MEMBRANA CELULAR

MEMBRANA CELULAR
A membrana celular é a componente de todas as células vivas, tanto as procariontes
como as eucariontes, que estabelece a fronteira entre o meio intra-celular e o meio
exterior. A membrana celular não é estanque, mas uma “porta” seletiva que a célula usa
para captar os elementos do meio exterior com interesse 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).
Figura esquemática da Membrana Celular
Não confundir a membrana celular com a parede celular (das células vegetais, por
exemplo), que tem uma função principalmente de proteção mecânica da célula. Como
ela não é 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 elétrico da célula e a controlar o
que entra e sai da mesma (permeabilidade seletiva). Tem apenas cerca de 10 nm de
espessura e a sua estrutura só vagamente pode ser verificada com um microscópio de
transmissão eletrônica. 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 colônias).
Eletromicrografia mostrando as membranas plasmáticas e o espaço intercelular
Por outro lado, a membrana celular não é, nem um corpo rígido, nem homogêneo – 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 algumas de suas organelas,
dessa foram elas são estruturas dinâmicas, fluidas, e a maior parte de suas moléculas são
capazes de mover-se no plano da membrana, as moléculas individuais de lipídeos são
capazes de difundirem-se rapidamente dentro de sua própria monocamada, mas
raramente saltam de uma monocamada para outra. As moléculas lipídicas são arranjadas
como uma dupla camada contínua com cerca de 5nm de espessura. Essa bicamada
lipídica fornece a estrutura básica da membrana e atua como uma barreira relativamente
impermeável à passagem da maioria das molécula hidrossolúveis. Além dessa
bicamanda de fosfolipídios apresenta proteínas inseridas 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 glicoproteínas
(proteínas ligadas a carboidratos). Os glicolipídeos são encontrados na metade não
citoplasmática da bicamada lipídica. Na membrana plasmática os seus grupos açúcar
estão expostos na superfície celular, sugerindo que eles desempenham algum papel nas
interações da célula com a sua vizinhança.
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. As
membranas plasmáticas de eucariotos contêm quantidades particularmente grandes de
colesterol. Estas aumentam as propriedades de barreira da bicamada lipídica e devido as
seus rígidos anéis planos de esteróide diminuem a mobilidade e tornam a bicamada
lipídica menos fluida.
Proteínas da Membrana
Enquanto a bicamada lipídica determina a estrutura básica das membranas biológicas,
as proteínas são responsáveis pela maioria das funções da membrana, atuando como
receptores específicos, enzimas, proteínas transportadoras, entre outra funções.
Muitas proteínas da membrana estendem-se através da bicamada lipíca: em algumas
dessas proteínas transmembrana a cadeia polipeptídica cruza a bicamada como uma
alfa-hélice única (proteínas unipasso); em outras, inclusive naquelas responsáveis pelo
transporte transmembrana de íons e pequenas moléculas hidrossolúveis, a camada
polipeptídica cruza a bicamada múltiplas vezes, seja como uma série de alfa-hélices,
seja como uma folha beta na forma de um barril fechado (proteína multipasso).
Outras proteínas associadas à membrana não cruzam a bicamada, mas ao contrário são
presas a um ou ao outro lado da membrana. Muitas dessa são ligadas por interações não
covalentes a proteína transmembrana, enquanto outras são ligadas através de grupos
lipídicos ligados covalentemente. Como as moléculas lipídicas na bicamada, muitas
proteínas da membrans são capazes de difundir-se rapidamente no plano da membrana.
Por outro lado, as células têm mecanismos para imobilizar proteínas específicas da
membrana e para confinar moléculas lipídicas e protéicas a domínios específicos.
Veja na figura abaixo as principais funções das proteínas da membrana celular:
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 e, como as células se encontram normalmente mergulhadas ou em
contacto com uma solução externa, pode ocorrer difusão das moléculas de água através
da membrana celular, pelo processo de osmose. Osmose, Difusão e Difusão facilitada
Transporte ativo
O transporte ativo através da membrana celular é primariamente realizado pelas
enzimas ATPases, como a importante bomba-de-sódio, que tem a função de manter o
potencial eletroquímico das células.
Muitas células possuem uma ATPase do cálcio que opera a concentrações intracelulares
baixas de cálcio e controla a concentração normal (ou de reserva) deste importante
mensageiro secundário. Uma outra enzima atua quando a concentração de cálcio sobe
demasiadamente. Isto mostra que um íon pode ser transportado por diferentes enzimas,
que não se encontram permanentemente ativas.
Há ainda dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria
estrutura da membrana celular é envolvida no transporte de matéria para dentro e para
fora da célula:
endocitose – em que a membrana celular envolve partículas ou fluido do exterior e a
transporta para dentro, na forma duma vesícula; Existem 2 tipos: Fagocitose (transporte
de partículas sólidas) e Pinocitose (partículas líquidas).
exocitose – em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une à
membrana celular, que depois expele o seu conteúdo.