(Ufjf-pism 1 2016) Para manter as diferenças entre as concentrações interna e externa dos íons sódio ( \mathrm{Na}+ ) e potássio ( \mathrm{K}+ ), proteínas presentes na membrana plasmática atuam como bombas de íons capturando ininterruptamente íons de sódio no citoplasma e transportando-os para fora da célula. Na face externa da membrana essas proteínas capturam íons de potássio do meio e os transportam para o citoplasma. Neste processo, o papel do trifosfato de adenosina (ATP) na membrana plasmática é:
a) fornecer adenosina para o transporte ativo de proteínas fornecer energia para o transporte ativo de substâncias
c) fornecer íons potássio ( \mathrm{K}+ ) para o transporte ativo de substâncias
d) manter as diferenças de concentrações de sódio (Na+) e potássio (K+)
e) transportar substâncias para dentro e fora da célula

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações e faz a seguinte pergunta:
  • Informação 1: Proteínas na membrana plasmática atuam como bombas que transportam íons de sódio e potássio.
  • Informação 2: Essas proteínas capturam íons \mathrm{Na}^+ no citoplasma e os transportam para fora da célula.
  • Informação 3: Na face externa, essas proteínas capturam íons \mathrm{K}^+ do meio e os transportam para o citoplasma.
  • Pergunta: Qual é o papel do trifosfato de adenosina ( \mathrm{ATP}) nesse processo?
As alternativas são:
a) fornecer adenosina para o transporte ativo de proteínas
b) fornecer energia para o transporte ativo de substâncias
c) fornecer íons potássio ( \mathrm{K}^+) para o transporte ativo de substâncias
d) manter as diferenças de concentrações de sódio ( \mathrm{Na}^+) e potássio ( \mathrm{K}^+)
e) transportar substâncias para dentro e fora da célula

Passo 2

Entendendo o que o enunciado descreve (sem ainda responder): ele fala de bombas iônicas que movem íons contra gradiente de concentração (isto é, de onde há menos para onde há mais). Movimento contra gradiente precisa de trabalho/energia, porque o sistema está indo contra a tendência natural de difusão. Então, em geral, sempre que uma proteína de membrana “empurra” íons para o lado onde já há muitos, algo fornece energia para esse trabalho.

Passo 3

O que é \mathrm{ATP} e como ele fornece energia?
  • \mathrm{ATP} é uma molécula que armazena energia em ligações fosfato. Quando uma dessas ligações é quebrada (hidrolisada), libera-se energia utilizável pela célula.
  • A reação principal de liberação de energia é a hidrolise de \mathrm{ATP} para \mathrm{ADP} (difosfato de adenosina) e fosfato inorgânico \mathrm{P_i}. Em forma de fórmula isolada:
\mathrm{ATP} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{ADP} + \mathrm{P_i} + \text{energia}
(essa linha está isolada para ficar clara: \mathrm{ATP} + água → \mathrm{ADP} + \mathrm{P_i} + energia)
  • A energia liberada é usada por proteínas (como bombas) para mudar conformações e realizar trabalho, por exemplo, abrir/fechar canais, mover íons contra gradientes, etc.

Passo 4

Aplicando isso às bombas de \mathrm{Na}^+/ \mathrm{K}^+ (a chamada Na+/K±ATPase):
  • Essa proteína utiliza diretamente a energia da hidrolise de \mathrm{ATP} para transportar íons contra seus gradientes.
  • No ciclo típico da bomba \mathrm{Na}^+/ \mathrm{K}^+, para cada molécula de \mathrm{ATP} hidrolisada a bomba geralmente transporta 3 íons \mathrm{Na}^+ para fora e 2 íons \mathrm{K}^+ para dentro. Isso é um detalhe útil para entender que a bomba usa energia química para realizar transporte específico e ordenado.

Passo 5

Agora avalio as alternativas usando o que aprendemos:
  • Alternativa (b) diz que \mathrm{ATP} “fornece energia para o transporte ativo de substâncias” — isso corresponde exatamente ao papel mostrado: \mathrm{ATP} é hidrolisado e sua energia é usada pela bomba para mover \mathrm{Na}^+ e \mathrm{K}^+ contra seus gradientes.
  • Por que as outras estão erradas:
    • (a) “fornecer adenosina para o transporte ativo de proteínas”: incorreto. Embora \mathrm{ATP} contenha adenosina na sua estrutura, seu papel funcional aqui é fornecer energia, não “fornecer adenosina” como matéria-prima para o transporte.
    • (c) "fornecer íons \mathrm{K}^+": incorreto. \mathrm{K}^+ vem do meio extracelular; \mathrm{ATP} não é fonte de íons.
    • (d) "manter as diferenças de concentrações de \mathrm{Na}^+ e \mathrm{K}^+": meio enganosa — a manutenção dos gradientes é um efeito do trabalho realizado pela bomba, mas o papel específico do \mathrm{ATP} é fornecer a energia necessária para que isso aconteça. A alternativa (b) descreve diretamente o papel do \mathrm{ATP}.
    • (e) “transportar substâncias para dentro e fora da célula”: incorreto. \mathrm{ATP} não realiza transporte físico; as proteínas de membrana fazem o transporte usando a energia fornecida por \mathrm{ATP}.

Passo 6

Resumo didático e dica para prova (aqui, um amigo te dando a cola prática):
  • Frase-chave para decorar: “Bombas iônicas usam \mathrm{ATP} como fonte de energia para transporte ativo.”
  • Se você ver “ATP” próximo a “bomba” ou “transporte contra gradiente”, escolha a alternativa que envolva energia.
  • Lembre-se do exemplo concreto: a Na+/K±ATPase usa 1 \mathrm{ATP} para mover 3 \mathrm{Na}^+ para fora e 2 \mathrm{K}^+ para dentro — isso mostra claramente que a função do \mathrm{ATP} é fornecer energia.

Resposta

(b)

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