Transporte Passivo na Membrana Plasmática: Osmose e Difusão

A permeabilidade da membrana plasmática é seletiva, ou seja, ela “escolhe” o que entra ou sai da célula. Para que ocorra esse trânsito de moléculas as células podem fazer osmose e difusão. Vamos estudá-los? E no final, tem questões para você testar o que aprendeu!

A membrana plasmática desenha a fronteira da célula, funcionando como a muralha de um castelo, que reveste e delimita, protege e seleciona o que entra e sai por seus “muros”. A esta propriedade damos o nome de “permeabilidade seletiva”. 

Para que as substâncias sejam “escolhidas”, a membrana irá dispor de diferentes métodos de transporte através de sua estrutura, como a osmose e a difusão. Este assunto pode ser cobrado de diferentes maneiras no Enem e nos vestibulares.

Portanto, é imprescindível que você tenha uma boa noção do funcionamento de cada tipo de transporte através da membrana. Então, vamos estudá-los? Vem com a gente gabaritar as questões de Biologia!

A membrana plasmática é formada por uma bicamada de fosfolipídios permeada por proteínas. Portanto, a maior parte da membrana é formada por lipídeos, que você deve lembrar são apolares e hidrofóbicos. Estas propriedades são muito interessantes para a membrana, pois permitem a formação dessa “barreira” que delimita a célula. Porém, substâncias que são solúveis em água – polares e hidrofílicas, não conseguem passar por essa dupla camada de lipídeos.

Dessa maneira, apenas passam por entre os lipídeos da membrana substâncias que se dissolvem bem na gordura e moléculas muito pequenas (como o gás carbônico e o oxigênio e também a água que, apesar de ser uma substância polar, é muito pequena e assim consegue passar).

Transporte de Moléculas Grandes

Já moléculas grandes, como glicose, aminoácidos, nucleotídeos e sais minerais precisam passar por “portões” – as proteínas. Veja abaixo na figura 1 a Fotomicrografia de membrana plasmática obtida através de microscópio eletrônico de transmissão. Cortando a imagem em diagonal vemos a membrana plasmática, onde podemos ver as duas camadas de fosfolipídios. Crédito da imagem: Don W. Fawcett / Photo Researchers / Universal Images Group.

Na figura 2, a seguir,veja o desenho esquemático da membrana plasmática. Nele podemos visualizar as proteínas transmembrana que funcionam como portões para a passagem de moléculas grandes. Créditos da imagem: Phototake / Universal Images Group

Transporte Passivo (sem gasto de energia)

O transporte dessas substâncias pode ser feito com ou sem gasto de energia. Quando a célula não gasta energia para transportar substâncias através da membrana, dizemos que ela realizou um transporte passivo. Este é o caso da osmose, da difusão e da difusão facilitada.

Já na bomba de sódio e potássio, que transporta estes íons de uma lado a outro da membrana  contra um gradiente de concentração, a célula precisa gastar energia. A este transporte damos o nome de transporte ativo. Neste post estudaremos o transporte passivo: a Osmose, e a Difusão.

– Osmose:

Osmose é a passagem de água de um meio menos concentrado para outro mais concentrado através de uma membrana semipermeável (como a membrana plasmática), buscando igualar as concentrações de ambos os ambientes (como o meio interno e externo de uma célula). Sempre que houver diferença de concentração entre o meio externo e interno da célula, a água se moverá da região menos concentrada para a mais concentrada naturalmente. Essa ação é realizada até que a pressão osmótica fique estabilizada.

 Esse processo não ocorre gasto de energia e, portanto, a osmose é considerada um transporte passivo.

O resultado da osmose é usado nos processos de troca de nutrientes das células animais e vegetais.

O processo de osmose tem como finalidade igualar as concentrações entre uma solução hipotônica e outra hipertônica, até que se atinja um equilíbrio. Para isso temos os seguintes tipos de solução:

Classificamos de “hipertônica” a região que contém uma solução mais concentrada. Já a menos concentrada é chamada de “hipotônica”. Quando ambos os lados da membrana encontram-se com soluções com a mesma concentração, chamamos ambas as soluções de “isotônicas”.

Se uma célula animal for colocada em uma solução hipertônica, esta célula realizará um processo de osmose e a água presente dentro da célula irá passar para o meio externo, como o objetivo de igualar as concentrações. Nesse caso, a célula ficará enrugada, fenômeno chamado de crenação.

Figura 3: Fotomicrografia de hemácias feita com microscópio eletrônico de varredura e coloridas artificialmente. Na imagem você vê algumas hemácias com as bordas enrugadas (crenadas) após serem colocadas em uma solução hipertônica. Créditos da imagem: STEVE GSCHMEISSNER / SCIENCE PHOTO LIBRARY / Universal Images Group

Se a solução for hipotônica, a célula irá absorver cada vez mais água e poderá estourar, em um processo chamado de plasmoptise.

