Vamos lá galera! mais um pouquinho de citologia pra vocês, agora vamos falar sobre a membrana plasmática, bom estudo!!!!!!
Membrana celular
(ou membrana plasmática ou membrana citoplasmática
ou plasmalema)
Toda a célula, seja procarionte ou eucarionte,
apresenta uma membrana que isola do meio exterior: a membrana plasmática. A
membrana plasmática é tão fina (75Aº) que os mais aperfeiçoados microscópios
ópticos não conseguiram torná-la visível. Foi somente após o desenvolvimento da
microscopia eletrônica que a membrana plasmática pode ser observada. Nas
grandes ampliações obtidas pelo microscópio eletrônico, cortes transversais da
membrana aparecem como uma linha mais clara entre duas mais escuras,
delimitando o contorno de cada célula.
Constituição química da membrana plasmática
Estudos com
membranas plasmáticas isoladas revelam que seus componentes mais abundantes são
fosfolipídios, colesterol e proteínas. É por isso que se costumam dizer que as
membranas plasmáticas têm constituição lipoprotéica.
A organização molecular da membrana
plasmática
Uma vez
identificados os fosfolipídios e as proteínas como os principais componentes
moleculares da membrana, os cientistas passaram a investigar como estas
substâncias estavam organizadas.
O modelo do mosaico fluído
A disposição
das moléculas na membrana plasmática foi elucidada recentemente, sendo que os
lipídios formam uma camada dupla e contínua, no meio da qual se encaixam
moléculas de proteína. A dupla camada de fosfolipídios é fluida, de consistência
oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de
um mosaico. Esse modelo foi sugerido por dois pesquisadores, Singer e
Nicholson, e recebeu o nome de Modelo Mosaico Fluido. .
Os
fosfolipídios têm a função de manter a estrutura da membrana e as proteínas têm
diversas funções. As membranas plasmáticas dos animais contêm quantidades
particularmente grande de colesterol.
As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da barreira da bicamada
lipídica e devido a seus rígidos anéis planos de esteróides diminuem a
mobilidade e torna a bicamada lipídica menos fluida.
Revestimentos
da membrana celular
A maior parte das
células, além de sua membrana celular, apresenta um revestimento ainda mais
externo que ajuda a manter sua estrutura e lhe confere proteção. Os
revestimentos mais comuns são o glicocálix,
nas células animais e a parede celular,
nas células vegetais.
Glicocálix:
Na superfície,
glicoproteínas e glicolipídios formam uma tapete, chamado glicocálix, que
parece ter funções de identificar e reter substancias uteis a célula. Cada
célula tem seu glicocálix, como uma espécie de impressão digital. Entretanto, o
glicocálix não faz parte da membrana celular, sendo apenas um revestimento
externo de fazer reconhecimento celular.
Parede celular.
A parede
celular é um envoltório extracelular presente em todos os vegetais e algumas
bactérias, fungos e protozoários, cuja composição varia conforme o hábito de cada
organismo perante os processos evolutivos e adaptativos.
Essa estrutura impossibilita alterações morfológicas dos organismos, em
razão de seu caráter semirrígido, ou seja, as células não conseguem
alterar a forma em consequência do impedimento espacial limitado pela rigidez
da parede celular.
Nas plantas, a parede celular é composta basicamente pelo polissacarídeo
celulose, formando a parede celulósica. Na maioria dos fungos, a parede é
formada por quitina, podendo apresentar celulose.
Alguns protistas secretam substâncias que, associadas a minerais silicatos
(sílica), constituem rudimentares ou elaboradas paredes celulares, também
denominadas de exoesqueleto. Já as bactérias e cianobactérias apresentam parede
celular formada por peptídoglicano (açúcares ligados a aminoácidos).
Sua formação nas células vegetais tem início com a deposição de uma fina camada
elástica de celulose primária, permitindo nesse estágio o crescimento da
célula. Depois de cessado esse crescimento, a parede recebe novas camadas de
celulose e outras substâncias (suberina e lignina) conferindo maior
resistência, denominada de parede secundária.
Para permitir o intercâmbio, troca de substâncias entre células adjacentes,
existem pontes citoplasmáticas (falhas) ao longo da superfície da parede,
chamadas de plasmodesmos.
A função primordial dessa estrutura é conferir resistência e proteção celular,
impedindo a lise osmótica quando em meio hipotônico.
Funções das proteínas na membrana plasmática:
As proteínas da membrana plasmática exercem grandes
variedades de funções: atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte,
organizando verdadeiros túneis que permitem a passagem de substâncias para
dentro e para fora da célula, funcionam como receptores de membrana,
encarregadas de receber sinais de substâncias que levam alguma mensagem para a
célula, favorecem a adesão de células adjacentes em um tecido, servem como
ponto de ancoragem para o citoesqueleto.
