Membrana Plásmática

            Um dos primeiros assuntos a serem abordados durante o ano letivo na disciplina de Biologia Celular é a membrana plasmática. É um assunto relativamente simples, mas que pode gerar algumas dúvidas devido ao grande número de informações acerca de sua estrutura, das diferenças entre organismos procarióticos e eucarioticos, bem como dos processos que nela ocorrem. Tentaremos, de forma bem simplificada, resumir as informações e os conceitos gerais, para facilitar a compreensão.

            A membrana plasmática é uma estrutura que reveste o citoplasma. Sua constituição básica é de fosfolipídios e proteínas. Os fosfolipídios estão organizados em duas linhas paralelas. Chamamos esta estrutura de bicamada lipídica.

Figura 1: membrana plasmática vista ao M.E.

Figura 2: estrutura dos fosfolipídios (cabeça: grupo fosfato + glicerol; cauda: ácidos graxos)

E por que os fosfolipídios se organizam dessa forma? Devido à sua estrutura química. Note que eles possuem uma cabeça polar (afinidade com a água) e uma cauda apolar (hidrofóbica). Isso você já sabe, né? O importante é entender a consequência disso: em um meio aquoso, havendo várias moléculas de fosfolipídios, elas tendem a formar estruturas chamadas lipossomos, "protegendo" as caudas hidrofóbicas do meio aquoso.

Figura 3: lipossomos.

            Temos ainda as proteínas, que podem estar organizadas de diversas formas na membrana, podendo ser classificadas como periféricas ou transmembrana.

- Periféricas (3): ficam em uma das superfícies da membrana (interna ou externa). São facilmente removidas por tratamentos leves. Podem atuar como enzimas catalisadoras de reações químicas, podem servir como suporte para outras moléculas ou mediar alterações da forma da membrana durante o movimento. Elas podem estar diretamente ligadas a um fosfolipídio ou indiretamente, por meio de um carboidrato (4).

- Transmembrana: só podem ser removidas da membrana após o rompimento da bicamada lipídica (por meio de detergentes, por exemplo). Muitas delas funcionam como canais por onde chegam e saem substâncias da célula. Podem ser classificadas em unipasso (1) ou multipasso (2), dependendo de quantas vezes sua cadeia atravessa a membrana.

            Algumas proteínas de membrana podem unir-se umas às outras por meio de ligações covalentes (5 e 6).

Figura 4: proteínas na membrana plasmática.

            É possível, ainda, encontrar carboidratos ligados tanto a proteínas da membrana (glicoproteínas) como aos lipídios (glicolipídios). Tais carboidratos atuam protegendo e lubrificando as células, e também estão envolvidos nas interações célula-célula e ainda podem atuar, nas células eucarióticas, como sítios receptores. No caso das bactérias, as glicoproteínas presentes podem determinar se uma determinada linhagem é ou não virulenta.

            Os fosfolipídios e as proteínas não estão estáticos na membrana: eles possuem uma certa mobilidade, que permite a realização de suas funções sem a ruptura da mesma. A esse arranjo dinâmico damos o nome de modelo do mosaico fluido.

            Importante: somente as membranas plasmáticas de organismos EUCARIONTES possuem esteróis (ex: colesterol) em sua estrutura (Exceção: Mycoplasma). Esta característica confere uma maior resistência à pressão osmótica.

            FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA:

- Barreira seletiva: a permeabilidade seletiva da membrana permite que algumas substâncias passem livremente por ela, porém impede que outras façam o mesmo (ver: movimento de materiais através das membranas);

- Digestão de nutrientes;

- Produção de energia.

            MOVIMENTOS DOS MATERIAIS ATRAVÉS DAS MEMBRANAS:

            São divididos em processos passivos (substâncias atravessam a membrana, indo de uma região de alta concentração para outra de baixa concentração: sem gasto de ATP) ou processos ativos (substâncias vão de uma área de baixa concentração para outra de alta concentração, ou seja, contra o gradiente e com gasto de ATP).

            Os processos passivos são:

            - difusão simples: moléculas ou íons partem de uma área de alta concentração para outra de baixa concentração até que seja atingido um ponto de equilíbrio. É utilizado pela célula para transportar oxigênio e dióxido de carbono.