No caso das células vegetais, se elas forem colocadas em um meio hipotônico, suas células também absorverão muita água, porém, como elas possuem paredes celulares isto impedirá que elas estourem. Já em meio hipertônico, as células vegetais irão murchar e se separar da parede celular em um processo chamado de plasmólise.

Figura 4: Fotomicrogafia de células de cebola em meio hipertônico feitas com microscópio óptico. Você pode observar nesta imagem que as células (em vermelho) se desgrudaram da parede celular após perderem muita água através do processo de osmose (quando colocadas em um meio hipertônico). Este processo se chama plasmólise. Créditos da imagem: Michael Abbey / Photo Researchers / Universal Images Group

Onde podemos notar a osmose? Explorar a natureza e realizar “experimentos” com os bichinhos são coisas típicas da infância. Então, você (ou um amigo) seu provavelmente já fizeram a travessura de colocar sal em uma lesma, certo? Logo depois você ficou com seu coração partido de ver o bichinho de contorcendo e se esvaindo em água.

Acontece que ao colocar sal, o meio externo da lesma ficou hipertônico e, como a lesma tem a pele muito fina e a relação de suas superfícies externa e interna é muito pequena, suas células logo sofreram osmose.

O mesmo ocorre conosco quando vamos tomar banho de mar. As extremidades de nossos dedos ficam murchas, pois sofrem osmose. Como nossa pele é queratinizada e nosso corpo é muito mais espesso, nós não nos iremos “derreter” como a lesma, porém, nossas células ficam por um tempo desidratadas.

Figura 5: Veja acima o Esquema demonstrando a osmose. A concentração de solutos no lado B gera pressão osmótica no lado A. Assim, a água passa através da membrana semipermeável para igualar as concentrações de soluto de ambos os lados. Note que no esquema A o nível de solução do lado B está maior que do lado A, pois este lado recebeu água através da osmose.

-Pressão osmótica 

O soluto é qualquer substância que pode ser diluída em um solvente, como o açúcar dissolvido na água. Enquanto que pressão osmótica é a pressão feita para que a água se movimente.

-Osmose Reversa:

A osmose reversa consiste na passagem de água no sentido inverso ao da osmose. Assim, a água movimenta-se da solução mais concentrada para uma menos concentrada.

A osmose reversa acontece mediante aplicação de uma pressão maior do que a pressão osmótica natural.

Como a membrana semipermeável permite apenas a passagem de solvente (água pura), ela retém os solutos.

Um exemplo de osmose reversa é a transformação de água salgada em água doce pelo processo de dessalinização.

-Difusão:

A difusão é a capacidade que moléculas de gases e de solutos muito pequenos dissolvidos em água têm de passar pela membrana plasmática e se espalhar uniformemente pelo espaço disponível.  Neste caso, as moléculas de soluto irão passar do meio mais concentrado para o menos concentrado, movendo-se a favor de um gradiente de concentração.

Isto ocorre, por exemplo, durante a hematose, momento em que nossas células vermelhas – as hemácias – trocam oxigênio e gás carbônico com os tecidos ou com os pulmões. Quando as hemácias vêm dos tecidos em direção aos pulmões estão carregadas de gás carbônico, assim como o plasma sanguíneo.

Ao passar pelos alvéolos, que possuem grande concentração de oxigênio, elas vão liberar o gás carbônico (pois elas estão mais concentradas, por isso o CO2 irá migrar para os alvéolos que possuem baixa concentração desse gás) e irão absorver o oxigênio, uma vez que seu citoplasma possui menor concentração do gás que seu meio externo.

Figura 6: Esquema demonstrando a difusão. Os solutos (em vermelho) passam do meio mais concentrado para o menos concentrado, a favor de um gradiente de concentração.

– Difusão facilitada:

A difusão facilitada é a passagem de substâncias que não se dissolvem em lipídios através da membrana com a ajuda das proteínas que permeiam a bicamada lipídica.  A difusão facilitada também é considerada um transporte passivo (apesar da “ajudinha” que as proteínas dão), pois é um transporte que ocorre a favor de um gradiente de concentração – do meio mais concentrado para o menos concentrado.

Esse transporte ocorre, por exemplo, com a glicose e, principalmente, com íons, que, apesar do seu tamanho diminuto, possuem carga elétrica – o que dificulta sua passagem pelos lipídios.  Esse transporte é feito por proteínas que atravessam a membrana plasmática e podem ser classificadas em dois tipos: carreadoras, que mudam de forma durante o transporte, ou canais, proteínas que formam espécies de túneis através da membrana.