Proteínas de adesão: em células
adjacentes, as proteínas da membrana podem aderir umas às outras.
Proteínas que facilitam o transporte de
substâncias entre células.
Proteínas de reconhecimento:
determinadas glicoproteínas atuam na membrana como um verdadeiro “selo
marcador”, sendo identificadas especificamente por outras células.
Proteínas receptoras de membrana:
Proteínas de transporte: podem
desempenhar papel na difusão facilitada, formando um canal por onde passam
algumas substâncias, ou no transporte ativo, em que há gasto de energia
fornecida pela substância ATP. O ATP (adenosina trifosfato) é uma molécula
derivada de nucleotídeo que armazena a energia liberada nos processos
bioenergéticos que ocorrem nas células (respiração aeróbia, por exemplo). Toda
vez que é necessária energia para a realização de uma atividade celular (transporte
ativo, por exemplo) ela é fornecida por moléculas de ATP.
Proteínas de ação enzimática: uma ou mais
proteínas podem atuar isoladamente como enzima na membrana ou em conjunto, como
se fossem parte de uma “linha de montagem” de uma determinada via metabólica.
Proteínas com função de ancoragem para o
citoesqueleto.
Transporte pela Membrana Plasmática
A
capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por
outras define sua permeabilidade.
Em uma solução, encontram-se o solvente
(meio líquido dispersante) e o soluto
(partícula dissolvida). Seletivamente
permeável: permite a passagem do solvente e de alguns
tipos de soluto.
A passagem
aleatória de partículas sempre
ocorre de um local de maior concentração para outro de concentração menor (a
favor do gradiente
de concentração). Isso se dá até que a distribuição das
partículas seja uniforme. A partir do momento em que o equilíbrio for atingido,
as trocas de substâncias entre dois meios tornam-se proporcionais.
A passagem de
substâncias através das membranas celulares envolve vários mecanismos, entre os
quais podemos citar:
Transporte passivo
Difusão simples
Difusão facilitada
Osmose
Transporte ativo
Bomba de sódio e potássio
Endocitose e exocitose
Fagocitose
Pinocitose
Transporte Passivo
Ocorre
sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nas duas
faces da membrana. Não envolve gasto de energia
Difusão
Consiste na passagem das moléculas do soluto, do
local de maior para o local de menor concentração, até estabelecer um
equilíbrio. É um processo lento, exceto quando o gradiente de concentração
for muito elevado ou as distâncias percorridas forem curtas. A passagem de
substâncias, através da membrana, se dá em resposta ao gradiente de
concentração.
Difusão Facilitada
Certas substâncias entram na célula a favor do
gradiente de concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior
do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a
glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas. A velocidade da difusão
facilitada não é proporcional à concentração da substância. Aumentando-se a
concentração, atinge-se um ponto de saturação, a partir do qual a entrada
obedece à difusão simples. Isto sugere a existência de uma molécula
transportadora chamada permease na membrana. Quando todas as permeases
estão sendo utilizadas, a velocidade não pode aumentar. Como alguns solutos
diferentes podem competir pela mesma permease, à presença de um dificulta a
passagem do outro.
Osmose
A água se movimenta livremente
através da membrana, sempre do local de menor concentração de soluto para o de
maior concentração. A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a
membrana é conhecida por pressão osmótica.
Os principais fenômenos osmóticos são:
Plasmoptise- É o estouro que sofre uma célula animal quando é
colocada em meio hipotônico. Quando a célula é a hemácia o fenômeno recebe o
nome de hemólise.
Crenação- Ocorre quando a célula animal é colocada em meio
hipertônico, onde ela perde água e murcha.
Turgencia – Ocorre quando a célula vegetal é colocada em meio
hipotônico, absorve água e fica completamente túrgida.
Plasmólise – Ocorre quando uma célula vegetal colocada em meio
hipertônico perde água e se separa da parede celular.
Desplasmólise – É à volta ao normal de uma célula vegetal
plasmolisada, quando colocada em meio hipotônico.
A osmose não é influenciada pela natureza do
soluto, mas pelo número de partículas. Quando duas soluções contêm a mesma
quantidade de partículas por unidade de volume, mesmo que não sejam do mesmo
tipo, exercem a mesma pressão osmótica e são isotônicas. Caso sejam
separadas por uma membrana, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo
proporcional.
Quando se comparam soluções de concentrações
diferentes, a que possui mais soluto e, portanto, maior pressão osmótica é
chamada hipertônica, e a de menor concentração de soluto e menor pressão
osmótica é hipotônica. Separadas por uma membrana, há maior fluxo de
água da solução hipotônica para a hipertônica, até que as duas soluções se
tornem isotônicas.
