Difusão, dentro bioquímica, refere-se a um dos muitos processos pelos quais as moléculas podem entrar e sair das células através do plasma membrana, ou membranas cruzadas dentro da célula, como a membrana nuclear ou a membrana que envolve mitocôndria.
Pense na difusão como um movimento "à deriva". Embora se refira a um processo aleatório e não guiado, e que não requer uma entrada de energia, ele segue uma regra: As partículas se movem de áreas de maior concentração para áreas de menor concentração, mesmo quando as moléculas individuais estão livres para se mover em todas as direções.
Compreendendo gradientes químicos
O que significa algo passar de uma região de alta concentração para uma de baixa concentração? Em primeiro lugar, é necessário saber o que "concentração" significa neste contexto. Na maioria das vezes, a concentração se refere ao número de moléculas por unidade de volume (por exemplo, mililitros ou ml).
Pense no que acontece quando você toma um gole de suco de laranja da garrafa ou da caixa. É provável que você considere a bebida doce, porque a alta concentração de açúcar no suco excede a dos fluidos em seu sistema.
No entanto, se você misturar o suco com água pura de modo que a solução resultante contenha 10 partes de água para cada 1 parte de suco, espere alguns minutos e tome mais um gole, você perceberá que o fluido está diluído, porque agora está em uma concentração mais baixa - menos concentrado, pelo menos, do que seu corpo fluidos.
Porque as moléculas de açúcar no suco tendem a se misturar com as moléculas de água até a concentração de açúcar é igual em toda a solução, diz-se que a difusão ocorre na direção de equilíbrio.
É importante ressaltar que o equilíbrio não significa a cessação do movimento das moléculas, mas sim que o movimento das moléculas atingiu um ponto de verdadeira aleatoriedade porque todos gradientes de concentração foram eliminados.
O Processo de Difusão
Enquanto algumas substâncias podem simplesmente se difundir através membranas celulares quando o gradiente de concentração favorece isso, outros são grandes demais para se formarem entre as moléculas de fosfolipídios na membrana, ou carregam uma carga elétrica líquida que se opõe a seu movimento.
A membrana plasmática é, portanto, um membrana semipermeável: Moléculas pequenas e sem carga, como água (H2O) e dióxido de carbono (CO2), podem simplesmente passar vagarosamente, enquanto outras requerem ajuda ou são incapazes de atravessar a membrana completamente.
Difusão simples é exatamente o que parece - o movimento das moléculas através de uma membrana descendo um gradiente de concentração como se a membrana, de fato, não estivesse lá. Dentro facilitadodifusão, no entanto, substâncias como íons (partículas carregadas) movem-se para baixo em um gradiente de concentração, mas também devem atravessar a membrana por meio de canais de transporte feito de proteína.
A difusão tende a prosseguir até que a concentração de equilíbrio seja alcançada. Neste ponto, as moléculas tendem a deixar a região apenas por transporte Ativo mecanismos alimentados por ATP, ou trifosfato de adenosina - a "moeda de energia" das células.
Prós e Contras da Difusão
Do lado positivo, o processo de difusão é "livre" em comparação com outras formas de transporte, pois não requer energia. Este é um grande trunfo, visto que a eficiência é enormemente desejável em sistemas biológicos e a energia, assim como no mundo "macro", é preciosa.
O lado negativo da difusão é que ela é obviamente insuficiente para mover as substâncias em um gradiente de concentração e não é difícil de prever um cenário em que as moléculas são necessárias dentro de uma célula, apesar de uma concentração já maior dessas substâncias no interior do que no fora. Mais frequentemente, tais substâncias devem ser movidas através de um gradiente eletroquímico.
Esta é uma forma física diferente de resistência, mas que apenas um investimento de ATP pode superar. Isso é feito por meio de "bombas" de membrana que lutam continuamente contra a maré do gradiente eletroquímico que se opõe ao seu trabalho.