Veja na figura 7: Esquema de difusão facilitada. Nele podemos ver uma proteína carreadora transportando uma molécula não solúvel.

Aula Gratuita sobre Transporte Passivo na Membrana Plasmática:

Agora que você já sabe tudo sobre transporte passivo, que tal ver uma videoaula para finalizar sua revisão? Então veja este vídeo do canal “Me Salva”, do Youtube:

Exercícios

Então, aprendeu um pouco mais sobre o assunto? Ótimo! Agora, para testar seus conhecimentos, que tal resolver alguns exercícios?

01- (UEPA/2014)   As sensações, sentimentos, pensamentos, respostas motoras e emocionais, a aprendizagem e a memória, resultam do processo de comunicação entre as células nervosas, os neurônios, que continuamente coletam informações sobre o estado interno do organismo e de seu ambiente externo. Estas células possuem a habilidade de processarem informações que controlam o fluxo de substâncias do meio intracelular (íons sódio, potássio, etc.) e realizam os processos de difusão e osmose em suas membranas.

Adaptado de http://www.cerebromente.org.br/n10/fundamentos/ pot2.htm

Segundo o texto, a comunicação entre essas células ocorre por meio de processo:

a) passivo com desprendimento de energia como a difusão e a osmose.

b) ativo sem desprendimento de energia como a Bomba de sódio e potássio.

c) passivo como a difusão, a osmose e a Bomba de sódio e potássio.

d) ativo como a Bomba de sódio e potássio e processo passivo como a difusão e a osmose.

e) ativo como a difusão e bomba de sódio e potássio e processo passivo como a osmose.

Gab: D

02 – (IFGO/2013)   O bacalhau, cuja carne é submetida ao processo de salgamento, para sua conservação, é um dos principais pratos da culinária portuguesa e também muito apreciado pelos brasileiros. Ele pode ser preparado de diversas formas, mas geralmente são colocadas batatas para deixar o prato menos salgado.

Analise as afirmativas a seguir, a respeito do processo ocorrido durante o preparo do bacalhau.

I. O sal passa para a batata por difusão.

II. O sal passa para a batata por osmose.

III.   O amido da batata se dissolve, adoçando o bacalhau.

IV. O sal passa para a batata por transporte ativo.

Está(ão) correta(s):

a) Somente a afirmativa I.

b) Somente a afirmativa II.

c) Somente a afirmativa III.

d) Somente as afirmativas I, II e III.

e) Somente as afirmativas II, III e IV.

Gab: A

03 – (FGV/2012)   A figura ilustra a maneira como certas moléculas atravessam a membrana da célula sem gastar energia, o que é denominado transporte __________. Tal processo ocorre __________ gradiente de concentração e é utilizado para a passagem de __________.

(http://picasaweb.google.com)

Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas da oração.

a) facilitado … independentemente do … micromoléculas

b) passivo … a favor do … aminoácidos e monossacarídeos

c) ativo … contra o … íons

d) fagocitário… na presença de … polissacarídeos

e) celular … na ausência de … peptídeos

Gab: B

04 – (UNESP SP/2012)   Dona Júlia iria receber vários convidados para o almoço do domingo, e para isso passou boa parte da manhã lavando vários pés de alface para a salada. Para manter as folhas da alface tenras e fresquinhas, dona Júlia manteve-as imersas em uma bacia com água filtrada. Contudo, ao final de um bom tempo com as mãos imersas na água, a pele dos dedos de dona Júlia, ao contrário das folhas de alface, se apresentava toda enrugada.

     

Folha de alface tenra por permanecer na água, e detalhe de dedo enrugado por contato prolongado com a água.

Considerando a constituição da epiderme e as diferenças entre as células animal e vegetal, explique por que as folhas da alface permanecem tenras quando imersas na água e por que a pele humana se enruga quando em contato prolongado com a água.

Gab:

O fato de as folhas de alface permanecerem mergulhadas em água garante, em primeiro lugar, a não ocorrência de transpiração; em certa medida, há ainda absorção de água, por osmose, pelas células do alface, que são hipertônicas em relação ao meio em que estão mergulhadas, tendendo à turgescência, garantida pela presença da membrana celulósica.

Quanto à pele humana, ela se enruga devido à hidratação da queratina, camada superficial, morta, da epiderme.

05 – (UCS RS/2012)   Para entender as propriedades da membrana celular e o processo de osmose, um biólogo realizou o experimento descrito a seguir.

Três conjuntos de hemácias foram expostos a três diferentes soluções, conforme descrito abaixo.

A–  O primeiro conjunto foi exposto a uma solução isotônica em relação ao líquido intracelular das hemácias.

