A membrana celular, também conhecida por plasmalema, é a estrutura que delimita todas as células vivas, tanto as procarióticas como as eucarióticas. Ela estabelece a fronteira entre o meio intra-celular, o citoplasma, e o meio extracelular. Seu modelo mais atual é o do mosaico fluido.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
•Açúcares
Os açúcares estão presentes nas forma de oligossacarídeos. Estão localizados na parte exterior da célula, e na grande maioria das células animais a membrana plasmática apresenta uma camada rica em glicídeos ou seja o glicocálice.
Entre outros papeis, o glicocálix tem a função de reconhecimento químico da célula para seu exterior e tem também função protetora, impedindo que alguns tipos de vírus ou bactérias se anexem à célula.
•Lipídios
Os lipídios presentes nas membranas celulares pertencem predominantemente ao grupo dos fosfolipídeos. Estas moléculas são formadas pela união de três grupos de moléculas menores: um álcool, geralmente o glicerol, duas moléculas de ácidos graxos e um grupo fosfato, que pode conter ou não uma segunda molécula de álcool.
A estrutura das membranas deve-se primariamente a uma bicamada de fosfolipídios. Esses lipídios são moléculas longas com uma extremidade hidrofílica (tem afinidade com a água) e a cadeia hidrofóbica (não tem afinidade com a água). O grupo fosfato está situado nas lâminas externas da estrutura trilaminar. A parte situada entre as lâminas fosfatadas é composta pelas cadeias hidrofóbicas.
As membranas animais possuem ainda o colesterol, e as células vegetais possuem outros esteróis, importantes para o controle da fluidez das membranas. Em certa temperatura, quanto maior a concentração de esteróis, menos fluida será a membrana. As células procariontes, salvo algumas exceções, não possuem esteróis.
•Proteínas
As proteínas são os principais componentes funcionais das membranas celulares.
A maioria das proteínas da membrana celular está mergulhada na camada dupla do fosfolipídios, interrompendo sua continuidade, são as proteínas integrais. Outras, as proteínas periféricas, estão aderentes às extremidades de proteínas integrais. Algumas proteínas atuam no transporte de substâncias para dentro ou para fora da célula. Entre estas, encontram-se glicoproteínas (proteínas ligadas a carboidratos).
Algumas destas proteínas formam conexões, 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.
CORTEX
Ectoplasma ou Córtex celular é a camada periférica do citoplasma, que em muitas células se distingue do citoplasma central (endoplasma), embora as duas camadas se sucedam gradualmente. O ectoplasma é, em geral, semi-sólido (como um gel, neste caso denominado de plasmagel), e, normalmente, contém poucas granulações. O ectoplasma desempenha um papel importante em muitos tipos de movimentos celulares, incluindo a divisão celular e os movimentos amebóides.
CARACTERÍSTICAS DA MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana celular é responsável pela manutenção de uma substancia do meio intracelular, que é diferente do meio extracelular e pela recepção de nutrientes e sinais químicos do meio extracelular. Para o funcionamento normal e regular das células, deve haver a seleção das substâncias que entram e o impedimento da entrada de partículas indesejáveis, ou ainda, a 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.
As membranas celulares possuem mecanismos de adesão, de vedação do espaço intercelular e de comunicação entre as células. Os microvilos ou microvilosidades são muito freqüentes e aumentam a superfície 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. 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 electrônica. 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 homogêneo – é muitas vezes descrita como um fluido bidimensional e tem a capacidade de mudar de forma e invaginar-se.
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 DA MEMBRANA
O transporte através da membrana ou pode ser passivo ou ativo, em outras palavras com gasto de energia ou sem gasto de energia.
•Transporte passivo:
É um transporte que ocorre sem gasto de energia (ATP), esse tipo de transporte não gasta energia, pois ocorre a favor do gradiente de concentração (da onde possui maior quantidade de substancia para onde tem menor quantidade de substancia tendendo a igualdade)
Esse transporte poderá ocorrer de três maneiras: por difusão simples, difusão facilitada ou por osmose.
