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Membrana Plasmática
Conheça as funções da membrana plasmática e sua composição química
O que é e funções
De forma simples, podemos definir a membrana plasmática
como envoltório celular. Este envoltório será o responsável pela
forma da célula e pelas substâncias que entram e saem dela.
Composição e outras características
Sua composição química é lipoprotéica (gordura + proteína),
porém, esta não se dá de forma homogênea.
Há dois tipos de substância que atravessam a membrana
plasmática: as hidrossolúveis e as lipossolúveis.
As substâncias hidrossolúveis chegam ao interior das células
somente após atravessarem os poros contidos nas proteínas
transportadoras. Contudo, este transporte somente ocorrerá se
estas substâncias forem menor do que o tamanho do poro desta
proteína.
No caso das substâncias lipossolúveis, estas atravessam a
membrana plasmática bem mais facilmente, pois a maior parte
da membrana plasmática é formada por lipídeo. Aqui, as
substâncias não necessitam ser pequenas, necessariamente, para
chegarem ao interior da célula.
Este processo de entrada e saída de substâncias através da
membrana plasmática são conhecidos como transporte passivo
(difusão e osmose) e transporte ativo (endocitose, fagocitose,
exocitose).
Curiosidade: As substâncias hidrossolúveis que atravessam a
membrana plasmática são: água (H2O), oxigênio (O2), gás
carbônico (CO2), uréia, vitamina C, glicose, ácido salicílico,
ácido láctico, proteínas pequenas (menores que o tamanho dos
poros das proteínas transportadoras), aminoácidos e sais
minerais.
Membrana Celular
Muitas das substâncias (gases, íons, açúcares, etc.) dissolvidas em nosso compartimento
intracelular ou extracelular podem atravessar a membrana celular e passar de um
compartimento a outro.
Existem várias formas através das quais as diversas substâncias podem atravessar a
membrana celular. As principais e mais bem conhecidas são:
Difusão Simples Neste tipo de transporte a substância passa de um meio a outro (do
intracelular para o extracelular ou do extracelular para o intracelular) simplesmente devido ao
movimento aleatório e contínuo da substância nos líquidos corporais, devido a uma energia
cinética da própria matéria. Em tal meio de transporte não ocorre gasto de ATP intracelular nem
ajuda de carreadores.
Exemplo: Gases como oxigênio ou dióxido de carbono atravessam a membrana celular com
grande facilidade, simplesmente se dissolvendo na matriz lipídica desta membrana (oxigênio e
dióxido de carbono são lipossolúveis).
Difusão Facilitada
Neste tipo de transporte a substância se utiliza também de seus movimentos aleatórios e
contínuos nos líquidos corporais e passa também de um lado a outro da membrana celular.
Porém, por ser insolúvel na matriz lipídica (não lipossolúvel) e de tamanho molecular grande
demais para passar através dos diminutos "poros" que se encontram na membrana celular, a
substância apenas se dissolve e passa através da membrana celular ligada a uma proteína
carreadora específica para tal substância, encontrada na membrana celular. Em tal transporte
também não há gasto de ATP intracelular.
Exemplo: A glicose, importante monossacarídeo, atravessa a membrana celular de fora para
dentro da célula (do meio de maior concentração para o meio de menor concentração de
glicose) ligada a uma proteína carreadora específica para glicose.
Transporte Ativo
Neste tipo de transporte a substância é levada de um meio a outro através da membrana
celular por uma proteína carreadora que é capaz, inclusive, de transportar esta substância
contra um gradiente de concentração, de pressão ou elétrico (a substância pode, por exemplo,
ser transportada de um meio de baixa concentração para um de alta concentração da mesma).
Para tanto, O carreador liga-se quimicamente à substância a ser transportada através da
utilização de enzima específica, que catalisaria tal reação. Além disso há um consumo de ATP
intracelular para transportar a substância contra um gradiente de concentração.
Exemplo: Bomba de Sódio e Potássio - transporta constantemente, nas células excitáveis,
através da membrana, íon sódio de dentro para fora e íon potássio de fora para dentro da
célula. Ambos os íons são transportados contra um gradiente de concentração, isto é, de um
meio menos concentrado para um mais concentrado do mesmo íon.
Potencial De Membrana Celular
O mais importante exemplo de transporte ativo presente na membrana das células excitáveis é
a Bomba de Sódio e Potássio.
Tal bomba transporta, ativamente e constantemente, íons sódio de dentro para fora da célula e,
ao mesmo tempo, íons potássio em sentido contrário, isto é, de fora para dentro das células.