B–  O segundo conjunto foi exposto a uma solução hipotônica em relação ao líquido intracelular das hemácias.

C–  O terceiro conjunto foi exposto a uma solução hipertônica em relação ao líquido intracelular das hemácias.

Assinale a alternativa correta, que corresponde aos resultados desse experimento.

a) As hemácias mantêm sua forma e seu volume, pois são impermeáveis à água.

b) As hemácias mantêm sua forma e seu volume somente quando expostas à solução hipertônica.

c) As hemácias murcham quando expostas à solução isotônica.

d) As hemácias incham quando expostas à solução hipotônica.

e) As hemácias incham quando expostas à solução isotônica.

Gab: D

06 – (OBB/2012)  Como funciona a necropsia

O cenário é uma mistura de hospital com cozinha. E o procedimento para descobrir a causa de uma morte por acidente ou violência leva até 4 horas

 1- Preparação

Após o reconhecimento feito por familiares, o corpo é identificado com o número do RG ou do boletim de ocorrência e são coletadas as impressões digitais. As roupas e os projéteis são encaminhados para exames balísticos. O corpo é pesado e lavado com água e sabão.

2. Cortes

É preciso abrir crânio, tórax e abdome. A primeira incisão é no crânio, com uma serra no couro cabeludo. A próxima, para acesso ao tórax e abdome, vai da altura do pescoço ao púbis, em forma de Y (os cortes em T e I são menos usados, pois deixam marcas no pescoço).

 3-Órgãos

Cérebro, coração, pulmões, estômago, pâncreas e outros órgãos são pesados, medidos e examinados. Um pulmão mais pesado, por exemplo, pode estar cheio de água e indicar afogamento. Pontos vermelhos sugerem asfixia. Massa encefálica espalhada é sinal de que ocorreu fratura no crânio, provavelmente por algum trauma na cabeça, como uma pancada. Órgãos pálidos revelam hemorragia, pois a irrigação sanguínea foi comprometida.

 4-Na barriga

Depois de analisados, os órgãos são inseridos no abdome. Nada é colocado como antes, mas “jogado” dentro do corpo e costurado com uma linha grossa. Por ser muito mole, não é possível recolocar o cérebro na cabeça, pois ele escorreria pela fenda aberta no crânio.

(Fonte:Superinteressante – Dezembro de 2011)

Em uma vítima de hemorragia, é muito comum a aplicação de uma solução salina popularmente conhecida como salgadão (solução hipertônica de cloreto de sódio à 7,5%) a fim de se evitar o choque hipovolêmico. Esta solução objetiva:

a) aumentar a atuação plaquetária

b) aumentar a concentração de vitamina K

c) aumentar a concentração de cálcio

d) tornar o sangue hipotônico em relação aos tecidos

e) aumentar a pressão osmótica sanguínea

Gab: E

07 –  (UFPR-2006) Abaixo, pode-se observar a representação esquemática de uma membrana plasmática celular e de um gradiente de concentração de uma pequena molécula “X”  ao longo dessa membrana.

Com base nesse esquema, considere as seguintes afirmativas:

I. A molécula “X” pode se movimentar por difusão simples, através dos lipídios, caso seja uma molécula apolar.

II. A difusão facilitada da molécula “X” acontece quando ela atravessa a membrana com o auxílio de proteínas carreadoras, que a levam contra seu gradiente de concentração.

III. Se a molécula “X” for um íon, ela poderá atravessar a membrana com o auxílio de uma proteína carreadora.

IV. O transporte ativo da molécula “X” ocorre do meio extracelular para o citoplasma.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.

b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.

c) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.

e) Somente a afirmativa III é verdadeira.

Gab: A

08 – (UFRN-1998) As hemácias de mamíferos são isotônicas, quando comparadas a uma solução salina de NaCl a 0,9%. Tais hemácias, colocadas em uma solução com concentração de 0,2% de NaCl, sofrem

a) diálise com hemólise.

b) osmose sem hemólise.

c) osmose com hemólise.

d) diálise sem hemólise

Gab: C

Dica 2: Quer treinar seus conhecimentos em Biologia? Baixe esta apostila de biologia gratuitamente! https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-apostila-gratuita/

Dica 3: Precisa revisar mais conteúdos de biologia? Veja os vídeos de Biologia da Khan Academy já traduzidos para o Português pela equipe da Fundação Lemann no http://www.fundacaolemann.org.br/khanportugues/#videos

Curiosidade

A expressão "aprender por osmose" é muito utilizada por estudantes que gostariam de aprender novos conteúdos sem precisar estudar, ou seja, sem fazer esforço.

Fonte: https://www.todamateria.com.br/osmose/

https://blogdoenem.com.br/transportes-passivos-osmose-difusao-biologia-enem/