Membrana plasmática

Predefinição:Portal-Biologia Celular A membrana celular é o parte que delimita todas as células vivas, tanto as procariontes como as eucariontes. Ela estabelece a fronteira entre o meio intra-celular e o meio extracelular (que pode ser a matriz dos diversos tecidos). "Tem cerca de 7 a 10 nm de espessura e figura nas eletromicrografias como duas linhas escuras separadas por uma linha central clara. Esta estrutura trilaminar é comum às outras membranas encontradas nas células, sendo por isso chamada de unidade de membrana ou membrana unitária". A membrana celular não é estanque, mas uma “porta” seletiva que a célula usa para captar os elementos do meio exterior que lhe são necessários para o seu metabolismo e para libertar as substâncias que a célula produz e que devem ser enviadas para o exterior (sejam elas produtos de excreção, portanto, das quais deve se libertar, ou secreções que a célula utiliza para várias funções relacionadas com o meio).

Principais Características

É responsável pela manutenção da constância do meio intracelular, que é diferente do meio extracelular e recepção de nutrientes e sinais químicos do meio extracelular. Para o funcionamento normal e regular das células, deve haver seleção das substâncias que entram e impedimento da entrada de partículas indesejáveis, ou ainda, eliminação das que se encontram no citoplasma. Por ser o componente celular mais externo e possuir receptores específicos, a membrana tem a capacidade de reconhecer outras células e diversos tipos de moléculas, como hormônios. Este reconhecimento é estudado como sinal químico, que desencadeia diversas reações internas.

As membranas celulares são fluidas e de natureza lipoprotéica. As membranas animais possuem ainda o colesterol, e as vegetais possuem outros esteróis, importantes para o controle da fluidez das membranas. Em certa temperatura, quanto maiso a concentração de esteróis, menos fluida será a membrana. As células procariontes, salvo algumas exceções, não possuem esteróis.

A estrutura das membranas deve-se primariamente a uma bicamada de fosfolipídios. Os lipídios são moléculas longas com uma extremidade hidrofílica e a cadeia hidrofóbica. O grupo fosfato está situado nas lâminas externas da estrutura trilaminar. A parte ente as lâminas fosfatadas é composta pelas cadeias hidrofóbicas.

As proteínas são os principais componentes funcionais das membranas celulares.

As membranas celulares são assimétricas.

Exteriormente a membrana plasmática apresenta uma camada rica em glicídeos: o glicocálix.

Através da membrana há conexões protéicas, os fibronexos, entre o citoplasma e macromoléculas da matriz extracelular.

Os grupos sangüíneos A-B-O, M-N e Rh, bem como fatores HLA, são antígenos da superfície externa da membrana.

O transporte em quantidade de material para o interior da celula chama-se endocitose, e o processo invertido é a exocitose.

Os lisossomas ou lisossomos são organelas para a digestão intracelular.

Os microvilos ou microvilosidades são muito freqüentes e aumentam a superfície celular.

As membranas celulares possuem mecanismos de adesão, de vedação do espaço intercelular e de comunicação entre as células.

Não confundir a membrana celular com a parede celular (das células vegetais, por exemplo), que tem uma função principalmente de protecção mecânica da célula. Devido à membrana citoplasmática não ser muito forte, as plantas possuem a parede celular, que é mais resistente.

A membrana celular é uma camada fina e altamente estruturada de moléculas de lípidos e proteínas, organizadas de forma a manter o potencial eléctrico da célula e a controlar o que entra e sai da célula (permeabilidade selectiva da membrana). Sua estrutura só vagamente pode ser verificada com um microscópio de transmissão electrónica. Muitas vezes, esta membrana contém proteínas receptoras de moléculas específicas, os Receptores de membrana, que servem para regular o comportamento da célula e, nos organismos multicelulares, a sua organização em tecidos (ou em colónias).

