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Toda a vida depende da atividade contínua de trilhões de células. Cada célula desempenha suas funções movendo moléculas essenciais através de sua membrana plasmática. Embora moléculas pequenas e não polares possam se difundir livremente, substâncias maiores, polares, carregadas ou insolúveis em lipídios dependem de um mecanismo especializado e livre de energia, conhecido como difusão facilitada.

TL;DR

Moléculas grandes, polares, carregadas ou insolúveis em lipídios atravessam a membrana com a ajuda de proteínas transportadoras ou canais iônicos – um processo passivo e sem energia chamado difusão facilitada.

A membrana celular

A membrana plasmática é uma bicamada fosfolipídica que envolve o citoplasma e as organelas, atuando como uma barreira seletiva. Regula a passagem de substâncias para dentro e para fora da célula. O transporte através desta barreira divide-se em duas categorias:passivo e activo. O transporte passivo, que inclui difusão facilitada, não requer energia celular.

Fundamentos da Difusão

A difusão move moléculas de áreas de alta concentração para áreas de baixa concentração. No entanto, moléculas grandes, polares, carregadas ou de outra forma incompatíveis com a bicamada lipídica não conseguem atravessar a membrana por si mesmas. A difusão facilitada resolve isso usando proteínas especializadas para transportar essas moléculas.

Transporte de glicose

A glicose é a principal moeda de energia para muitas células. Na corrente sanguínea, sua concentração permanece maior do que no interior da célula, mas a glicose não consegue atravessar a membrana sem ajuda devido ao seu tamanho e polaridade. As células expressam proteínas transportadoras de glicose (GLUT) que se ligam à glicose e a transportam para o citoplasma – um exemplo clássico de difusão facilitada (ver:Bialek et al., 2020).

Proteínas transportadoras para outras moléculas

A difusão facilitada mediada por transportador é essencial para o transporte de uma variedade de moléculas grandes e polares, tais como:

• Frutose e galactose (outros monossacarídeos)
• Aminoácidos, os blocos de construção das proteínas
• Nucleosídeos, necessários para a síntese de DNA e RNA

Canais Iônicos

Alguma difusão facilitada ocorre através de proteínas de canal que criam poros aquosos, permitindo a passagem rápida de íons sem a necessidade de ligação. Os principais íons transportados por meio desses canais incluem:

• Na⁺ (sódio)
• K⁺ (potássio)
• Ca²⁺ (cálcio)
• Cl⁻ (cloreto)

Esses processos sustentam funções fisiológicas vitais, como a condução do impulso nervoso e a contração muscular.