Mas os íons (sódio e potássio) não são transportados com a mesma velocidade: A Bomba de
Sódio e Potássio transporta mais rapidamente íons Sódio (de dentro para fora) do que íons
Potássio (de fora para dentro).
Para cada cerca de 3 íons sódio transportados (para fora), 2 íons potássios são transportados
em sentido inverso (para dentro).
Isso acaba criando uma diferença de cargas positivas entre o exterior e o interior da célula, pois
ambos os íons transportados pela bomba (sódio e potássio) são cátions (com 1 valência
positiva), e a Bomba de Sódio e Potássio transporta, portanto, mais carga positiva de dentro
para fora do que de fora para dentro da célula.
Cria-se assim um gradiente elétrico na membrana celular: No seu lado externo acaba se
formando um excesso de cargas positivas enquanto que no seu lado interno ocorre o contrário,
isto é, uma falta de cargas positivas faz com que o líquido intracelular fique com mais cargas
negativas do que positivas.
O gradiente elétrico então formado é conhecido como Potencial de Membrana Celular. Na
maioria das células nervosas tal potencial equivale a algo em torno de -90mv.
chegam a durar 0,15 a 0,3 segundos (e não alguns milésimos de segundo, como nas outras
células). Tais potenciais, mais longos, apresentam um período durante o qual a membrana
celular permanece despolarizada, bastante prolongado. Estes potenciais são denominados
Potenciais em Platô.
As funções da membrana plasmática
As funções da membrana plasmática
A membrana plasmática possui mecanismos que permitem a entrada e a saída de substâncias.
Dizemos que a membrana plasmática seleciona a passagem destas substâncias e que ela possui desta
forma uma permeabilidade seletiva, que é uma camada fosfolipídica da membrana plasmática que
funciona como uma barreira fluida (maleável) e permite a passagem de substâncias diretamente através
dela.
Outras funções estão atribuídas á membrana plasmática, como conservar a forma das células, auxiliarem
no deslocamento e transportação.
Membrana Plasmática
A Membrana plasmática é o envoltório que toda célula possui (. Sua espessura está entre 6 a 9 nm, só visível ao microscópio eletrônico, são flexíveis e fluidas. São estruturas altamente diferenciadas, destinadas a uma compartimentação única, na natureza. Elas são capazes de selecionar, por mecanismos de transporte ativo e passivo, os ingredientes que devem passar, tanto para dentro como para fora das células. Estrutura básica da Membrana Plasmática
Modelo Mosaico Fluido – Sugerido por Singer e Nicholson, onde as proteínas da membrana estão engastadas na camada lipídica, do lado interno, do lado externo, ou atravessando completamente a membrana. Existe uma grande variedade proteínas membranais. A fluidez esta condicionada ao tipo de ligações intermoleculares na membrana. O termo mosaico se deve ao aspecto da membrana na microscopia eletrônica.
Atualmente, o modelo do mosaico fluido é o mais aceito, por encontrar apoio em varias evidencias experimentais. Nenhum modelo está pronto, a evolução das pesquisas irá melhorar o conhecimento atual.
Ligações na Membrana Plasmática
A membrana plasmática não é uma estrutura covalente.
As forças que mantém as biomoléculas na membrana , são coulombianas, hidrofóbicas,pontes de H, etc.
Composição e propriedades da Membrana Celular
Todas as membrana biológicas são constituídas por uma dupla camada lipídica aproximadamente (45%) e proteína (55%) é altamente higroscópica, seletivamente permeável (controla e entrada e saída de substâncias), possui poros, tem sistema para transporte ativo de íons, e diversas enzimas encravadas na dupla camada lipídica, que exercem várias funções.
Enzimas : É um importante catalisador que une ou separa moléculas.
As membranas plasmáticas de um eucariócitos contém 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.
A maioria dos lipídios que compõe a membrana são fosfolipídios dos quais predominam: fosfatidilcolina, esfingomielina, fosfatidilserina e fosfalipidiletanolamina.
Estruturas da Membrana Celular:
- Poros ou canais : são “falhas” na membrana constituídas por proteínas ou por moléculas lipídicas. Permitem a passagem de moléculas pequenas cujo diâmetro seja inferior ao diâmetro do poro. Os poros têm diâmetro variável
apresentando um valor médio de 0,8 nm. Esses canais podem ter carga positiva, negativa ou serem destituídos de cargas. Os canais com carga positiva facilitam a passagem de moléculas negativas e vice-versa. Os canais podem apresentar portões.
- Zonas de difusão facilitada : são regiões que possuem moléculas de uma determinada espécie química, em alta concentração. Moléculas afins se difundem com facilidade através dessas zonas. Exemplos: lipídios e proteínas.