Por outro lado, a membrana celular não é, nem um corpo rígido, nem homogéneo – é muitas vezes descrita como um fluido bidimensional e tem a capacidade de mudar de forma e invaginar-se para o interior da célula, formando alguns dos seus organelos. A sua estrutura básica é de uma matriz formada por duas camadas de fosfolípidos ligados a proteínas que podem funcionar como “canais” químicos. Algumas destas proteínas apenas aderem à membrana (proteínas extrínsecas), enquanto que outras pode dizer que “residem” ou fazem parte estrutural da própria membrana (proteinas intrínsecas); entre estas, encontram-se glicoproteinas (proteínas ligadas a carboidratos [hidratos de carbono]). A variedade e quantidade relativa das diferentes moléculas não é fixa, de modo a manter a fluidez da membrana em diferentes condições ambientais; entre as moléculas especializadas em regular a fluidez da membrana encontra-se o colesterol.

A matriz fosfolipídica da membrana foi pela primeira vez postulada em 1825 por Gorter e Grendal; no entanto, só em 1895, Charles Overton deu força a esta teoria, tendo observado que a membrana celular apenas deixava passar algumas substâncias, todas lipossolúveis.

Transporte através das membranas

Mesmo nas membranas não biológicas, como as de plástico ou celulose, há moléculas que as conseguem atravessar, em determinadas condições. Dependendo das propriedades da membrana e das moléculas (ou átomos ou íons) em presença, o transporte através das membranas classifica-se em:

• Transporte passivo – quando não envolve o consumo de energia do sistema, sendo utilizada apenas a energia cinética das moléculas; e
• Transporte ativo – quando o transporte das moléculas envolve a utilização de energia pelo sistema; no caso da célula viva, a energia utilizada é na forma de Adenosina tri-fosfato (ATP).

Transporte passivo

O interior das células – o citoplasma – é basicamente uma solução aquosa de sais e substâncias orgânicas. O transporte passivo de substâncias na célula pode ser realizado através de difusão ou por osmose. A difusão se dá quando a concentração interna de certa substância é menor que a externa, e as particulas tendem a entrar na célula. Quando a concentração interna é maior, as substâncas tendem a sair. A difusão pode ser auxiliada por enzimas permeases sendo classificada Difusão facilitada. Quando não há ação de enizimas, é chamada difusão simples

Osmose é o nome dado ao transporte passivo de substâncias líquidas. Quando a concentração externa de substâncias é maior que a interna, parte do líquido citoplasmático tende a sair fazendo com que a célula murche - plasmólise. Quando a concentração interna é maior, o líquido do meio externo tende a entrar na célula, dilatando-a - deplasmólise. Neste caso, se a diferença de concentração for muito grande, pode acontecer que a célula estoure. As células que possuem vacúolos são mais resistentes à diferença de concentração, pois estas organelas, além de outras funções, agem retendo líquido.

Transporte ativo

O transporte activo através da membrana celular é primariamente realizado pelas enzimas ATPases, como a importante bomba-de-sódio, que tem função de manter o potencial electroquímico das células.

Nota: o transporte pode ainda ser classificado em mediado (envolve permeases) e não-mediado (dá-se por difusão directa)

Muitas células possuem uma ATPase do cálcio que opera as concentrações intracelulares baixas de cálcio e controla a concentração normal (ou de reserva) deste importante mensageiro secundário. Uma outra enzima actua quando a concentração de cálcio sobe demasiadamente. Isto mostra que um íon pode ser transportado por diferentes enzimas, que não se encontram permanentemente activas.

Há ainda dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria estrutura da membrana celular é envolvida no transporte de matéria (principalmente de grandes moléculas) para dentro e para fora da célula:

• endocitose – em que a membrana celular envolve partículas ou fluido do exterior - fagocitose ou pinocitose - e a transporta para dentro, na forma duma vesícula; e
• exocitose – em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une à membrana celular, que depois expele o seu conteúdo.