* Difusão simples:
Nesse tipo de transporte, é transportado o soluto a favor do gradiente de concentração, passando diretamente pela membrana plásmatica, ou seja, para poder passar tem que ser pequenas moléculas e não carregadas.
* Difusão facilitada:
Nesse transporte também é transportado soluto a favor do gradiente de concentração, porém as moléculas passam atracés das proteinas. As proteinas sao facilitadoras do processo. E pelas proteinas transmembranares já podem passar moleculas maiores como a glicose e íons.
* Osmose:
A osmose é o nome dado ao movimento da água entre meios com concentrações diferentes de solutos separados por uma membrana semipermeável. É um processo físico-químico importante na sobrevivência das células.
A osmose pode ser vista como um tipo especial de difusão em seres vivos.
A água movimenta-se sempre de um meio hipotônico (menos concentrado em soluto) para um meio hipertônico (mais concentrado em soluto) com o objetivo de se atingir a mesma concentração em ambos os meios (isotônia) através de uma membrana semipermeável, ou seja, uma membrana cujos poros permitem a passagem de moléculas de água, mas impedem a passagem de outras moléculas.
Este tipo de transporte não apresenta gastos de energia por parte da célula, por isso é considerado um tipo de transporte passivo. Esse processo está relacionado com a pressão de vapor dos líquidos envolvidos que é regulada pela quantidade de soluto no solvente. Assim, a osmose pode ajudar a controlar o gradiente de concentração de sais nas células.
• Transporte ativo:
Esse transporte ja há um gasto de energia (ATP), pois as substâncias vão contra o gradiente de concentração (da area de menor quantidade para a de maior quantidade da substância). Um exemplo clássico de transporte ativo seria a bomba de sódio e potássio.
E qual seria a função de existir essa bomba?
Para manter o potencial eléctrico da célula, esta precisa de uma baixa concentração de ions de sódio e de uma elevada concentração de ions de potássio, dentro da célula. Fora das células existe uma alta concentração de sódio e uma baixa concentração de potássio, pois existe difusão destes componentes através de canais iônicos existentes na membrana celular. Para manter as concentrações ideais dos dois ions, a bomba de sódio bombeia sódio para fora da célula e potássio para dentro dela.
Como funciona a bomba de sódio e potássio?
A bomba, ligada ao ATP, liga-se a 3 íons de Na+ intracelulares.
O ATP é hidrolizado, levando à fosforilação da bomba e à libertação de ADP.
Essa fosforilação leva a uma mudança conformacional da bomba, expondo os íons de Na+ ao exterior da membrana. A forma fosforilada da bomba, por ter uma afinidade baixa aos íons de sódio, liberta-os para o exterior da célula.
À bomba ligam-se 2 íons de K+ extracelulares, levando à desfosforilação da bomba.
O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os íons de potássio para o interior da célula: a bomba está pronta para um novo ciclo.
O bombeamento não é equitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular.
JUNÇÕES CELULARES
Tem a função de unir as células do mesmo tecido proprocionande adesão e comunicação.
Tipos de junções celulares
• Junção aderente:
Cinturão de adesão é formado por um feixe de actina + proteínas da membrana
As proteínas que intervém nesta junção são: selectinas, integrinas, Imunoglobulinas, Caderinas
• Junção desmossoma:
Ancora filamentos intermediários de uma célula em outra
A proteína que intervém nesta junção é a caderina
• Junção hemidesmossomo:
Ancora filamentos intermediários da célula à lâmina basal
A proteína que intervém nesta junção é a integrina
• Junções compactas:
Impede passagem de moléculas
• Junção tipo fenda:
Permite a passagem de íons e pequenas moléculas
A proteínas que intervém nesta junção é a conexinas
• Plasmodesma:
Só ocorre em células vegetais
São feitas por canais comunicantes