            - difusão facilitada: proteínas integrais (transmembrana) funcionam como canais, facilitando o movimento das moléculas.Tais proteínas permitem que pequenos íons atravessem a membrana - eles não conseguiriam sem o auxílio destas proteínas pelo fato de serem muito hidrofílicos. As proteínas transportadoras podem ser inespecíficas, permitindo a passagem de uma grande quantidade de substâncias, ou podem ser específicas para determinadas substâncias.

            - osmose: movimentação de solvente através de uma membrana seletivamente permeável, de uma área de baixa concentração de soluto para uma área onde há maior concentração de soluto. Este processo ocorre por meio de difusão simples através da membrana ou por meio de aquaporinas (canais de água)

            Os processos ativos ocorrem quando a célula utiliza ATP para mover substâncias através da membrana plasmática. Íons, aminoácidos e açúcares simples são tranportados desta forma.  É um processo que depende de proteínas transportadoras na membrana plasmática. O movimento ocorre de fora para dentro, mesmo que a concentração de nutrientes fora da célula seja muito menor do que dentro dela.

            Tais processos são comuns às células procarióticas e eucarióticas, porém somente as células eucarióticas utilizam um mecanismo chamado endocitose, que consiste no englobamento de uma particula ou molécula pela membrana: ela circunda a partícula, recobre-a e a conduz para dentro da célula. A endocitose pode ser de dois tipos:

- fagocitose, o qual envolve projeções celulares (pseudópodes) que englobam as partículas, que são trazidas para dentro da célula, e

- pinocitose: ocorre invaginação da membrana plasmática, o que faz com que o líquido celular seja trazido para dentro dela, juntamente com as substâncias dissolvidas nele.

Figura 5: Fagocitose.

           

Figura 6: Pinocitose.

Texto de autoria de: Helena Pistune e Stella Maris Salazar.
Corrigido pela professora Dra. Albertina Soares (Tina).

Referências bibliográficas:

TORTORA, G. et al. Microbiologia. 10 ed. Porto Alegre, Artmed. 2012. p. 89 – 100.

<https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgOWC-0HDa5ottgCfMOwtOziVM3lCC3nX8-_15Xwp9RITzj4_y-LEE82XR_uN4_WZgQCrb7jgXy_bWHEgynt5ip7PUAbiNG8DySvUljh83_clF0vCd0uqVu1G7lJkKHE0BhiJfsl7tKvoU/s1600/046+-+Pinocitose.jpg> Acesso em 07 mai 2013.

<https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSj4WyDAQYx4cst5HOEFxKc_FQLgf2OYt1ra_4jPVpLPEw7p5begCvzKBfNER3kMITyCd0URDKp_I6R8pKa4ZdFdMsgH2sxpE446lHuziYSWAScl-i8GWN7MX5A4lpnS9UqC05nljdpKU/s1600/fagocitose.jpg> Acesso em 07 mai 2013.

<http://html.rincondelvago.com/membrana-plasmatica.html> Acesso em 07 mai 2013.

<https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiJWaw3U4Jd1ZlWH_A0PYNiFfFFb_uUM1R_efz8qgeQXqfg88VGdYvnBcdQATbgbV7f1ptriFjeBmOHUPT6nGUUGL4V4Zbn8NAwBhzNkl4ktJnKoC-22zObcZekHeCCVQa3UHIuUHDlSQ1a/s400/structures.jpg> Acesso em 07 mai 2013.

<https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhIrY3SK8PSTBFCR25hf0BSZGDuN209hAcWrhwEZmmEaUm5yppuAmZvgNTtETqsoYxVnIuRHVHDxuvBEX16mN_LR8lJcYGxOhhGJRBAzdSsUtsQvNp86UVHYBZmIXFnwYrHa2A_GGB7WtA/s1600/Fosfolip%C3%ADdios.jpg> Acesso em 07 mai 2013.

<http://www.biomania.com.br/bio/Imagens/50116/Fig01.GIF> Acesso em 07 mai 2013.