A osmose pode
provocar alterações de volume celular. Uma hemácia humana é isotônica em
relação a uma solução de cloreto de sódio a 0,9% (“solução fisiológica”). Caso
seja colocada em um meio com maior concentração, perde água e murcha. Se
estiver em um meio mais diluído (hipotônico), absorve água por osmose e aumenta
de volume, podendo romper (hemólise).
Se um paramécio é colocado em um meio hipotônico,
absorve água por osmose. O excesso de água é eliminado pelo aumento de frequência
dos batimentos do vacúolo pulsátil (ou contrátil).
Protozoários
marinhos não possuem vacúolo pulsátil, já que o meio externo é hipertônico.
A
pressão osmótica de uma solução pode ser medida em um osmômetro. A
solução avaliada é colocada em um tubo de vidro fechado com uma membrana
semipermeável, introduzido em um recipiente contendo água destilada, como
mostra a figura.
Por
osmose, a água entra na solução fazendo subir o nível líquido no tubo de vidro.
Como no recipiente há água destilada, a concentração de partículas na solução
será sempre maior que fora do tubo de vidro. Todavia, quando o peso da coluna
líquida dentro do tubo de vidro for igual à força osmótica, o fluxo de água
cessa. Conclui-se, então, que a pressão osmótica da solução é igual à pressão
hidrostática exercida pela coluna líquida.
Transporte Ativo
Neste processo, as substâncias são transportadas
com gasto de energia, podendo ocorrer do local de menor para o de maior
concentração (contra o gradiente de concentração). Esse gradiente pode
ser químico ou elétrico, como no transporte de íons. O transporte ativo age
como uma “porta giratória”. A molécula a ser transportada liga-se à molécula
transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se liga ao substrato. A
molécula transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado da
membrana. Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e
potássio liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o
libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face
externa. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP.
Endocitose e exocitose
Enquanto
que a difusão simples e facilitada e o transporte ativo são mecanismos de
entrada ou saída para moléculas e íons de pequenas dimensões, as grandes
moléculas ou até partículas constituídas por agregados moleculares são
transportadas através de outros processos.
Endocitose
Este processo
permite o transporte de substâncias do meio extracelular para o intracelular,
através de vesículas limitadas por membranas, a que se dá o nome de vesículas de endocitose
ou endocíticas. Estas são formadas por invaginação da membrana plasmática,
seguida de fusão e separação de um segmento da mesma.
Tipos de endocitose: pinocitose, fagocitose.
Pinocitose
Neste caso, as
vesículas são de pequenas dimensões e a célula ingere moléculas solúveis que,
de outro modo, teriam dificuldades em penetrar a membrana.
O mecanismo
pinocítico envolve gasto de energia e é muito seletivo para certas substâncias,
como os sais, aminoácidos e certas proteínas, todas elas solúveis em água.
Este
processo, que ocorre em diversas células, tem uma considerável importância para
a Medicina: o seu estudo mais aprofundado pode permitir o tratamento de grupos
de células com substâncias que geralmente não penetram a membrana
citoplasmática (diluindo-as numa solução que contenha um indutor de pinocitose
como, por exemplo, a albumina, fazendo com que a substância siga a albumina até
ao interior da célula e aí desempenhe a sua função).
Fagocitose
Este processo é muito semelhante à pinocitose,
sendo a única diferença o fato de o material envolvido pela membrana não estar
diluído.
Enquanto que a pinocitose é um processo comum a
quase todas as células eucarióticas, muitas das células pertencentes a
organismos multicelulares não efetuam fagocitose, sendo esta efetuada por
células específicas. Nos protistas a fagocitose é frequentemente uma das formas
de ingestão de alimentos.
Os glóbulos brancos utilizam este processo para
envolver materiais estranhos como bactérias ou até células danificadas. Dentro
da célula fagocítica, enzimas citoplasmáticas são secretadas para a vesícula e
degradam o material até este ficar com uma forma inofensiva.
Exocitose
Enquanto que na endocitose as substâncias entram
nas células, existe um processo inverso: a exocitose ou clasmocitose.
Depois de endocitado, o material sofre
transformações sendo os produtos resultantes absorvidos através da membrana do
organito e permanecendo o que resta na vesícula de onde será posteriormente
exocitado.
A exocitose permite, assim, a excreção e secreção
de substâncias e dá-se em três fases: migração, fusão e lançamento. Na primeira,
as vesículas de exocitose deslocam-se através do citoplasma. Na segunda, dá-se
a fusão da vesícula com a membrana celular. Por último, lança-se o conteúdo da
vesícula no meio extracelular.
aids (Foto: TV Globo)
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