

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A membrana plasmática exerce distintas funções e, entre estas está o controle de substâncias que entram e saem da célula. A difusão molecular, também conhecida apenas por difusão, é um tipo de transporte de matéria, e tem como objetivo promover o equilíbrio entre duas soluções que se encontram, inicialmente, com concentrações diferentes. Trata-se de um fenômeno físico, onde em ocasião da energia térmica as moléculas se movem constantemente em um fluído, que pode ser líquido ou gás, promovendo a passagem do soluto para regiões de menores concentrações. Este tipo de transporte é extremamente importante para a vida celular, pois permite a absorção de nutrientes, bem como a excreção de produtos residuais.

Desta forma, quando duas soluções apresentam-se em desequilíbrio, ou seja, com diferentes concentrações, as moléculas do soluto tendem a se deslocar do meio em que há uma maior concentração, chamado de meio hipertônico, para uma área de menor concentração, conhecido como meio hipotônico. Neste sentido, diz-se que a passagem do soluto ocorre a favor de um gradiente de concentração, não envolvendo, portanto, dispêndio de energia e ocorre sem a necessidade de um transportador. Da mesma forma, mas em sentido oposto, o solvente pode se deslocar em direção à solução mais concentrada, que se encontra rica em soluto, processo este conhecido como osmose. Ao final observa-se um equilíbrio entre as soluções que irão se tornar isotônicas, apresentando igual concentração.

Porém, não são todas as moléculas que conseguem atravessar as membranas. Características como a lipossolubilidade, ou seja, ser solúvel em lipídios, e o tamanho molecular do soluto podem determinar a capacidade dessas moléculas em se mover através das membranas. Com isto, substâncias como os hormônios esteroidais, que são altamente lipossolúveis, conseguem se mover livremente, se dissolvendo na bicamada lipídica e atravessando-a com maior facilidade. O tamanho da molécula do soluto pode interferir no transporte, assim como na velocidade em que ocorre o transporte. O movimento molecular do soluto ocorre de forma aleatória, ou seja, ao se mover, a molécula estará a colidir com a membrana, que ao encontrar um poro maior que seu tamanho conseguirá atravessá-la, em direção à solução de menor concentração. Desta forma, moléculas orgânicas de baixo peso molecular conseguem se difundir facilmente através de membranas semipermeáveis, por apresentarem tamanhos reduzidos. Da mesma forma, a velocidade do transporte também é influenciada pelo tamanho da molécula, onde quanto maior for o peso molecular do soluto, menor será a velocidade em que ocorrerá o transporte. Exemplo é a difusão de água, oxigênio (O2), dióxido de carbono (CO2) e eletrólitos, além de determinados fármacos que ocorre através da barreira placentária, da mãe para o feto. Também, a troca gasosa necessária para nossa respiração envolve a difusão. Neste processo o O2 se move dos alvéolos para o sangue que está percorrendo os capilares pulmonares e, da mesma forma o CO2 se move, porém no sentido oposto.

Em relação à espécie de átomos envolvida, a difusão pode ser classificada em autodifusão, quando as espécies de átomos forem iguais ou, interdifusão ao envolver espécies de átomos diferentes no processo.

Além do controle celular, a difusão também tem sua aplicação em outros processos, como na engenharia metalúrgica para a modificação superficial de peças, em filtros para a purificação de gases e na produção de cerâmicas.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/biologia/difusao-molecular/

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A permeabilidade seletiva é um processo fisiológico que ocorre através da membrana plasmática de todas as células e da parede celular de células vegetais que consiste na passagem seletiva de substâncias para o meio intra ou extracelular.

Para compreendermos melhor o processo de permeabilidade seletiva é preciso relembrar a estrutura da membrana plasmática. A membrana plasmática é formada por uma bicamada lipídica, tendo como principal componente moléculas de fosfolipídios, essa composição faz com que a membrana sirva de barreira para a entrada e saída de substâncias, facilitando a passagem de produtos lipossolúveis ao mesmo tempo que dificulta a passagem de elementos não solúveis em lipídios, ou seja grande parte dos lipídios ou moléculas lipofílicas, assim como gases tais como o oxigênio e o gás carbônico atravessam a membrana facilmente enquanto que moléculas hidrossolúveis não.

Íons como o sódio, cloro, potássio e cálcio conseguem atravessar a membrana através de canais iônicos enquanto que moléculas maiores como a glicose e pequenas proteínas passam e um lado ao outro da membrana através de proteínas chamadas de proteínas carreadoras.

A passagem seletiva de substâncias através da membrana ocorre de duas maneiras diferentes: o transporte ativo, quando envolve o uso de energia, e o transporte passivo quando não envolve a utilização de ATP.

O transporte ativo é realizado por proteínas carreadoras e envolve o transporte de moléculas grandes através da membrana plasmática ou de íons contra um gradiente de concentração envolvendo gasto de energia sob a forma de ATP, ele pode ser classificado em transporte ativo primário, ou secundário.

O transporte passivo, por sua vez, envolve a passagem de moléculas através da membrana celular sem o uso de energia e pode ser classificado em difusão simples, difusão facilitada e osmose.

Bibliografia:

Alberts et. Al. (2011), Fundamentos da Biologia Celular, 3ª edição

Carvalho HF & Recco-Pimentel (2013), A célula, 3ª. Edição

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/citologia/permeabilidade-seletiva/