- Receptores : são locais (sítios) específicos da membrana onde podem se encaixar moléculas (mensageiras) que passam uma determinada informação à célula. Alguns receptores podem estar acoplados a canais regulando, dessa forma, os processos de permeabilidade celular receptores, freqüentemente estão associados aos operadores.
- Operadores : são estruturas protéicas capazes de realizar transporte contra um gradiente de concentração do soluto transportado. Operam no sentido unidirecional e são dependentes do fornecimento de energia (ATP).
Como já foi mencionado nosso corpo é constituído predominantemente por água. E sabemos que as reações bioquímicas podem ocorrer somente nesta solução. Dentro da células existem um complexo ambiente químico, denominado meio intracelular, constituído principalmente por água, proteínas e saís inorgânicos (LIC).
As células estão imersas em uma outra grande solução, que é denominada meio extracelular (LEC). As soluções dentro e fora da células tem diferentes composições, e este fato é muito importante para a função da célula, em especial a célula do neurônio e células musculares, (células estas ditas excitáveis) que podem reagir a estímulos vindos do ambiente externo.
Os processos de membrana, são fenômenos que ocorrem na membrana celular que explicam como as células nervosas podem ser excitadas e transmitir esta excitação para outra parte do sistema nervoso e sistema muscular.
Glicocálix Reveste externamente as células animais - é formada por moléculas de glicídios frouxamente entrelaçadas - protege a célula contra agressões, retém nutrientes e enzimas. Mantém um microambiente adequado ao redor da célula.
Parede Celulósica Reveste externamente a MP de plantas e algas - é um envoltório espesso, relativamente rígido, constituído principalmente pela celulose (polissacarídeo), encontrada sob forma de longas e resistentes fibras (microfibrilas celulósicas). As microfibrilas são mantidas unidas pela matriz formada por glicoproteínas e dois polissacarídeos ( himicelulose e pectina). Seus componentes são sintetizados no citoplasma e expelidos da célula, depositando-se sobre a superfície externa da MP - parede primária: encontrada em células jovens de plantas, fina e elástica, permite o crescimento celular - parede secundária: camada espessa e rígida, onde novos componentes depositam-se internamente à parede primária, depois que a célula atinge tamanho e formas definitivas
Modelo do Mosaico Fluido -Criado em 1972 por Singer e Nicholson, explica a organização da membrana plasmática As Membranas Celulares são formadas por duas camadas de fosfolipíos. Nelas se incrustam moléculas de proteína: algumas aderidas superficialmente, outras mergulham profundamente, podendo atravessar a membrana. Os fosfolipídios movem-se continuamente, tem fluidez de movimento, mas não perdem o contato uns com os outros, por isso as membranas são flexíveis.
Pemeabilidade Celular A membrana é permeável a algumas substâncias e impermeável a outras, apresenta semipermeabilidade. Ocorre uma certa seleção do que entra e sai da célula, há permeabilidade seletiva. A passagem de algumas subst. é totalmente facilitada e outras tem sua passagem totalmente impedida.
Difusão É um processo espontâneo onde as partículas tendem a se espalhar graças ao movimento contínuo e casual de átomos e moléculas - diversas substâncias (como água, gases e outras com moléculas peq.) entram e saem da célula por simples difusão - se a substância estiver mais concentrada fora da célula, ela entrará. Se a substância estiver mais concentrada dentro da célula ela sairá.
Osmose É um tipo de difusão que ocorre quando duas soluções aquosas de concentração diferentes entram em contato através de uma membrana semipermeável
Especializações da membrana plasmática
Camada glicoprotéicaque envolve as células epiteliais.
Funções: reconhecimento célula-acélula; adesão; proteção contra lesões mecânicas, físicas e
químicas.
INTERDIGITAÇÕES: formadas por reentrâncias e saliências provenientes da invaginaçãode
membranas de duas células adjacentes.
Função:adesão entre as células.
JUNÇÕES GAP (NEXOS):grupos de proteínas das membranas plasmáticas de células
adjacentes que se dispõem formando canais que atravessam as bicamada de lipídios 0 0 0 1
proteínas tocam-se no espaço intercelular.
Funções:estabelecimento de canais de comunicação entre as células e adesão.
HEMIDESMOSSOMOS: morfologia semelhante àde meiodesmossomo.
Função:adesão das células epiteliais à lâmina basal.
PREGAS BASAIS:reentrâncias e saliências provenientes dainvaginaçãoda membrana em
contato com a lâmina basal.
Função:adesão das células epiteliais à lâmina basal.
Transporte Passivo
Ocorre sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nas duas faces da membrana. Não envolve gasto de energia.
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.
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 freqüência 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.
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 freqüência 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 Passivo
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.
